6化工生產過程中的危險因素
化工生產過程中的危險因素包括:物理性因素、化學性因素、生物性因素、心理、生理性因素、行為性因素和其他因素。
物理性因素
(1)設備、設施缺陷:強度不夠、剛度不夠、穩定性差、密封不良、應力集中、外形缺陷、外露運動件、製動器缺陷、控製器缺陷、設備設施其他缺陷。
(2)防護缺陷:無防護、防護裝置和設施缺陷、防護不當、支撐不當、防護距離不夠、其他防護缺陷等。
(3)電:帶電部位裸露、漏電、雷電、靜電、電火花、其他電危害。
(4)噪聲:機械噪聲、電磁性噪聲、流體動力性噪聲、其他噪聲。
(5)振動:機械性振動、電磁性噪聲、流體動力性噪聲、其他噪聲。
(6)電磁輻射:電離輻射、X射線、γ射線、α粒子、β粒子、質子、中子、高能電子束等、非電離輻射、紫外線、激光、射頻輻射、超高壓電場。
(7)運動物:固體拋射物、液體飛濺物、反射物、岩土滑動、料堆垛滑動、氣流卷動、衝擊地壓、其他運動危害。
(8)明火。
(9)可造成灼傷的高溫物體:高溫氣體、高溫固體、高溫液體、其他高溫物質。
(10)可造成凍傷的低溫物體:低溫氣體、低溫固體、低溫液體、其他低溫物質。
(11)粉塵與氣溶膠危害:作業環境不良、基礎下沉、安全過道缺陷、采光照明不良、有害光照、通風不良、缺氧、空氣質量不良、給排水不良、氣溫過高、過低、氣壓過高過低、高溫高濕、自然災害、其他作業環境不良等。
(12)作業環境不良。
(13)信號缺陷。
(14)標示缺陷。
(15)其他因素。
化學性因素
(1)易燃易爆物質。
(2)自燃性物質。
(3)有毒物質。
(4)腐蝕性物質。
(5)其他因素。
生物性因素
(1)致病微生物。
(2)傳染病媒介物。
(3)致害動物。
(4)致害植物。
(5)其他。
心理、生理性因素
(1)負荷超限。
(2)健康狀況異常。
(3)從事禁忌作業。
(4)心理異常。
(5)辨識功能異常。
(6)其他。
行為性因素
(1)指揮錯誤。
(2)操作失誤。
(3)監護失誤。
(4)其他行為。
其他因素
(1)物體打擊:特指物體在重力或其他外力的作用下產生運動,打擊人體,造成人身傷亡事故,不包括因機械設備、車輛、起重機械、坍塌等引發的物體打擊。
(2)車輛傷害:企業機動車輛在行駛中引起的人體墜落的和物體倒塌、下落、擠壓傷亡事故,不包括起重設備提升、牽引車輛和車輛停駛時發生的事故。
(3)機械傷害:機械設備運動(靜止)部件、工具、加工件直接與人體接觸引起的夾擊、碰撞、剪切、卷入、絞、碾、割、刺等傷害,不包括車輛、起重機械引起的機械傷害。
(4)觸電:包括雷擊傷亡事故。
(5)灼燙:火焰燒傷、高溫物體燙傷、化學灼傷(酸、堿、鹽、有機物引起的體內外灼傷)、物理灼傷(光、放射性物質引起的體外灼傷),不包括電灼傷和火災引起的燒傷。
(6)火災。
(7)高處墜落:在高處作業中發生墜落造成的傷亡事故,不包括觸電墜落事故。
(8)爆破:爆破作業中發生的傷亡事故。
(9)火藥爆炸:火藥、炸藥及其製品在生產、加工、運輸、儲存中發生的爆炸事故。
(10)鍋爐爆炸。
(11)容器爆炸。
(12)其他爆炸。
(13)中毒和窒息。
(14)其他傷害。
7石油化工設備常見事故原因
過度變形
凡是設備總體或某一最薄弱的局部發生了永久性的過度變形,導致設備失去了設計所規定的功能,即可判斷為失效。如容器、管道工作過程中發生了非預期而不可恢複的鼓脹,彎曲與扭曲,杆、軸類零部件工作中出現的異常彎曲與扭曲等均屬於過度變形。對於遭受壓應力引起失穩的零部件,即使處於彈性失穩也可能導致過度變形而失去原有的設計功能。
過度磨損
過度磨損將使運動副的間隙加大或機械的精度降低,使運動部件的接觸間隙加大,導致振動嚴重;或是設備及管道的壁厚異常減薄等現象,都屬於過度磨損的範疇。
泄漏
因為密封件失效引起的泄漏,以及因局部裂紋的擴展(疲勞的、應力腐蝕的、蠕變的裂紋擴展)導致壁厚局部穿透,引起介質的泄漏甚至噴出。均有可能引起燃燒、二次爆炸或人員中毒,輕則使裝置停止運行,重則產生比過度變形及過度磨損更為嚴重的破壞。
斷裂
由於裂紋的擴展而使設備的零部件發生斷裂失效,將可能使設備無法繼續運行、而對壓力容器與管道,則可能因介質的大量噴發而造成次生事故。
爆炸
爆炸通常易發生在受壓容器和管道上,爆炸發生後,通常可在容器或管道上發現較大的撕裂現象,失效部位常見有明顯的大變形,可能伴隨碎片飛出,甚至整台設備移位或拋出,並伴有巨大響聲。爆炸大致可分為物理性的超壓爆炸及化學性的瞬間溫度、壓力驟增引起的爆炸。後者導致的後果更為嚴重,除設備破壞外,還可能造成建築物的破壞及人員傷亡,甚至火災及連鎖爆炸。
化工設備的失效類型是根據失效時表現出的性態(韌性與脆性)或失效的現象(微孔聚集、解理、疲勞、腐蝕、蠕變及磨損等)來綜合考慮的。通常分為:韌性失效(或破斷)、脆性破斷、疲勞失效、腐蝕失效和蠕變失效五種基本失效類型。除此之外,還有複合型的交互失效(如腐蝕疲勞、蠕變疲勞等),以及密封失效和磨損失效等。要鑒別以上各種失效類型,除必須按運行工況的可能性作為基本依據之外,更主要的是按失效後的變形性態,形貌特征,斷口特征,材料分析與金相分析等各種技術鑒定的結果進行綜合性的評判。
產生失效事故的原因主要可以歸結為材料、結構、生產製造過程和運行管理等方麵。可以分為如下幾個主要因素:
材料因素
設備的失效經常與材料自身的特性有關,如材料的塑性、強度、韌性。此外,還與其他一些因素,如材料的可焊性差,耐磨性、耐腐蝕性、耐高溫氧化特性不良,或者因選材不當,誘發工作過程中材料發生應力腐蝕開裂等,這既可能是源於設計考慮不周,也可能是製定的工藝措施有誤。此外,材料使用前未進行嚴格的檢驗,導致因冶金質量存在的問題,如夾雜物超標,氣孔、疏鬆縮孔等缺陷嚴重,或者成分偏析等造成設備提前失效;還可能與製造過程中未嚴格執行操作工藝有關,如焊接不當導致材料的局部淬硬、晶粒粗大、白點、出現不正常金相組織、高殘餘應力、甚至出現裂紋等。上述這些,都可以歸類於材料因素導致的設備失效。
結構因素
設計時采用了不適應實際工況的結構。例如,雖然選擇了耐腐蝕材料,但結構設計中沒有注意到死角或縫隙,從而引起縫隙腐蝕;加熱爐內的燒嘴布置不合理造成爐管局部過熱而發生鼓脹或爆破失效;存在較大溫差應力時沒有采用具有足夠吸收熱變形能力的補償結構而導致過度變形或斷裂失效。這些都可能是設計者在設計階段考慮不周造成失效的結構因素。
載荷因素
載荷影響主要表現在設備在各種力的作用下所產生的變形,主要包括如下一些因素:
(1)壓力。包括化工設備所承受的內壓與外壓,這些壓力作用於器壁上,局部內壓過大可能使設備產生過度變形甚至爆破,而外壓過大則可能導致局部被壓癟或設備失穩。
(2)溫度。通常設備在常溫下製造,在高溫或低溫環境下使用,若設備各部分之間存在溫差,加上工作過程中變形因素的影響,就可能在局部產生溫差應力。過大的溫差應力可能引起零部件甚至整機產生過度變形乃至失效。
(3)其他載荷。包括重力載荷、風載荷、地震載荷、加工過程中動力施加的載荷等。各種載荷在零件內產生的應力一般可以分解為拉伸、壓縮、彎曲和切應力四種。而作用在零件各個載麵上的實際應力往往是組合應力。這些載荷與應力對設備失效的影響往往還與應力應變受約束的狀態以及材料本身的特性有關。
環境因素
廣義的環境因素是指工作的介質環境和溫度環境。化工機械所接觸的介質環境與大氣環境或海水環境等有關。化工機械中失效比例較高的是介質環境引起材料的腐蝕造成的。
化工機械的溫度環境多變和複雜。低溫下材料向脆性轉變是導致設備發生脆斷失效的主要因素之一。而高溫下材料則可能產生蠕變以至發生蠕變失效。此外,高溫下材料因氧化導致組織狀態發生變化而呈現脆性,也是造成設備高溫斷裂失效的重要原因之一。另外,高溫可能加速介質對材料的腐蝕,還可能引起特殊腐蝕(如高溫氫腐蝕)的發生。
使用、維修和管理因素
再好的設備投用後,如疏於維護與管理也會造成失效。使用中經常可能因為清潔欠佳、潤滑不良、腐蝕生鏽、表麵損傷、超溫超壓、違反操作規程、不定期檢驗檢測等而使設備過早出現故障,以致發生失效。但設計者與使用者必須注意,有時材料在高溫下的蠕變或材質的劣化往往是難以避免的,對此應有充分的認識。
8事故預防和控製的基本原則
事故預防是指通過采用技術和管理手段,避免事故的發生;事故控製則是通過采取技術和管理手段,盡量防止事故發生後造成嚴重後果,或使後果盡可能減小。對於事故的預防和控製,應從安全技術、安全教育和安全管理入手,采取相應的對策。
安全技術著重解決物的不安全狀態,包括直接安全技術措施(生產設備本身具備的本質安全性能)、間接安全技術措施(生產設備必備的安全防護裝置)、指示性安全技術措施(檢測報警裝置、警示標誌)和強製措施(安全操作規程、安全教育、培訓、個人防護用品)四個方麵。安全教育對策和安全管理對策則主要著眼於人的不安全行為問題。安全教育對策主要目的是使人們知道哪裏存在危險源、導致事故發生的原因、事故發生的可能性、事故發生後可能造成的嚴重程度、針對可能發生的危險應該采取哪些措施加以應對或預防。安全管理措施則要求事故發生後必須采取哪些措施加以正確應對,並盡可能減少事故造成的危害嚴重程度。
事故預防的基本原則
事故預防的基本原則是消除,預防,減弱,隔離,連鎖,警告。
(1)設計過程中,當事故預防對策與經濟效益發生矛盾時,應優先考慮事故預防對策要求,並應按下列事故預防對策等級順序選擇技術措施。
①直接安全技術措施。應保證生產設備本身具有本質安全的性能,從而避免事故的發生和危害;
②間接安全技術措施。當難以保證實現直接安全技術措施時,必須為生產設備設計出一種或多種安全防護裝置,最大限度地預防、控製事故或危害的發生;
③指示性安全技術措施。當間接安全技術措施也難以保證時,須采用檢測報警裝置、警示標誌等措施,警告、提醒作業人員注意,以便采取相應的對策或緊急撤離危險場所;
④若間接、指示性安全技術措施。仍然不能避免事故或危害發生時,則應通過采用安全操作規程、安全教育、培訓和個人防護用品等來預防、減弱係統的危險、危害程度。
(2)按事故預防對策等級順序的要求,設計時應遵循如下一些基本原則。
①消除。通過合理的設計和科學的管理,盡可能從根本上消除危險、危害因素,如采用無害工藝技術、生產中以無害物質代替危害物質、實現自動化作業、遙控技術等;
②預防。當消除危險、危害因素有困難時,可采取預防性技術措施,預防危險、危害發生,如使用安全閥、安全屏護、漏電保護裝置、安全熔斷器、防爆膜、排風裝置等;
③減弱。在無法消除危險、危害因素或難以預防的情況下,可采取如下措施減少危險、危害的發生或發展,如安裝局部通風排毒裝置、生產中以低毒性物質代替高毒性物質、采取降溫、安裝避雷、消除靜電、減振、消聲裝置等;
④隔離。在無法消除、預防、減弱危險、危害因素時,應將人員與危險、危害因素隔開和將不能共存的物質分開,如遙控作業、安全罩、防護屏、隔離操作室、安全距離、事故發生時的自救裝置(如防毒服、各類防護麵具)等;
⑤連鎖。當因操作者失誤或一旦設備運行達到危險狀態時,應通過連鎖裝置終止危險、危害事故的發生;
⑥警告。在易發生故障和危險性較大的地方,配置醒目的安全色、安全標誌,必要時,設置聲、光或聲光組合報警裝置。
(3)提出的勞動安全衛生對策應具有針對性、可操作性和經濟合理性。針對性是指針對行業的特點和辨識評價出的主要危險、危害因素及其產生危險、危害後果的條件,提出對策。可操作性是指所提出的對策應在經濟、技術和時間上是可行的,能夠落實、實施的。經濟合理性則是指不應超越項目的經濟、技術水平,按過高的勞動安全衛生指標提出事故預防對策。
事故預防和控製的要求
事故預防和控製的基本要求包括五個方麵,即:預防—排除—處置—減少失誤、失靈—提供自救。采取預防對策時,應能夠:
(1)預防生產過程中產生危險、危害因素;
(2)排除工作場所的危險、危害因素;
(3)處置危險、危害物並減低到國家規定的限度內;
(4)預防生產裝置失靈和操作失誤產生的危險、危害因素;
(5)發生意外事故時能為遇險人員提供自救條件的要求。
運用預防原理的原則
安全生產管理工作應該做到預防為主,通過有效的管理和技術手段,減少和防止人的不安全行為和物的不安全狀態,這就是預防原理。運用預防原理的基本原則包括以下幾個。
(1)偶然損失原則。事故後果以及後果的嚴重程度,都是隨機的、難以預測的。反複發生的同類事故,並不一定產生完全相同的後果,這就是事故損失的偶然性。偶然損失原則告訴我們,無論事故損失的大小,都必須做好預防工作。
(2)因果關係原則。事故的發生是許多因素互為因果,連續發生的最終結果,隻要誘發事故的因素存在,發生事故是必然的,隻是發生時間的遲早而已,這就是因果關係原則。
(3)3E原則。造成人的不安全行為和物的不安全狀態的原因可歸結為四個方麵:技術原因、教育原因、身體和態度原因以及管理原因。針對這四方麵的原因,可以采取三種防止對策,即工程技術(Engineering)對策、教育(Education)對策和法製(Enforcement)對策,即所謂3E原則。
(4)本質安全化原則。本質安全化原則是指從一開始和從本質上實現安全化,從根本上消除事故發生的可能性,從而達到預防事故發生的目的。本質安全化原則不僅可以應用於設備、設施,還可以應用於建設項目。
9事故預防的基本方法
事故預防的基本方法包括:危險源辨識、危險控製、強製原理和事故的應急救援四方麵的內容。