杜邦布法罗工厂易燃蒸汽爆炸事故

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事故简介

2010年11月9日,杜邦纽约州布法罗耶基斯化学工厂发生爆炸。承包商和作业班长在装有易燃氟乙烯储罐的顶部焊接作业时,发生爆炸。

焊工因钝力外伤当场死亡,而作业班长则是一级烧伤和轻伤。爆炸把储罐的大部分顶盖炸开。

美国化工安全委员会(CSB)认定未被检测到的情况下,与储罐相连通的工艺罐中易燃氟乙烯(VF)蒸汽流入到储罐中,并被引燃爆炸。

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事故经过



10月21日,停工,准备更换储罐1和2隔热材料,抽离储罐浆料。


10月22日,储罐上锁,进入清洗。


10月29号,完成移除,发现搅拌器支座发生腐蚀损坏。


11月1日停工期间,进行储罐2的研磨和焊接维修,储罐1缺乏零件推迟。

杜邦认为重新开工后对储罐1进行用火作业很安全。


11月3号,发现闪蒸罐的U型集液管有“鱼嘴” 裂纹。

杜邦认为破损集液管不具有危害,不修复裂缝可以正常工作。


11月6日,重新启动Tedlar工艺,重新连接储罐2和3的管道,拆除阀门锁。


11月7日,5个出入储罐1的阀门和搅拌电机都被已锁定。

3个储罐之间的气相空间的顶部管道和溢流管线未隔离。


11月8日,Tedlar单元中的一个压缩机出现故障,有含量超过两倍的VF蒸汽的PVF浆料进入到闪蒸罐。

杜邦员工对压缩机的损坏进行影响分析。

易燃VF气体通过溢流管线从储罐2和3流入储罐1中。


11月9日,杜邦技术人员对储罐1的顶部作业区域进行了气体检测,未发现易燃气体。

未对储罐1内部进行气体检测。

9点开始在储罐1顶部进行打磨和焊接维修作业。

储罐内的易燃VF气体浓度已达危险程度。

11点在维修搅拌机支撑梁时,焊接火花可能通过搅拌轴附件小孔进入罐内,或易燃气体向上飘向火花。

VF点燃,引发剧烈爆炸


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公司简介

杜邦布法罗工厂:

杜邦公司1802年成立,在大约90个国家开展业务,雇员超过6万人。自1921年以来,杜邦公司在纽约州布法罗市雇员超过600人,生产用于光伏板的Tedla(泰德拉)聚合物和制造台面Corian(可丽耐)。

莫伦贝-贝茨(承包商):

成立于1910年,在纽约州布法罗市经营着大型钢铁制造工厂,提供管道系统设计、制造、现场施工和维修服务。雇用超过75名专业人员和熟练的建筑贸易人员。在事故发生时,莫伦贝-贝茨承包商已经在杜邦工厂工作2个月,事故焊工和作业班长有多年的管道系统和储罐焊接经验


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氟乙烯特性

VF是一种无色、高度易燃的气体,在自然环境条件下具有一种类似醚的气味。VF蒸汽比空气重,在低气压区会积聚。VF被归类为一种合理预期的人类致癌物。美国国家职业安全与健康研究所建议将时间加权平均浓度为1 ppm作为暴露限值,针对工人的空气污染物浓度极限为5 ppm。

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▲氟乙烯(VF)聚合粒料


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工艺说明

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PVF浆料罐区

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浆料储罐进料和排出管道配备了隔离阀。浆料储罐靠近罐顶有溢流管线。如果有储罐运作,其他储罐维修,溢流管线上必须安装盲板隔离。浆料罐3罐顶的孔道和闪蒸罐的排气管道上安装可燃气体监测装置,遇到泄漏会触发Tedlar控制室的泄漏警报



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直接原因——燃料源

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直接原因——点火源

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间接原因——作业/停工程序

■用火作业操作程序

现场工程师和员工都没有对该区域、工艺或潜在危险状态的进行了解。

■用火作业许可

1、许可证上“可燃物是否在工作35英尺内” 此项内容并未完成确认。

2、安全防范部分 “锁定、标签、检查、思考”的条款,未进行检查, 承包商监管人表示上锁已完成。

3、安全措施落实中,监管人未回答“是否存在化学物质?化学物质有哪些? 是否有易燃/可燃物?”

4、现场工程师和服务部门负责人对Tedlar工艺不了解,对作业许可签字确认。

■停工程序

浆料罐1的停工卡不包括需对溢出管线进行安装盲板,储罐1被认为完全被“锁住”了,但储罐的溢出管线是打开的。


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理原因

◐风险识别不到位

○杜邦过程危险分析(PHA)做出了错误的假设,即在Tedlar工艺过程中,浆料罐中的VF达不到可燃浓度。

○杜邦错误地认为破损的集液管没有增加将VF蒸汽转移到储罐2的风险,并重新启动了该单元,同时未对损坏的压缩机进行影响分析,大量易燃VF蒸汽直接从闪蒸罐中流入储罐2中。

◐动火作业许可程序存在缺陷

即使作业需要在罐顶直接进行焊接,杜邦的动火作业许可中并未要求对储罐1内的气体环境进行可燃气体检测。

◐未遵守操作规程

在对储罐1进行动火作业许可之前,杜邦并没有正确地隔离和上锁储罐1,依然与2号和3号储罐相连。从而导致易燃VF蒸汽通过溢出管线直接从储罐2进入储罐1中,并聚集到高于爆炸下限的浓度。

◐人员能力不足

签署动火作业许可证的人对Tedlar工艺过程的操作和危害并不了解。



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CSB类似用火作业事故




案例一

2006年6月,在密西西比州罗利的一座帕特里克罗利油田,一个焊枪点燃了可燃的碳氢化合物气体,造成3名承包商死亡,1人重伤。承包商一直在两个油罐之间安装管道。与杜邦事件一样,所有的储罐都是通过管道连接起来的,而相互连接的储罐含有可燃气,最终点燃





案例二

2008年7月,在威斯康星州托马霍克的美国纤维板制造工厂发生爆炸,造成3名工人死亡,另1名工人严重受伤。作业人员在常压储罐上焊接金属。公司的动火作业程序并未要求在直接焊接到相连的管道之前对储罐内的气体环境进行取样。该储罐含有循环水和纤维废料,该公司认为不存在造成火灾或爆炸的危险。CSB的结论是,细菌很可能在容器内产生高度易燃的氢气。来自焊接或加热金属的火花点燃了氢气。





案例三

2009年2月,在俄勒冈州博德曼的康尼格拉食品公司,一名焊接承包商在维修一个净水器罐底部的大裂缝时被炸死。用来洗土豆的水已经从裂缝中漏出,并在水槽下面的难以进入的空间里汇集。对液体样品的检测表明,细菌分解有机物可能产生的可燃气体在罐体支撑裙座内积聚。当承包商开始焊接水箱底部时,气体就燃烧起来了。

作业风险识别不到位,未对作业区域的气体环境进行有效全面的检测


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事故反思及建议

在动火作业前对其动火作业许可体系进行审查,确保风险识别及安全措施落实到位,并要求合适的人员对作业许可进行签发

在开始动火作业前,所有储罐及类似容器的连接部位都应该被完全隔离,从而确保所有可能的已知可燃物来源始终无法进入到容器中。

无论容器的大小,任何之前存有可燃物的容器内的气体环境都应该在动火作业许可前进行检测,并且在作业过程中必须持续进行气体监测