本文翻譯自CSB事故調查報告

事故簡介

2021年1月28日，星期四，大約上午8:45到10:15之間，液氮從位于佐治亞州蓋恩斯維爾的基金會食品集團(FFG)工廠4號廠房內的浸入式冷凍槽中溢出。該冷凍槽由梅塞爾有限責任公司(Messer LLC)設計和擁有，并租賃給FFG，當時維修人員正在排查冷凍槽的操作問題。液氮一旦被釋放，就會迅速蒸發、膨脹，并積聚在一個部分封閉的、缺乏機械通風的低層房間里。泄漏發生時，兩名維修工人正在對冰柜進行故障排除，他們因液氮蒸發而窒息而死。

不受控制的液氮釋放仍在繼續，兩名遇難的維修工人在30到60分鐘內都沒有被發現，直到另一名工人去尋找他們，才看到一個4到5英尺高的蒸汽云充滿了房間。這名工人向管理部門報告了這一事件，然后管理部門開始疏散。在隨后的全樓疏散中，至少有14名FFG員工，包括管理人員，對事件作出反應，要么調查冷凍室，要么試圖營救他們的同事。結果，另外四名FFG雇員因窒息而受致命傷害，還有其他三名FFG雇員和一名消防員因出現窒息癥狀而受重傷。

工藝流程

4號廠房被分成兩個加工區:“生食”區和“即食”區。4號線的工序從生食區開始，包括腌制和烹飪，然后繼續到即食區，其中包括切丁機、冷凍機和包裝設備。工人們在整個生產線的各個階段測量產品溫度，以確保產品符合食品安全規范。生產在每個工作日結束時停止，并在第二天早上重新開始。

Messer Line 4液氮浸泡-螺旋冷凍過程分為兩個階段。在第一階段，傳送帶將完全煮熟的雞肉塊送入浸入式冷凍室，在-320°F(-196°C)的液氮浴中部分冷凍。然后，雞肉通過一個過渡箱進入第二階段，在第二階段，傳送帶將部分冷凍的雞肉塊通過螺旋冷凍機，內部風扇在冷凍機內循環汽化的液氮，完成冷凍過程。冷凍的雞肉從螺旋冷凍機里出來，被包裝并運送給顧客。

連接到浸入式和螺旋式冷凍機的排氣系統將氮氣從冷凍機內部通過屋頂上的排放管道輸送到建筑物外部。

為了能夠進入浸入式冷凍室的內部，冷凍室還配備了一個可以打開的蓋子，過渡箱有一個可以打開的門。蓋子和門都裝有允許的吸合開關或安全開關;按照設計，當蓋子和門關閉時，安全開關將使冰柜正常運行。如果安全開關失去吸合(意味著門是打開的和/或蓋子被提起)，冷凍室系統被設計為關閉液氮供應，并提高氮排氣風扇的速度。

氮氣特點

• 氮是一種無色、無味、不易燃、無毒的惰性氣體，大量存在于空氣中。在特定的溫度和壓力條件下，氮氣是一種低溫液體，也是無色、無味、不易燃、無毒的液體。

• 液氮在大氣壓下的沸點是-320°F(-196°C)。它在蒸發時產生大量的氮氣。氮氣在室溫下容易與空氣混合;然而，冷氮氣比空氣密度大，可以在低海拔地區沉淀和聚集。接觸液氮或冷氮氣會導致嚴重的冷燒傷、凍傷和體溫過低。長時間吸入極冷氣體可能會損傷肺組織。

• 液氮在70°F(21°C)時的液氣膨脹比為1:696，這意味著氮氣將膨脹到比其在液相時的體積大696倍的空間。

• 封閉區域內高濃度的氮氣會取代氧氣，造成缺氧。氧氣含量低于19.5%的大氣被認為是缺氧的，會對人體造成一系列影響，如右圖。

事故經過

• 2021年1月28日，4號線于上午7點16分左右開始運營。延續前幾天的趨勢，從浸沒式螺旋冷凍機中觀察到軟的、部分冷凍的雞肉產品。于是，4號線在上午8點14分左右停止處理雞肉，以便維修人員解決問題。大約上午8點20分，4號線包裝主管指示4號線工人休息，而維修工人則試圖解決凍結問題。維修工人在沒有關閉冷凍室的情況下進行了維修，并且故意繞過了過渡箱門和浸入式冷凍室蓋的安全開關。

• 美國化學品安全與危害調查委員會(CSB)確定，可能是在4號線工人休息時，浸入式冷凍機中的起泡管不知怎么地彎曲了，從而使冷凍機的液氮液位控制系統無法正常工作(在第3節中進一步描述)。液氮液位隨后以不受控制的方式增加，液氮從浸入式冷凍機中溢出。用汽化的氮氣填充冷凍室取代了房間里的氧氣。

• 大約20分鐘后，上午8點40分，4號線的工人們休息回來了。這時，工人們注意到一團白霧從4號線冷凍室飄來，但沒有采取進一步行動。據一名員工說，因為工人們經?？吹嚼鋬鍪依镉邪嘴F，所以他們不相信有問題。上午9點40分，4號線包裝主管一個多小時沒有收到他的消息，4號線的一名工人決定去找他。4號線的工人通過一個高架開口進入了4號線的冷凍室。

• 4號線的工人觀察到一個大約4英尺高的濃密的白霧充滿了房間。她還看到一名維修工人一動不動地躺在傳送帶前的地上。4號線的工人爬過高架洞口，從冷凍室出來，回到了其他4號線工人聚集的RTE區域。她把自己看到的情況告訴了其他工人，然后再次爬過高架洞口，這次是和另一名工人一起確認她的觀察結果。4號線的工人再次回到其他工人聚集的地方，然后離開去找1號線的包裝主管，告訴他他們所看到的情況。

• 因為FFG沒有安裝監控，下面的描述僅僅是依靠員工口述和推理做出的判斷。

1. 大約上午9點55分，在聽到4號線工人在冷凍室看到的情況后，1號線包裝主管護送1號線和4號線工人離開大樓。 1號線包裝主管隨后被看到重新進入大樓。大約在同一時間，其他生產線主管開始疏散4號廠的其余員工，并向管理層通報了緊急情況。大約130名工人從大樓中撤離。

2. 在疏散過程中，至少有14名FFG員工前往4號線冷凍區，試圖確定發生了什么或嘗試救援。在對該地區做出反應的員工中，有4人受了致命傷，3人受了重傷，至少有7人受了輕傷或沒有受傷。

3. 11點08分，消防隊趕到現場實施救援。

4. 最終，此次事故導致了6人死亡。

事故原因

CSB確定液氮釋放的原因是：由于起泡管部件變形，導致浸入式冷凍機的液位控制系統無法準確測量和控制冷凍機內的液氮液位。

在事故中，由于起泡管的頭部被彎曲了，且在溢出水位線之上，液位控制系統可能會讀不到液位，即使發生溢出，也會繼續供給液氮。同樣，由于電平測量被人為地降低了，高級聯鎖不能正確地工作。CSB檢查了冷凍室警報和事件日志，確認在事故期間冷凍室控制系統沒有記錄高級別事件。CSB的結論是液氮從浸入式冷凍室溢出。液氮溢流是由冷凍室液位控制和高層安全聯鎖系統故障引起的。

導致該事件的原因有:1)梅塞爾的冷凍機設計：單個液位測量裝置的故障導致液氮容器失控;2)FFG缺乏任何本可防止該事件的過程安全管理系統或實踐;3)液氮缺乏監管覆蓋，這使得FFG選擇不實施本可防止該事件的過程安全實踐。4)梅塞爾不充分的產品管理實踐，導致梅塞爾繼續向FFG供應液氮。

造成事件嚴重程度的原因有:1)FFG的應急準備不足，導致至少14名員工進入冷凍室或周圍地區調查事件或試圖營救他們的同事，以及2)沒有大氣監測和警報設備，本可以提醒工人存在危險氣氛并警告他們不要進入。

Go-RISE思考

單點故障（SINGLE POINT OF FAILURE）：一旦失效，就會讓整個系統無法運作的部件

處理危險化學品的過程和設備應該足夠堅固，這樣單個部件的故障不會導致災難性事件。無論起泡管是如何彎曲的，設計冷凍室以避免單點故障都可以防止這一事件。

該事件涉及的浸入式冷凍機的設計是，起泡器系統使用單個起泡器管裝置來測量液位，因此使起泡器管成為安全關鍵裝置。起泡管是液位控制回路和高級安全聯鎖的唯一輸入，該聯鎖配置用于在液體達到不安全水平時阻止液氮流向浸入式冷凍室。