中国石油天然气股份有限公司大连石化分公司 胡鹏飞|文
2018年5月12日15时33分左右,上海某公司一苯罐在检维修时发生闪爆,造成6名承包商员工死亡。该事故再次敲响了警钟,提醒我们注意检维修相关事故。
石化行业是高温高压、有毒有害的高危行业,相关操作稍有闪失就会引发重大事故。检维修的目的是确保安全屏障完整,预防事故。不进行检维修,屏障的完整性就难以维持,但检维修不当、不充分、被延误或检修过度,也会对屏障产生负面影响,甚至引发重大事故。
过去几十年,全球发生多起因检维修引起的重大事故。为防止事故重演,人们也在采取各种防范措施,但事故风险并未大幅降低。重大事故往往不是由单一因素引起,而是各种失效行为综合导致。另外,组织机构日趋复杂,也加大了发生重大事故的可能性。因此,企业常常通过深度设计和独立的安全屏障(多层保护措施)来预防或控制突发事件的后果。
图1 英国弗利克斯巴勒化工厂爆炸事故现场
1974 年6 月1日,英国弗利克斯巴勒 (Flixborough)化工厂发生爆炸,28 人死亡、36人受伤,数千栋房屋损坏(见图1)。事故原因是该厂的旁路系统破裂,泄漏出的环己烷与空气形成可燃混合物,遇到点火源后发生爆炸。
环己烷蒸气云是重大危险源。而与检维修相关的因素包括:未对旁路管线进行充分计算(缺乏维护);装置改造后未对旁路管线进行试压(缺乏维护)。
图2 爆炸前菲利普斯66公司鸟瞰图
图3 爆炸后的菲利普斯66公司
1984年12月3日凌晨,位于印度中央邦博帕尔市的美国联合碳化物公司农药厂发生甲基异氰酸酯(MIC)泄漏事故,造成2 000多人死亡,数万人受伤。事故原因是储罐中的MIC与产品管线清洗用水接触后发生失控反应,导致储罐发生沸腾、超压,MIC蒸气通过爆破片泄漏到大气中。
重大危险源是不稳定的有毒化合物MIC。MIC泄漏及与水发生失控反应是由维修导致。与检维修相关的事故原因包括:产品线管线腐蚀(缺乏维护);MIC储罐与用水清洗的产品管线之间未架设隔离盲板(维修差错);氮气管线阀门失修(缺乏维护);维修过程中水与MIC发生反应(初始事件)。
1988年7月6日,由西方石油公司在北海运营的阿尔法平台发生一系列爆炸后,气体管线破裂,平台结构坍塌,造成167人死亡。
重大危险源是可燃的凝析油,其泄漏是由维修计划延迟和维修方案不当所致;另外,一台正在维修的凝析油泵没有挂牌,被错误用来替换另外一台故障泵。与检维修相关的因素包括:故障泵拆除后未隔离(新危害);换班过程中维修人员与操作人员沟通不当,导致更换上了故障泵。
1989年10月23日,美国菲利普斯66(Phillips 66)公司发生一系列爆炸着火事故,致使23人死亡,130~300人受伤(见图2、图3)。事发时,该公司正在按检修计划对反应器支腿进行清理,反应器内的聚乙烯发生泄漏,形成的蒸气云被点燃后发生爆炸,之后又发生后续爆炸和着火。
重大危险源是积聚的危险化学品,化学品泄漏的原因是错误维修。与检维修直接相关的因素包括:现有检修程序未规定用双隔断阀或盲板加强隔离(维修差错);唯一的隔离球阀因错误连接在空气供应软管上而呈打开状态(维修差错)。
1992年10月16日,日本袖浦炼油厂发生一起爆炸着火事故。一台换热器的管箱盖锁紧环剥落后,锁紧环、管箱盖及其他部件被吹落,之后换热器发生爆炸起火,致使10人死亡,7人受伤。
重大危险源是爆炸性气体——氢气。与检维修直接相关的因素包括:不断增加的棘轮效应导致换热器保密封垫的保持器直径减小(维修差错);密封垫保持器的错误更换造成氢气泄漏(维修差错);保温去除后出现的温差(新风险)导致管线区域的内件发生热变形,管箱筒体直径增大;内部法兰紧固螺栓因更换不当而损坏,螺栓负荷增加导致锁紧环弯曲后直径减小(维修差错)。其他潜在问题包括:对更换换热器零件的责任归属发生误判;管理存在问题;更换标准不完整。
2003年4月1日,位于荷兰赫伦的帝斯曼(DSM)三聚氰胺工厂发生一起爆炸事故。维修人员在重启加热炉时,炉盖坍塌垮掉,3名在炉顶作业的人员落入炉中死亡。
重大危险源是可燃天然气及来自其他装置的残余气体,这些气体遇到火花后被点燃。正常情况下,受污染的残余气体需经过滤,装置要定期停工对过滤器进行清洗,这要花费很多时间。为减少停工时间,该装置采取了加速开工程序,但并未对该程序进行任何测试。与检维修直接相关的因素包括:检维修困难(缺乏可维修性);未经测试的程序带来了可燃气体与空气混合物(新风险)。
2004年5月11日,位于英国格拉斯哥的Stockline Plastics公司发生一起爆炸事故。一条老化的液化石油气(LPG)管线由于埋地保护措施不当,发生腐蚀后导致气体泄漏,气体燃烧、爆炸,将工厂厂房夷为平地,9人死亡,40人受伤(见图4)。
重大危险源是可燃LPG。与检维修直接相关的因素是LPG管线维护和检查不当(缺乏维护)。潜在问题包括:未进行充分的风险评价;健康与安全程序存在很大缺陷。
纵观上述事故,出现最多的是维修差错,而维修管理因素则包括计划不当、执行不力和检查不到位。因此,检维修时应加强作业规划、风险检查以及对安全屏障的维护。
图4 Stockline Plastics公司爆炸事故现场
除了作业环境相关的风险外,检维修作业还涉及某些特殊风险,包括在设备运行过程中人员与机械近距离接触。正常运行下,自动化技术会减少人为失误引发事故发生的可能性。但检维修作业与正常作业不同,作业人员与机器设备之间的接触无法大幅减少。
首先,检维修通常涉及非正常作业,例如有限空间作业。其次,检维修作业往往要拆除或重装设备,涉及到复杂的机械设备。在此过程中可能会发生人为失误,进而增加事故风险。再次,检维修作业的环境和内容经常变化,对承包商员工而言,更是如此。分包对安全健康并不是一件好事,很多事故均由检维修分包引起。最后,检维修作业的时间紧、任务重,尤其是在停工或执行重要维修任务时。因此,为了预防伤害,对检维修相关风险进行管理是极为重要的。
由于安全管理日渐严格,我国很多企业也加强了风险管理。石化行业在检维修作业前进行风险评价已经成为惯例。作业前对可能给员工造成伤害的各种因素进行识别和检查,确定是否做好了防范以及还需做哪些工作。
进行风险评价时,应确定危害是源自作业活动还是因其他因素,如房屋布局;确定危害的影响群体以及面临较大风险的人群;对风险进行评价,即确定面临风险的人数,风险暴露频次和时间以及潜在后果;确定现有防范措施是否充分。
风险评价的过程,员工代表也要参加,评价结果及所需的预防措施也要传达给相关人员。在对基本风险和特殊风险进行评价的过程中要考虑到员工能力的差异。最后是采取行动,确定应对措施并对措施的落实进行规划,对相关责任进行划分,并对整个过程进行监控、审查和记录。
建筑物得不到定期维护,不仅会为在其中工作的人员带来安全隐患,也会对旁边经过的人产生危害;机械设备得不到良好的维护,操作员的作业条件就会不安全,也会为其他工人带来风险,甚至给公司造成损失。为确保工作条件的安全,预防伤害,检维修是非常必要的,但检维修作业本身也给从事检维修的人员带来多种风险。因此,公司负责人必须对风险加以预防。以下为预防风险的关键措施。
经验表明,对预防性维护进行精心规划是减少人为风险的关键因素。很多公司都建立了管理体系,对检维修工作进行深度计划和协调,对检维修作业的风险进行评价,让生产人员和检维修人员进行有效沟通,保证培训的落实并对所有相关人员进行能力考核,建立作业安全体系,高效安排检维修作业时间,在为检维修作业提供充足的时间和资源的条件下,尽量减少停工时间。
另外,将检维修作业内容纳入HSE管理体系,是很多企业实现安全检修的成功经验。这种管理体系能确保将所有的关键要素(如沟通、培训、风险评价、作业安全系统及持续改进)都综合到一起。
对检维修作业进行风险评价并不容易,因为在该过程中存在很多不确定性,例如被意外要求对故障设备进行维修或发现无法预知的设备故障原因。风险评价的过程中,让检维修人员参与是非常必要的。没有他们的参与,要想识别所有危害,对可能出现的各种情况进行分析并确定最有效的风险控制方法,将很难实现。
预防、控制检维修相关风险的最佳途径之一,就是在建筑物设计、工作环境设计、机械设备设计的过程中解决这些风险。很多情况下,安全健康危害都是由作业场所设计不当引起的。
对于有害物,最好要用无害或危害较小的物质来替代,但由于材料替代受各种技术的限制,替代材料的选择也比较难,因此最好根据实际经验和试验结果进行选择。
检维修人员参与建筑物与设备的设计过程,建立安全管理体系,制定检维修作业风险评价程序,都能为安全检维修打下坚实基础,但公司负责人还应确保检维修作业人员具有安全作业所需的知识和技能。
熟悉各种危险情况,了解其潜在后果,再掌握减轻事故后果的方法,可使工人更好地遵守安全法规。对于高复杂性的检修作业,必须要由合格的、专业的人员来完成。
必须认识到,检维修作业中一个重要的风险因素就是压力。有证据表明,检修作业人员常面临很大的压力,压力来源于作业时间紧迫,由于裁员导致人员减少,缺乏预防性维护,设备和系统的可维护性较差,外部服务人员缺乏专业技能,作业人员与管理层之间缺乏有效沟通等。