本文翻译自CSB事故调查报告

事故简介

2021年1月28日，星期四，大约上午8:45到10:15之间，液氮从位于佐治亚州盖恩斯维尔的基金会食品集团(FFG)工厂4号厂房内的浸入式冷冻槽中溢出。该冷冻槽由梅塞尔有限责任公司(Messer LLC)设计和拥有，并租赁给FFG，当时维修人员正在排查冷冻槽的操作问题。液氮一旦被释放，就会迅速蒸发、膨胀，并积聚在一个部分封闭的、缺乏机械通风的低层房间里。泄漏发生时，两名维修工人正在对冰柜进行故障排除，他们因液氮蒸发而窒息而死。

不受控制的液氮释放仍在继续，两名遇难的维修工人在30到60分钟内都没有被发现，直到另一名工人去寻找他们，才看到一个4到5英尺高的蒸汽云充满了房间。这名工人向管理部门报告了这一事件，然后管理部门开始疏散。在随后的全楼疏散中，至少有14名FFG员工，包括管理人员，对事件作出反应，要么调查冷冻室，要么试图营救他们的同事。结果，另外四名FFG雇员因窒息而受致命伤害，还有其他三名FFG雇员和一名消防员因出现窒息症状而受重伤。

工艺流程

4号厂房被分成两个加工区:“生食”区和“即食”区。4号线的工序从生食区开始，包括腌制和烹饪，然后继续到即食区，其中包括切丁机、冷冻机和包装设备。工人们在整个生产线的各个阶段测量产品温度，以确保产品符合食品安全规范。生产在每个工作日结束时停止，并在第二天早上重新开始。

Messer Line 4液氮浸泡-螺旋冷冻过程分为两个阶段。在第一阶段，传送带将完全煮熟的鸡肉块送入浸入式冷冻室，在-320°F(-196°C)的液氮浴中部分冷冻。然后，鸡肉通过一个过渡箱进入第二阶段，在第二阶段，传送带将部分冷冻的鸡肉块通过螺旋冷冻机，内部风扇在冷冻机内循环汽化的液氮，完成冷冻过程。冷冻的鸡肉从螺旋冷冻机里出来，被包装并运送给顾客。

连接到浸入式和螺旋式冷冻机的排气系统将氮气从冷冻机内部通过屋顶上的排放管道输送到建筑物外部。

为了能够进入浸入式冷冻室的内部，冷冻室还配备了一个可以打开的盖子，过渡箱有一个可以打开的门。盖子和门都装有允许的吸合开关或安全开关;按照设计，当盖子和门关闭时，安全开关将使冰柜正常运行。如果安全开关失去吸合(意味着门是打开的和/或盖子被提起)，冷冻室系统被设计为关闭液氮供应，并提高氮排气风扇的速度。

氮气特点

• 氮是一种无色、无味、不易燃、无毒的惰性气体，大量存在于空气中。在特定的温度和压力条件下，氮气是一种低温液体，也是无色、无味、不易燃、无毒的液体。

• 液氮在大气压下的沸点是-320°F(-196°C)。它在蒸发时产生大量的氮气。氮气在室温下容易与空气混合;然而，冷氮气比空气密度大，可以在低海拔地区沉淀和聚集。接触液氮或冷氮气会导致严重的冷烧伤、冻伤和体温过低。长时间吸入极冷气体可能会损伤肺组织。

• 液氮在70°F(21°C)时的液气膨胀比为1:696，这意味着氮气将膨胀到比其在液相时的体积大696倍的空间。

• 封闭区域内高浓度的氮气会取代氧气，造成缺氧。氧气含量低于19.5%的大气被认为是缺氧的，会对人体造成一系列影响，如右图。

事故经过

• 2021年1月28日，4号线于上午7点16分左右开始运营。延续前几天的趋势，从浸没式螺旋冷冻机中观察到软的、部分冷冻的鸡肉产品。于是，4号线在上午8点14分左右停止处理鸡肉，以便维修人员解决问题。大约上午8点20分，4号线包装主管指示4号线工人休息，而维修工人则试图解决冻结问题。维修工人在没有关闭冷冻室的情况下进行了维修，并且故意绕过了过渡箱门和浸入式冷冻室盖的安全开关。

• 美国化学品安全与危害调查委员会(CSB)确定，可能是在4号线工人休息时，浸入式冷冻机中的起泡管不知怎么地弯曲了，从而使冷冻机的液氮液位控制系统无法正常工作(在第3节中进一步描述)。液氮液位随后以不受控制的方式增加，液氮从浸入式冷冻机中溢出。用汽化的氮气填充冷冻室取代了房间里的氧气。

• 大约20分钟后，上午8点40分，4号线的工人们休息回来了。这时，工人们注意到一团白雾从4号线冷冻室飘来，但没有采取进一步行动。据一名员工说，因为工人们经常看到冷冻室里有白雾，所以他们不相信有问题。上午9点40分，4号线包装主管一个多小时没有收到他的消息，4号线的一名工人决定去找他。4号线的工人通过一个高架开口进入了4号线的冷冻室。

• 4号线的工人观察到一个大约4英尺高的浓密的白雾充满了房间。她还看到一名维修工人一动不动地躺在传送带前的地上。4号线的工人爬过高架洞口，从冷冻室出来，回到了其他4号线工人聚集的RTE区域。她把自己看到的情况告诉了其他工人，然后再次爬过高架洞口，这次是和另一名工人一起确认她的观察结果。4号线的工人再次回到其他工人聚集的地方，然后离开去找1号线的包装主管，告诉他他们所看到的情况。

• 因为FFG没有安装监控，下面的描述仅仅是依靠员工口述和推理做出的判断。

1. 大约上午9点55分，在听到4号线工人在冷冻室看到的情况后，1号线包装主管护送1号线和4号线工人离开大楼。 1号线包装主管随后被看到重新进入大楼。大约在同一时间，其他生产线主管开始疏散4号厂的其余员工，并向管理层通报了紧急情况。大约130名工人从大楼中撤离。

2. 在疏散过程中，至少有14名FFG员工前往4号线冷冻区，试图确定发生了什么或尝试救援。在对该地区做出反应的员工中，有4人受了致命伤，3人受了重伤，至少有7人受了轻伤或没有受伤。

3. 11点08分，消防队赶到现场实施救援。

4. 最终，此次事故导致了6人死亡。

事故原因

CSB确定液氮释放的原因是：由于起泡管部件变形，导致浸入式冷冻机的液位控制系统无法准确测量和控制冷冻机内的液氮液位。

在事故中，由于起泡管的头部被弯曲了，且在溢出水位线之上，液位控制系统可能会读不到液位，即使发生溢出，也会继续供给液氮。同样，由于电平测量被人为地降低了，高级联锁不能正确地工作。CSB检查了冷冻室警报和事件日志，确认在事故期间冷冻室控制系统没有记录高级别事件。CSB的结论是液氮从浸入式冷冻室溢出。液氮溢流是由冷冻室液位控制和高层安全联锁系统故障引起的。

导致该事件的原因有:1)梅塞尔的冷冻机设计：单个液位测量装置的故障导致液氮容器失控;2)FFG缺乏任何本可防止该事件的过程安全管理系统或实践;3)液氮缺乏监管覆盖，这使得FFG选择不实施本可防止该事件的过程安全实践。4)梅塞尔不充分的产品管理实践，导致梅塞尔继续向FFG供应液氮。

造成事件严重程度的原因有:1)FFG的应急准备不足，导致至少14名员工进入冷冻室或周围地区调查事件或试图营救他们的同事，以及2)没有大气监测和警报设备，本可以提醒工人存在危险气氛并警告他们不要进入。

Go-RISE思考

单点故障（SINGLE POINT OF FAILURE）：一旦失效，就会让整个系统无法运作的部件

处理危险化学品的过程和设备应该足够坚固，这样单个部件的故障不会导致灾难性事件。无论起泡管是如何弯曲的，设计冷冻室以避免单点故障都可以防止这一事件。

该事件涉及的浸入式冷冻机的设计是，起泡器系统使用单个起泡器管装置来测量液位，因此使起泡器管成为安全关键装置。起泡管是液位控制回路和高级安全联锁的唯一输入，该联锁配置用于在液体达到不安全水平时阻止液氮流向浸入式冷冻室。