精準防控泄漏風險,防范生產安全事故

謝加令

(江蘇盛虹石化產業集團有限公司,江蘇 連云港 222065)

在化學工業中,有毒有害物質的泄漏是引起火災、爆炸及中毒的重要因素。落實化工企業的安全生產,強化泄漏治理,企業可采取有針對性的措施,準確防控泄漏風險,實現關口前移,從源頭上預防和減少事故,提高企業本質安全水平。

1 化工企業泄漏表現形式和主要管控措施

1.1 泄漏表現形式

化工生產過程中的泄漏主要包括易揮發物料的逸散性泄漏和各種物料的源設備泄漏兩種形式。逸散性泄漏主要是易揮發性物料從裝置的閥門、法蘭、機泵、壓縮機、壓力管道焊接處等密閉系統密封處發生的非預期或隱蔽泄漏,通常是肉眼不易覺察的;源設備泄漏:源設備泄漏是物料非計劃、不受控制地以潑濺、滲漏、溢出等形式從包括儲罐、容器、管線、槽車及其他用于轉移物料的設備進入周圍空間,產生無組織形式排放,其中設備失效泄漏是源設備泄漏的主要表現形式[2]。

據統計化工企業常見泄漏點占比如圖1。

圖1 化工企業常見泄漏點占比

其中,閥門、機泵、法蘭發生泄漏約占泄漏點總量的77%,是防泄漏管控的重點。

1.2 主要管控措施

南京化工大學曾對國內51起重大及典型泄漏事故進行了統計研究,總結出泄漏事故主要原因占比如圖2。

可見,發生泄漏事故的主要原因有:設備、材料原因(設備、材料選型錯誤、失效、誤動作等);人為原因(違章操作、應急處置不當);工藝技術原因(超溫超壓、工藝流程錯誤等)。

《國家安全監管總局關于加強化工企業泄漏管理的指導意見》中,安監總管三(2014)文件中,明確指出:“泄漏檢測和維護”與“源設備泄漏”是我國當前面臨的重大挑戰。要通過預防性、周期性的泄漏檢測來發現早期泄漏,并對其進行快速的處置,防止泄漏演變成事故。與此同時,還需要對泄漏的檢測維修工作采取PDCA循環的管理模式,對所有的泄漏事件都要按照事故調查的要求進行嚴格的管理。

圖2 泄漏事故主要原因占比

2 典型事故案例剖析

泄漏是危險化學品企業發生火災、爆炸、中毒窒息事故的主要原因,據統計,由泄漏引起的事故占危險化學品事故總量的60%以上,事故原因集中表現為企業在工藝管控、設備儀表管理、檢維修作業管理等工作不嚴不實,或者現場應急處置失當,延誤戰機,造成嚴重泄漏,引發事故。

2.1 上海某化工股份有限公司“6.18”1#乙二醇裝置爆炸事故

2022年6月18日4時24分,化工部1#乙二醇裝置發生爆炸事故,造成1人死亡、1人受傷,直接經濟損失約971.48萬元。

事故原因:1)在不到3 m長的受壓管道上進行了4處打夾具帶壓堵漏;2)管道2,3,4焊口部位在運行過程中因腐蝕介質(氯離子)作用在內壁焊趾高應力部位萌生裂紋,裂紋不斷沿環向及壁厚方向腐蝕疲勞擴展;3)因腐蝕疲勞,管道第三夾具處發生斷裂,導致塔釜內溶液漏空后,環氧乙烷落到塔釜底部,沿管道斷口處段時間快速泄漏至大氣中,遇點火源起火爆炸。

2.2 山東某石化“6.15”爆炸著火事故

2017年6月5日,山東某石化企業的一臺液化石油氣罐裝貨車,在卸車時因液化石油氣泄漏而引發火災,導致10人死亡9人受傷。發生事故的企業法人和總經理等6名人員因被指控犯有嚴重責任事故罪,被依法追究刑事責任。

事故原因:1)由長途奔波、連續作業的外來駕駛員自行進行裝卸操作,且企業未安排人員監護;2)裝卸鶴位快接口兩個定位鎖止扳把未閉合,致使快裝接口與槽車液相卸料接口未能可靠連接,快接接口與槽車液相卸料接口脫開,造成液化氣大量泄漏;3)生產值班室內使用非防爆電器,點燃泄漏的液化氣發生爆炸著火。

3 管理要求及提升建議

3.1 把控項目建設質量,確保關口前移、源頭管控

一是樹立“安全源于設計”理念,提升本質安全。項目設計階段選用先進的工藝控制技術,降低操作壓力、溫度;減少設備密封、管線連接等易泄漏點;升級設備、管線材質,優化防腐蝕、防沖刷措施;有毒、可燃氣體的安全泄放采取密閉措施;存在較大及以上風險的泄漏源宜采用無泄漏連接方式或低泄漏密封技術,如高壓自緊式法蘭、焊接連接、屏蔽泵、低泄漏墊片、低泄漏閥門等[3]。

二是控制設備選型,提高設備標準。設備設計選型應考慮必要的操作裕度和彈性,以適應加工負荷變化需求;根據物料特性和操作環境,選用符合要求的優質墊片,控制法蘭密封的泄漏;根據通過的介質、溫度、壓力,選用型號、材質、溫度、壓力等級相適應的機泵、閥門,確保滿足工藝的需要;關鍵設備要駐廠監造,到廠嚴格驗收。

三是嚴格審查供應商、承包商資質、能力和質量保證體系,通過建立供應商、承包商管理制度與考評體系,對優質供應商、承包商提高業務分攤比例,對有問題供應商、承包商建立“淘汰”黑名單,并在集團內部共享名單,切實從源頭加強管理,建立安全、穩定的供應商、承包商隊伍。

四是嚴把工程施工質量關。嚴格把關焊接質量,防范漏焊、缺焊、焊材使用錯誤等,落實焊接、監護人員簽字,保障焊口探傷檢測合格率;做好塔器、反應器、換熱器、加熱爐、泵等設備質量、安裝驗收,保證設備本體及安裝質量無缺陷;保證法蘭、墊片的安裝質量以及密封性能,注意法蘭、墊片密封面是否破壞、錯用螺栓或墊片、法蘭存在偏斜、緊固不到位引起的密封泄漏等,認真執行檢測檢驗、試壓試密要求;做好施工管道的防腐,禁止使用不達標的防腐材料、防腐厚度不足等問題。

3.2 落實泄漏風險管控措施,確保試生產安全平穩

試生產過程中存在大量的“雙邊”作業與外來人員,給裝置試生產帶來不可預知的泄漏風險和壓力,“尾項消除、物料引入、工藝變更、程序執行、應急處置”等稍有操作不當,極易造成泄漏事故,要嚴格執行開停車方案、試生產前PSSR審查,落實好泄漏風險管控措施。

一是燃料氣、氮氣等物料一旦投用,裝置性質發生徹底改變,務必做好升級管控,設置警戒隔離區域,對相關人員做好安全技術交底和培訓,防止人員的誤操作或違章作業造成物料泄漏,發生人員傷害事故。

二是嚴格升溫曲線,注意防范加熱爐結焦造成爐管爆裂、催化反應飛溫、液擊、工藝管線設備產生應力拉扯、逐級熱(冷)緊不到位造成法蘭、封頭等關鍵部位密封失效,發生泄漏。

三是開停車過程中,管線、設備、儀表等伴隨溫度、壓力變化,易在薄弱環節發生泄漏,對于溫度高、壓力高、尺寸大、結構復雜的關鍵設備要強化巡檢特護,并提前做好針對性的泄漏應急處置預案。

四是加強能量隔離管理,避免因加裝盲板、管線移除、關閉閥門等能量隔離措施不到位,引發物料泄漏、高壓竄低壓等事故。

五是針對臨氫系統,夜間要定時進行“閉燈檢查”,重點針對加熱爐出入口、氫氣壓縮機、高壓換熱器、反應器出入口等部位法蘭的氫氣泄漏。

3.3 保障生產裝置穩定運行,有效防范泄漏風險

一是嚴格工藝紀律,嚴格執行操作規程和工藝卡片,控制好溫度、壓力、流量等,防止因溫度、壓力大幅波動或者緊急停車而造成泄漏。

二是加強重點危險化學品管控,如丁二烯、苯乙烯、環氧乙烷等具有自聚、爆聚危險特性的?；?定期檢測分析系統氧含量、過氧化物、自聚物等,及時有效處置生產系統氧含量、溫度、壓力超標,過氧化物、自聚物含量增多,管道堵塞等異常情況,防止因自聚漲裂管道,發生泄漏。

三是加強防腐蝕管理,確定檢查部位、頻次,及時發現處理管道、設備壁厚減薄情況,定期評估防腐效果與核算設備壽命;嚴格執行設備維護保養制度,認真做好潤滑、盤車、巡檢等工作,做到運轉設備振動不超標,密封點無漏氣、漏液,出現故障及泄漏風險時,及時按規程維修,消除缺陷。

四是強化人員操作技能與應急處置能力,尤其是對新裝置新工藝新員工,要有針對性組織崗位操作人員處理“報警狀態、異常情況、緊急停車”等特殊工況下的技能考核,避免發生異常狀況下的誤操作。

五是嚴格變更管理,任何與化工過程相關的改造、停用、拆除或非同類替換的改變,包括企業在工藝管線改變、設備改造、儀表切除、備件更換等方面進行的改變均要落實變更管理,認真辨識變更是否存在泄漏、著火、爆炸等風險,防止變更后產生新的不穩定因素,提高風險等級[4],造成事故的發生。

3.4 強化風險防控,提升泄漏處置與應急能力

一是及時堵塞、修補漏點。依據泄漏的表現形式、位置等具體情況,選用合適的處置方法。如墊圈損壞,及時更換;密封性被破壞而出現的向外泄放或滲漏,可選擇“打卡子”、“注膠”等堵漏方法;介質為蒸汽、酸、堿的設備出現局部腐蝕破裂時,要進行工藝風險分析、落實安全防范措施,及時補焊,防止裂口進一步擴大。

由以上研究可看出異丁醇萃取3種酶解產物的上清液均具有一定的苦味，這與仲丁醇萃取鱈魚肉酶解液上清液具有明顯苦味值的結果一致。據此分析，異丁醇萃取物中含有大量疏水性的苦味肽。

二是對于泄漏嚴重,而又無臨時堵漏措施的高風險、不能及時消除的泄漏,應依據具體情況采取相應的放空、泄壓、停泵或緊急停車等措施,注意防范關聯設備出現超溫超壓,正負壓變化、加熱設備溫度失控等情況。

三是修訂完善現場應急預案,明確現場應急處置原則和關鍵應急動作,提高泄漏應急預案的可操作性,并定期組織開展專項應急演練,提高泄漏事故的應急處置能力。

四是按照泄漏位置、介質、危害程度開展風險評估,實行分級管控;合理配備堵漏工具等應急設備物資,條件允許時,采取帶壓堵漏、迅速封堵等安全技術措施進行消漏,并制定特護運行的管控措施。

3.5 強化高風險作業管理,確保過程受控

一是對法蘭、管線打開、盲板抽堵等檢維修環節做好工藝風險識別、能量隔離,設置警戒區域和安全標志、人員交底、安全防護措施等;落實好動火、受限空間作業的“氣體檢測、設備隔離隔斷、勞動防護佩戴”等措施,嚴格防范因物料泄漏引發中毒窒息、閃爆事故。

二是針對帶壓堵漏作業,泄漏介質處于高溫、帶壓和向外噴射的狀態,又通常具有易燃易爆和有毒性,如果操作不當,將引起人身傷亡或設備損壞。各公司應對帶壓堵漏作業進行系統性管理,做到帶壓堵漏實施時間、工藝情況、使用的夾具、巡檢管控要求、責任人等隨時可進行追溯,避免因過程管控的缺失,造成泄漏事故發生。

在同一根管道或同一設備上,二處(或二處以上)帶壓堵漏后應進行原因分析,確認原設備材質或焊接工藝是否適合現有工藝生產流程等需要,當無法滿足需求時,應采取有效措施停車檢修或更換該管道、設備。

三是對高硫化氫、一氧化碳、臨氫系統的切水、采樣操作等要嚴格操作規程、落實人員監護。切水要控制閥的開度,嚴禁邊收料邊切水,嚴禁對兩臺(及以上)油罐同時切水,嚴禁人員離崗;采樣操作要佩戴好勞動防護用具,采樣操作結束后要及時關閉密閉采樣箱的出入口閥門。

3.6 嚴格過程管控,防止危化品裝卸泄漏事故

一是加強駕駛、裝卸等特種作業人員安全培訓教育,必須清楚裝卸的?；防砘再|、嚴格執行裝卸作業程序,掌握泄漏時的應急處置技能;嚴禁司機進行裝卸操作,杜絕違章作業。

二是做好裝卸設備設施的維護保養,?；愤\輸車輛要進行定期檢測,確保槽車罐體經專業機構檢驗合格及拉斷閥、壓力表、呼吸閥、安全閥、裝卸車接口等安全附件狀況完好;保證作業現場溢油報警、緊急切斷閥(管道)、可燃有毒氣體報警儀、靜電釋放消除報警等設備設施報警正常,如發生裝卸臂快接口連接脫開、車輛、鶴位法蘭密封失效等泄漏事故,能快速實現切斷聯鎖動作。

三是督促承運商提升?；费b卸技防升級,要利用“GPS定位、監控錄像、平臺監測”等技術手段對運輸過程進行全過程監控,尤其涉及“液氨、液化氣、環氧乙烷、丁二烯、汽油、甲醇”等特別管控的?；?強化管控?；奋囕v運行軌跡以及超速行駛、疲勞駕駛等違章行為的在線監控和預警,防止發生撞車、剮蹭、側翻等事故。

四是加強承運商日常檢查監督,嚴格審核承運商及相關人員資質、運輸車輛及其配載容器條件,以及相關人員技能等,定期檢查并通報考核,并作為今后招投標依據。建立“淘汰”黑名單,從源頭加強承運商管理。

五是夏季來臨,各屬地部門及承運商應加強高溫、暴雨、大風等惡劣天氣下裝卸運輸管理,梳理因泄漏造成的著火、爆炸、中毒、土壤(水體)污染等突發事件應急處置流程,保障迅速有效的救援和處理。

3.7 加強培訓,提高防泄漏崗位技能

一是要做好崗位技能安全培訓,將泄漏管理的培訓納入安全生產培訓計劃,保證裝置操作運行平穩,避免工藝操作失誤、控制方法不當、錯誤操作閥門等,減少人為操作所導致的泄漏事故。

二是要認真學習泄漏典型事故案例,吸取事故教訓,全面開展防泄漏專項培訓,特別是環氧乙烷、丁二烯易自聚、爆聚危險特性;冬季易凍凝部位保溫防護措施,設備腐蝕的檢測與控制,動靜密封點日常維護保養等。

三是要加強員工對操作規程、崗位危險點、危險源的全面掌握、事故應急技能培訓,增加“雙盲”演練方式,提高基層、班組員工對突發事件的應急響應和實戰救援技能,切實提高泄漏應急處置能力。

3.8 學習借鑒先進經驗及技術,提升防泄漏檢測、管控能力

一是開展泄漏檢測與修復(LDAR),通過系統的方法將存在的潛在泄漏源,如閥門、泵、法蘭、連接件以及其他工藝設備,進行檢測、維修,消除泄漏。

二是對于液化天然氣、液化石油氣、液化乙烯等液化碳氫化合物的泄漏來說,它們是沒有顏色的,尤其是在高遠點位置,更是很難對它們進行監控。但紅外熱像儀可以通過氣體泄漏時,對外部所引起的環境溫度變化,來檢測氣體的泄漏,判斷泄漏的位置與范圍。

三是針對法蘭面損傷、螺栓預緊力不均、密封墊片爆裂、擠壓失效等密封問題,通過定力矩法蘭緊固技術,對關鍵設備進出口法蘭螺栓回裝過程采用定力矩液壓扳手對角、分次加載緊固,不僅能保證裝置法蘭氣密性一次過關,而且能提高各裝置靜密封點可靠性,很好地解決泄漏問題[5]。

四是針對運行的設備管道腐蝕,因其隱蔽性及管道設備的復雜位置,不能精準的全面排查其腐蝕減薄情況,脈沖渦流無損檢測技術可以在不損傷材料和工件的情況下,能很好的判斷管道設備的腐蝕減薄點位,識別泄漏風險。

3 結論

泄漏事故造成的災難性事故時刻提醒企業泄漏風險不容忽視,企業應進一步落實安全生產主體責任,結合自身生產實際建立和完善防泄漏管理制度,將防泄漏管理與安全生產管理體系相融合,積極開展泄漏預防與控制,確保防泄漏管理的有效執行,提高防泄漏管理水平,預防安全生產事故發生。