设备老化带来的影响(设备老化引发化学事故的经验教训分析)

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李政禹

摘要:法国工业风险和污染分析局the BARPI)2022年2月发布的“老化:所有设施都会发生老化”案例分析简报,介绍了3起典型设备老化引发化学事故的情节、原因及其经验教训等。

现将该文中文翻译稿发布在今日头条个人公众号《李论化学品管理》上,供国内各界读者阅读参考。

1、概述

当讨论法国环境保护相关工业设施(French classified facilities for environmental protection, ICPE)的老化时,我们通常会联想到“法国设施现代化计划(French facility modernization plan, the PMII)”。实施该计划的目的是管控生产设施的完整性,以便预防某些设备和系统相关的技术和环境风险。

本期快讯介绍了如何考虑设备老化问题,尤其是基于法国事故分析、研究和信息数据库(ARIA)中的三起事故案例:其一是受《法国设施现代化计划法规(the PMII regulation)》管控的设施设备,另外两起为不受该法规管控的设施设备。

这些事故案例表明,尽管《法国设施现代化计划法规》管控的设备仍在发生事故,但非该法规管控的设备也时常发生事故。

除了《法国设施现代化计划法规》规定的监管范围之外,对事故记录的分析结果清楚地表明,无论是否要求遵守该法规的规定,设备老化问题都需要引起特别注意。

据统计,在法国工业风险和污染分析局(BARPL)的事故分析、研究和信息数据库(ARIA)收录的法国和国外发生的2800多起化学事故中,设备老化问题是高风险情况的触发或加重因素,其涉及到所有工业行业。

图1提供了法国化学事故类型的综合分析说明,尤其是影响法国环境保护相关工业设施的事故。

设备老化带来的影响(设备老化引发化学事故的经验教训分析)

2、事故案例

案例1:法国汝拉州化工厂汞污染事故(ARIA 编号:51102

2018年1月20日法国汝拉州(JURA)一家化工厂的一个96%容积装满含汞雨水的立式储罐顶部发生破裂。该衬里储罐的容积为628m3,用于收集场地的排污雨水。在凌晨4点30分左右的一次巡视过程中,操作人员发现了这一事故情况。该事故造成134m3雨水流入了当地的索恩河(SAONE),汞流失量为65g。2017年5月,该企业对该储罐检查中发现,储罐材质处于退化状态(非金属储罐Il类)。

该企业原定于2018年4月底进行停车检修,届时用另一台现有储罐替换掉该储罐。在长时间停车以前,该储罐并没有断开连接,仍用于储存排污水。企业修改调整了该储罐的操作说明书(将其存储容量限制在60%以内),并撤销其优先使用等级。

由于该企业使用的一种水处理药剂未能交付运到厂内,排污水处理装置意外关闭,加上连降大雨产生了越来越多库存污水。为了处理这些库存污水,企业利用该储罐并超过了其允许的限制存储容量限制储存废水。

企业经营者授权操作人员不必遵照该储罐操作说明书的限制要求来处理这种异常情况。

2021年5月该企业又发生一起事故。一个储存含汞盐水的储罐发生了破裂,导致将2.5kg汞排放到索恩河中。

什么是设备老化?

装置设备的老化是一种正常、持续和渐进的现象。

将设备“老化”仅仅与其年龄的概念联系起来是一种过于简单化的认识。

材料的特性、操作约束和条件的强度以及操作环境都是需要了解和监控的因素。

因此,管理控制设备老化需要确定、检测、评估和排序引起设备老化的主要媒介因素,以便采取措施减轻、减缓或消除这些因素。

设备老化带来的影响(设备老化引发化学事故的经验教训分析)

:对非金属储罐II类(PMII)的要求已被纳入到《法国环境保护相关工业设施法规》中。该法规要求必须依据下列政令的规定获得批准:《关于在制造的地面上储罐中储存易燃液体的规定(03/10/2010)》和《关于预防意外风险的规定(04/10/2010)》

案例2:罗纳河(RHONE)聚氯乙烯工厂化学事故(ARIA编号:52654)

2018年11月23日法国一家聚氯乙烯生产厂,当启动液氯输送操作时,氯气储存装置一台压缩机的进气管道发生氯气泄漏。操作人员将阀门关闭,以阻断泄漏,并发现管道上有一喷出白色雾气的小孔。在平静风速下,泄漏的氯气烟云停滞不前,朝附近的一家企业缓慢飘去,该企业员工已被要求撤离疏散。

据操作人员称,氯气在3巴压力下持续泄漏了1 分钟,导致泄漏排放 5 kg氯气。据说,这一事故对化学品操作平台之外没有产生任何不可逆转的影响。

泄漏点出现在管道的转弯部位。由于发现有氯化铁存在,怀疑管道已被局部腐蚀。由于该管道泄漏会造成重大事故,因而根据《法国设施现代化计划法规》规定实施监控。

负责环境保护相关设施检查的人员发现,该管道检查记录报告不完整,存在以下问题:

——未找到管道壁厚度的检测记录;

——附图中未明确标明管线上的异常点*;

—— 未确定出现氯化铁的退化分解方式。

设备老化带来的影响(设备老化引发化学事故的经验教训分析)

案例3:伊瑟尔 *** 厂化学事故(ARIA编号:57492)

2021年6月20日一场暴风雨过后,大约在13时40分伊瑟尔(ISERE) *** 厂 *** 生产装置的一台锅炉被目视发现有二氧化硫和三氧化硫气体泄漏。一股白色烟雾从泄漏点释放出来,但滞留在场地附近。14时20分左右该 *** 装置被关闭,并启动了场地气体警报器。操作人员在泄漏点附近设置了一个开式喷水灭火系统(An open head system)。

企业大气检测系统(固定探测器,内部和外部消防移动探测器)没有显示读数。在17时45分左右,不再看到有烟雾产生。但现场仍残留有轻微硫氧化物气味。人们没有任何刺痛或 *** 感觉。

泄漏SO2和SO3气体来自设备外壳体的一条长800mm×宽l mm的焊接裂缝。 六年以前,该企业操作人员更换锅炉管束时,在不锈钢外壳上开了一个口子。然后 用不锈钢板进行焊接,以重新封闭其外壳。

后加的金属(钢)板和焊缝熔深比(1mm对5mm)选择不适当。隔热缺陷导致焊缝受到热冲击(通过雨水)。 该设备壳体不受关于压力装置相关法规的监管,该锅炉也没有根据《法国设施现代化计划法规》的要求进行监测。

操作人员未要求进行焊接记录。场地危害评估中也没有研究这种情况,与5毫米直径管道破裂后泄漏会导致壳体中形成蒸气不同并需要进行钻孔。

3、经验教训

对法国事故分析、研究和信息数据库中的事故案例的分析结果表明,设备老化状况往往未被人们预料到、没有被及时发现或者被低估。

该法规未考虑每个场地的全部特定情况。无论是否出于法规监管要求,都必须采用适当和具体情况分析来识别设备的老化状况。

设备老化管理控制有两个目标:其一是安全目标,另一个是由于可能的不可提供性造成的经济目标。

对反馈信息的分析强调有效管理设备老化的关键因素包括:

——识别高风险设备或导致管理风险的设备

必须分析评估所有设备,包括与公用事业相关设备(储罐、收容系统、管道、载荷容量、支架、排水沟/沟渠、仪表等)及其特定点(“死角”、支架、支撑、保护罩、焊缝、地面输入/输出等)。入口通路不得干扰其识别和后续的控制;

——了解设备并监测其变化情况

必须提供设备维护日志:内容包括设计数据、材料、运行条件、潜在腐蚀性环境、维护和检测历史、可比较/类似设备的反馈数据;

—— 检测设备老化媒介物并知晓如何分析它们

由于检测滞后或意外的检测而发生过太多的事故,即使操作人员检测到微弱信号,情况也是如此。了解设备并监测其不断变化情况必须能够确定可能引发设备老化事故的退化机制和动力学。

必须进行设备内部和外部检查,监测设备老化特征参数以及可靠性指标,以免退化情况恶化,导致设备故障;

——采取措施缓解或消除设备老化的媒介物

必须采取适当控制措施。这意味着不仅要选择正确的 *** ,还要选择正确的设备。然后,必须小心地解释其结果,以确保控制的频率、维修/更换期限、选择继续使用或改变操作条件是适当的。

在进行详细风险评估之后,对设备和/或程序进行修改,不仅可以提高设施抵御老化影响的稳健性,还可以改进监测工作。


来源:BARPI, Ageing: it happens to all facilities, FLASH ARIA, February 2022,[2022-11-9], https://www.aria.developpement-durable.gouv.fr/flash/ageing-it-happens-to-all-facilities/?lang=en

标签: 设备老化带来的影响 设备老化解决措施 因设备老化导致故障说明 设备

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