摘要：高压设备 (容器) 在高校实验室科研、教学项目中应用日益广泛，但该类设备具有较高的风险性。文章从高压气瓶、 微型反应釜、高压灭菌锅方面探究高校实验室高压设备 (容器) 安全管理对策。从落实安全管理责任，保证设备 (容器) 本质安全性，完善定期检验制度，针对高风险实验方案开展风险评估及应急预案，高压设备 (容器) 的使用实行持证上岗 制度等方面进行了深入探讨，以期为高校实验室高压设备 (容器)安全管理提供新的思路。

　　关键词：实验室安全;高压设备;特种设备

　　Safety Management of High-pressure Equipment (Containers) in University Laboratories

　　ZHOU Liang, LI Ruoyu, LIU Yang*

　　(Laboratory and Equipment Management Office of Beijing Forestry University, Beijing 100083. China)

　　Abstract: High pressure equipment (containers) are increasingly widely used in scientific research and teaching projects in university laboratories, but this type of equipment carries high risks. This article explores the safety management strategies for high- pressure equipment (containers) in university laboratories from the perspectives of high-pressure gas cylinders, micro reactors, and high-pressure sterilization pots. This paper makes a thorough discussion on implementing the management responsibility, ensuring the Intrinsic safety of equipment (containers), improving the regular inspection system, carrying out risk assessment and emergency plans for high-risk experimental schemes, and implementing the employment system with certificates for the use of high-pressure equipment (containers). To provide new ideas for the safety management of high-pressure equipment (containers) in university laboratories.

　　Keywords:laboratory safety; high voltage equipment; special equipment

　　引言

　　高校实验室具有较强的探索性、创新性，因此 安全风险较高。近几年，高校科研院所实验室火灾爆 炸、化学品中毒等重大安全事故时有发生。据统计， 2013—2023 年高校科研院所实验室共发生安全事故 33 起，累计造成 16 人死亡、41 人受伤。高校实验室重 大安全危险源主要集中在高风险设备和化学品上，其 中，高压设备因超压发生爆炸事故时，刚性容器瞬时 泄漏内部的化学品可能衍生中毒、冲击波、二次爆炸、 环境污染，后果极其严重。

　　根据市场监督管理总局通报《关于 2022 年全国 特种设备安全状况的通告》，2022 年全国共发生特种设 备事故及相关事故共计 108 起，其中造成死亡 101 人， 万台特种设备死亡人数为 0.07[1]。其中压力容器事故 7 起，死亡 3 人，气瓶事故 5 起、死亡 2人[1]，由此可知 高压设备造成事故多为伤亡较严重的事故。2022 年 全国特种设备事故原因分布如图 1 所示。根据事故因果连锁理论，事故的发生是因为人的不安全行为和 (或) 物的不安全状态所导致的，因此使用单位可通过 对人和物的科学管理，消除事故隐患。

　　实验室中压力设备 (容器) 使用较为广泛，包括 气瓶、反应釜、高压灭菌锅等，这些设备使用条件多为 高温高压状态，使实验环境达到一定的温度和压力， 达成实验目的。例如微型反应釜的使用可促使反应加速，能够极大地节省实验周期，亦可出现意想不到 的实验结果，极大推动了工业界以及科学界对物质的 研究与探索[2]。因此，有较多实验室使用高压设备，但 是高压设备具有较大的危险性，当反应失控时，极易 出现爆炸事故。例如：2021 年，北京某科研院所一实 验室发生一起反应釜爆炸事故，1 名学生当场死亡; 2017 年，上海某高校反应釜爆炸事故，一学生受伤。 因此，做好实验室压力设备 (容器) 的全流程管理，强 化实验人员安全教育培训，消除安全隐患，成为实验 室安全管理工作中重要的方面。

　　1 高校实验室压力设备(容器) 现状

　　1.1 高压气瓶

　　高校实验室气瓶较为广泛，氧气、液氮、氦气、氢 气、甲烷气是实验室常用的高压气体，所涉及气体可分 为易燃气体、助燃气体、窒息性气体、有毒气体、腐蚀 性气体和氧化气体等。根据 GB 12268—2012 《危险 货物品名表》和 GB 18218—2009 《危险化学品重大 危险源辨识》，气瓶同时具有充装大量化学品和具有 较高压力两大特性，属于重大危险源[3]。统计近些年 来发生的实验室中高压气瓶事故，主要有爆炸、倾倒、 泄漏等，多为爆炸事故[4]，造成事故的原因是高压气 瓶不安全状态包括操作不当、存放不当、缺少安全装 置、气瓶状态较差等。其根本原因为制度建立后落实 不到位、安全意识不强、设备管理责任不清等。

　　1.2 微型反应釜

　　水热 / 溶剂热反应釜是高校实验室较为常见的 反应装置，在材料、化学、环境、食品领域应用广泛。尽 管高校实验室普遍采用的反应釜体积相比工业生产 的反应釜容量小，但是其危险性却很高。

　　危险性来源于以下几点：

　　(1) 反应釜釜体的风险隐患，对危险反应釜，高校 实验室多为自行采购，如反应釜存在设计本身有缺陷、 材质不达标等问题，则极易产生安全事故;

　　(2) 化学反应过程中的风险隐患，由于高校实验 多为探索性、创新性实验，实验设计如出现问题，反应 过程剧烈甚至失控，温度急剧上升，极易出现超压的 风险;

      (3) 反应釜违规操作隐患，违规操作是反应釜事 故的重要原因之一，实验人员操作时密封不严、带压 开启等极易造成反应釜爆炸[5]。

　　因此，实验室要做以下几点来避免危险：

　　(1) 微型反应釜应从正规渠道购买;

　　(2) 根据反应釜承载条件，合理设计实验;

　　(3) 做好实验前的安全风险分析;

　　(4) 做好反应釜的维护清洗;

　　(5) 严格按照操作规程，严防安全隐患的发生。

　　多起高校科研院所发生的反应釜爆炸事故表明， 这一装置如未科学、安全使用，将造成严重后果。

　　1.3 高压灭菌锅

　　根据 TSG 21—2016《固定式压力容器安全安全 技术监察规程》中对压力容器的适用范围规定，高校 实验室高压灭菌锅容积多为 75 ～ 100 L，使用介质多 为水蒸气，属于第一类压力容器[6]。高压灭菌锅的安 全管理应按照相关法律法规要求，做好使用登记证、 定期检验申报、停用 / 启用/ 报废程序等工作。高压灭 菌锅的使用和管理人员应考取特种设备作业资格证， 实现物和人的双证上岗。做好高压灭菌锅建立设备、 人员、管理水平方面的台账，制定监督检查计划，对高 压灭菌锅进行全程、全面安全管理。

　　2 实验室高压设备(容器) 安全管理对策

　　2021 年，《教育部办公厅关于开展加强高校实验 室安全专项行动的通知》 (教科信厅函〔2021〕38号) 强调对涉及包含特种设备在内的危险源进行风险评 估。2023年，教育部办公厅关于印发《高等学校实验室 安全规范》 (教科信厅函〔2023〕5号) 的通知，规范中 明确指出要对涉及特种设备等的重要危险源的教学、 科研项目实行项目风险评估和管控制度。2023 年《高 校实验室安全检查项目表》对特种设备的使用人员及 管理进行了明确的要求。

　　2.1 落实压力设备(容器) 管理责任

　　高校应建立特种设备安全管理责任体系，实现 校、院、实验室三级管理。为避免责任分散效应[7]，各 级管理还应明确设备安全管理人员 (涉及特种设备的 安全责任人还应考取特种设备作业资格证)，对其进 行设备相关法律法规和安全技术培训。属于特种设备 的压力容器 (高压灭菌锅和气瓶)，其管理应依照相关 法律法规进行依法管理，相关法律法规如表 1 所示。 使用单位应逐台建立特种设备技术档案，档案包括相 关技术文件、定期检验和定期自行检查记录、日常使 用情况记录、维护保养记录、运行故障和事故记录等。

　　2.2 保证设备(容器) 本质安全性

　　本质安全理论强调通过减少危险有害因素来加 强安全管理，设备的本质安全是设备安全使用的基 础。实验室使用高压设备 (仪器) 应确保其本质安全， 采购合规设备 (仪器)，定期更换老旧设备，控制安全 风险。

　　高压设备的设计、制造、型式安装等应获得部门 审批，方可实施。高校实验室在采购相关仪器 (设备)， 应对相关文件进行检验。

　　(1) 高压设备采购必须遵照 GB2 1746—2008 《教学仪器设备安全要求总则》以及学校关于高风险 仪器设备的管理规定，制定采购计划，开展风险论证 后，方可进行采购[8]。采购时，严格把关厂商的资质审 查，“安全监督检验证书、质量合格证、设计文件使用 维护说明”等随货出厂资料应完备，需专业安装的压 力容器设备其安装人员应具有相关资质。

　　(2) 气瓶的充装单位是气瓶安全的责任单位。高 校在选择气瓶供应商时，应全面审核供应商资质，资 格条件必须有：气瓶充装许可证、危险品经营许可证、 安全生产许可证、ISO 质量认证、特种设备登记证、钢 瓶检验许可证等[9]。相关人员采购气体时，对气体钢 瓶上的信息、安全附件逐一检查。

       (3) 微型反应釜应从正规途径购买，尽可能购置附有压力表的反应釜。日常也应做好刚性部件的维护， 避免用强酸强碱浸泡，避免锈蚀，影响其承压能力[5]。

　　2.3 完善高压设备全流程管理

　　在用压力容器中的特种设备，应在投入使用前或 投入使用 30 d 内办理《特种设备使用登记证》，有效 期 3年[10]。使用期间应当依法实行定期检验制度，严 格执行年检、月检、日检，并有检修记录。压力容器的 安全附件是避免发生事故的关键部件，因此安全附件 的周期性检验和更换十分重要。根据相关法规，压力 容器的安全阀应每年校验，爆破片定期更换 (更换频 次与所用介质、条件有关)，压力表定期校验[10]。使用 单位在设备的《特种设备使用登记证》到期前 30 d 内， 报当地特种设备检验 (检测) 机构，对设备的承压元件 及安全附件进行专业检验，评定安全等级。此外，特种 设备的变更、停用、报废均应报所在地市场监管局，履 行相关制度。特种设备使用登记证和使用标志如图 2 所示，特种设备全过程管理流程如图 3 所示，特种设 备定期检验流程图如图 4 所示。特种设备的全流程管 理亦可依托信息化建设实现精细、高效管理[11]。

　　2.4 针对高风险实验方案开展风险评估及应急预案

　　涉及使用高压灭菌锅、反应釜、气瓶的实验是具 有较高风险的。在制定高风险实验方案时，尤其是涉 及有机物在反应釜中进行的实验 (如方案中所用化学品设计失误，在高温高压密闭条件下，极易出现反应 失控，发生爆炸事故)，应进行风险辨识，做好风险评 估，对实验方案中有可能产生的危险类型，进行科学 判断，经过自评、专家审批后方可开展实验。对照风险 因素可能损害后果，完善相关应急预案，定期组织相 关实验人员开展应急演练，增强实战能力。

　　例如：通过预先风险分析方法 (PHA) 对实验项 目进行风险评估，该方法是对项目中存在的危险性类 别、出现条件、导致事故的后果进行分析，目的是识别 项目中的危险，确定危险等级。该方法的危险等级划 分标准如表 2 所示，高压设备 (容器) 预先危险性分析 评价举例如表 3 所示。

　　2.5 高压容器的使用实行持证上岗制度

　　使用特种设备应按照国家有关规定取得相应资 格，特种设备安全管理人员、检测人员和作业人员均 要持证上岗，其中高校师生涉及特种设备安全管理和 操作，这两类人员应分别考取特种设备作业A证和R1 证。高校实验室人员流动性大，相关实验人员安全意 识不强。类比高校实验室准入制度，对压力容器的使 用，需设定明确的考核标准，制定压力容器使用标准 流程，使用者达到一定的理论和实际操作水平，取得 相应资质，方可开展相关操作。在此基础上，还应开展压力容器专业培训，详细介绍压力容器的工作原理、 组成、使用等知识，进行持续性培训[12]。

　　3 结语

　　高压设备安全管理是高校实验室安全管理的重 要组成部分，其风险性、分布广泛的特点增加了管理 难度。高压设备的安全性依赖于其科学、规范、标准的 全流程管理，包括设备购置、安装、使用、管理和处置 等环节。高校应不断细化其管理，依托信息化平台建 设，加强宣传引导，消除管理盲点，实现高压设备的全 周期监管，消除实验室重大风险源。

参考文献：

　　[1] 市场监管总局关于 2022 年全国特种设备安全 状况的通告[J] . 中国特种设备安全，2023.39(3)：1-3.

　　[2] 石钰鑫，袁廷，孟婷，等. 反应釜的原理、操作、注 意事项及应用[J] . 科学通报，2022.67(20)：2366-2382.

　　[3] 丁立，郭英姿，江永亨，等. 从风险管理的角度 促进实验室气瓶安全管理[J] . 实验技术与管理，2017. 34(12)：264-267.

　　[4] 刘长宏，宋典达，赵文霞，等. 高校实验室特种设 备 —气瓶安全管理实践研究[J] . 中国现代教育装备， 2023 (1)：41-43.

　　[5] 杨雪松. 实验室水热/ 溶剂热反应釜风险防控与 安全管理[J] . 化纤与纺织技术，2022.51 (7)：95-97.

　　[6] 方振江. 承压类特种设备安全监管三步法研究 [J] . 中国特种设备安全，2022.38(11)：63-65.

　　[7] 许章华，贺安琪，李彬，等. 应对责任分散效应的 高校实验室安全管理研究[J] . 实验技术与管理，2022. 39(9)：235-240.

　　[8] 叶元兴，马静，赵玉泽，等. 基于150 起实验室事 故的统计分析及安全管理对策研究[J] . 实验技术与管理，2020.37(12)：317-322.

　　[9] 丁立，郭英姿，江永亨，等. 从风险管理的角度 促进实验室气瓶安全管理[J] . 实验技术与管理，2017. 34(12)：264-267.

　　[10] 质量技术监督局. 压力容器安全技术监察规程： 质技监局锅发〔1999〕154 号[A] . 北京：质量技术监督局， 1999.

　　[11] 林司曦，丁晓磊. 高校实验室制度化与网络化 管理体系探析[J] . 实验教学与仪器，2022.39(11)：75-76.

　　[12] 宁信，虞俊超，王满意，等. 高校实验室压力容 器安全管理的探索[J] . 实验室研究与探索，2022.41(9)： 314-317.