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让我们坦诚:过程安全管理的开始:Flixborough灾难- 1974年6月1日

通过检查员弗兰克.2022年2月24日
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编者按:本专栏作者以弗兰克探长为笔名,提供了他在整个职业生涯中所目睹的第一手、坦率的观点。他分享这些经验和观点的目的是鼓励读者更深入地思考他们所做的事情,他们为什么要这样做,以及他们的决定可能产生的影响。

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环己烷装置的故障导致了1974年6月1日星期六16时53分发生的爆炸。

反应器回路的液体泄漏导致大量易燃碳氢化合物迅速形成。当它遇到点火源(可能是附近氢重整炉的熔炉)时,就发生了大规模的燃料-空气爆炸。电站控制室倒塌,18人全部遇难。另外9名现场工人丧生,一名送货司机在他的出租车里死于心脏病。28人当场死亡,36人受伤。在现场之外,还有53人受伤。火灾发生在现场,十天后仍在燃烧。震中方圆一英里内约有1000栋建筑受损,斯肯索普(3英里外)有近800栋建筑受损;爆炸声在35英里外都能听到。

我已经开始用Flixborough灾难作为安全演讲的主题,尽管这场灾难发生在48年前。为什么?因为人们忘记了,这仍然是一个很好的教训。

这一事件一直被认为是推动过程安全管理(PSM)概念向前发展的重大事件之一。首先是在欧洲,然后是世界其他地方。我发现Flixborough很有用,它能让人们参与到PSM的讨论中来,也能让初级检查人员对了解他们正在使用和参与的系统存在的原因感兴趣。

另外,作为人类,我们总是转头去看车祸,尤其是当我们没有参与的时候……

弗利克斯伯勒工厂是Nypro UK的一家化工厂,该化工厂是荷兰国家矿业公司(DSM)和英国国家煤炭委员会的合资企业。它最初的目的是利用附近一家钢铁厂的焦炉副产品生产化肥。1967年,它被重新配置以生产己内酰胺,一种用于制造尼龙的化学物质。在初始转换过程中,苯酚加氢生成己内酰胺。1972年,DSM推动使用他们的一种从环己烷生产己内酰胺的工艺。这个过程是DSM专有的。

这个过程包括将环己烷加热到311华氏度左右,然后让它通过一系列六个反应堆。反应本身就是空气经过催化剂氧化环己烷,得到环己酮和环己醇的混合物,通常被称为KA(酮/醇)混合物。反应在6个容器中进行,每个容器中装有大约20吨的材料。离开最后一个反应器时,反应产物被移除,未反应的环己烷被重新加热并再次运行。

爆炸发生的两个月前,5号反应堆被发现有泄漏。当绝缘材料被剥离时,在反应堆的低碳钢外壳上可以看到一条延伸约6英尺的裂缝。随后通过DSM对裂纹进行检查,确定失效原因为低碳钢包层的硝酸盐应力腐蚀开裂。这种硝酸盐应力腐蚀开裂被认为是由于喷洒硝酸盐处理过的冷却水作为稀释和分散小泄漏的手段。

为了维持生产,核电站决定在维修期间绕过5号反应堆。在4号反应堆和6号反应堆之间安装了临时旁路管道。因为反应堆被安装在一个类似楼梯的地方,这个管道不是直的,而是有两个弯。这条管道直径为20英寸,而通常用来连接反应堆的短管道直径为28英寸。每个反应堆之间都安装了直径为28英寸的风箱,这些风箱被留在临时管道的两端。这条临时旁通管道于四月一日重新启动后,在两个月内表现良好。

然而,该工厂因其他泄漏而关闭,在启动过程中,工艺压力略有上升,从125 psi升至129 psi。压力的轻微上升所引起的弯矩足以撕裂风箱。临时管道随着流量的变化而扭曲,波纹管因剪切应力而破裂。由于波纹管破裂,大量环己烷从波纹管的孔洞中逸出,形成环己烷蒸气云,随后引起爆炸。

至少这是目前发生的事情的思维过程,而且花了一段时间才达到这一点。多年来,调查结果一直存在争议,大多数专家现在都认为,最初的政府调查存在一些根本性的缺陷。

这里有一些值得考虑的有趣点:

  • 设计临时管道的工人不是专业工程师。所做的唯一计算是承载所需流量所需的组件的容量。没有进行计算以确定风箱或管道是否能承受将要施加的力。
  • 没有提及相关的英国标准或任何其他公认的标准。没有提及风箱制造商发布的设计指南。除了在车间的地板上用粉笔画的,没有人画出管子。
  • 临时管道的支撑是一个脚手架结构,管道没有固定在上面。因此,支撑结构不能提供足够的强度来承受弯曲应力。
  • 当决定改变过程条件时,没有进行过程分析或变更类型功能的管理(虽然PSM当时还不存在,但执行“假设”场景分析的想法在一些石化公司中有些常见)。
  • 火源很可能是一段距离外的天然气重整炉。据估计,在起火前的50秒内,有30-50吨环己烷逸出。

最初的调查委员会使用上述说法来说明主要原因是“人为错误”。关于故障的确切原因,以及是否有外部爆炸导致旁路管道故障,存在一些争议。

他们之所以如此艰难地把事情拼凑起来,原因之一是所有相关的操作人员都在爆炸中丧生,所有相关的记录和仪器历史也在爆炸中被毁。

这是调查委员会的官方总结结论声明:

“然而,我们相信,如果我们建议的步骤得到执行,任何类似灾难的风险,本来就很遥远,将会降低。我们使用“已经遥远”这个词是经过深思熟虑的,因为我们希望清楚地表明,我们没有发现任何迹象表明核电站最初的设计和建造造成了任何不可接受的风险。这场灾难完全是由一些不太可能的错误在设计和安装改造的巧合造成的。这样的错误组合不太可能再出现。我们的建议应确保不会再次发生类似的组合,即使应该这样做,也会在产生任何严重后果之前发现错误。”

英国人民基本上被告知这次事故是一次性的,不应该再发生。然而,世界各地的过程安全从业者认为,爆炸不是基本工程设计错误的结果,而是一个潜在原因的多个实例的结果。这是工厂安全程序的完全失败,包括没有让中小企业和/或有经验的人员参与管理变更的程序缺陷。

在我工作过的许多设施中,我仍然认为这是一个问题,这意味着从Flixborough中学到的教训仍然是相关的,需要被记住。

“进步绝不在于改变,而在于坚持。”如果变化是绝对的,那就没有可以改进的存在,也就没有可能改进的方向。如果没有经验,就像野蛮人一样,永远处于婴儿期。那些不记得过去的人注定要重蹈覆辙。”

——乔治·桑塔亚那(哲学家、诗人、小说家)


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