光電行業(yè)氯氣供應(yīng)系統(tǒng)的安全管理

劉軍

上海和輝光電股份有限公司 上海 200540

氯氣作為一種危險(xiǎn)化學(xué)品，不注重其安全供應(yīng)與使用，會(huì)造成較為嚴(yán)重的人身傷害與經(jīng)濟(jì)損失，導(dǎo)致較大的安全影響，從而產(chǎn)生較為負(fù)面的社會(huì)影響。因此不僅是對員工個(gè)人的人身安全負(fù)責(zé)，還是對于企業(yè)的永續(xù)經(jīng)營考量，都必須要避免氯氣事故的發(fā)生，加強(qiáng)對液氯供應(yīng)與使用的安全管理工作。在熟知氯氣安全特性的基礎(chǔ)上，通過對氯氣供應(yīng)系統(tǒng)安全技術(shù)措施的研究，對氯氣供應(yīng)作業(yè)的分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的問題，采取有效的安全措施，確保氯氣安全供應(yīng)，才能保障人身安全與企業(yè)的經(jīng)營安全。

1 氯氣特性和危害

氯氣是一種有辛辣刺鼻味道的黃綠色氣體，液氯顏色為琥珀色，具有刺激性氣味，分子重量為71，液氯的相對密度（水=1）為1.6，其沸點(diǎn)為-34℃。氯氣含有劇毒，會(huì)引發(fā)中毒現(xiàn)象，液氯具有很強(qiáng)的刺激性，會(huì)導(dǎo)致灼傷。氯氣比較活潑，是一種強(qiáng)氧化劑，能夠與其他氣體結(jié)合。氯氣無法在空氣中燃燒，但是能夠作為助燃劑使用，若是易燃?xì)怏w與氯氣混合會(huì)形成具有爆炸性的氣體[1]。同時(shí)，氯氣能夠和多種化學(xué)品產(chǎn)生強(qiáng)烈反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致爆炸，例如異丙醇、氫氣等。

氯氣作為一種強(qiáng)烈的刺激性有毒氣體，對人體健康會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，其主要的危害方式為皮膚接觸、眼睛接觸與吸入。直接接觸，會(huì)引起皮膚與眼睛的嚴(yán)重刺激與灼傷。吸入氯氣可能會(huì)對人體呼吸系統(tǒng)以及其他器官產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞作用，氯氣若是與呼吸道粘液發(fā)生反應(yīng)就會(huì)產(chǎn)生鹽酸、新生態(tài)氧等物質(zhì)，鹽酸會(huì)腐蝕粘膜組織，新生態(tài)氧會(huì)毒害細(xì)胞原漿，進(jìn)而導(dǎo)致肺部器官呼吸功能失去，引發(fā)窒息死亡[2]。

不同濃度的氯氣對人體的危害是不同的。即使是高濃度氯氣引起的急性中毒也存在不同程度的區(qū)別：輕度者會(huì)有流淚、咳嗽、胸悶以及氣管與支氣管炎癥等表象；中度中毒者會(huì)出現(xiàn)呼吸困難、肺水腫、紫紺等現(xiàn)象；重者會(huì)發(fā)生嚴(yán)重窒息、昏迷與休克，可出現(xiàn)氣胸、縱膈氣腫等并發(fā)癥。若是吸入的氯氣濃度極高，可引起“電擊樣”死亡現(xiàn)象。長期低濃度接觸氯氣，可引起慢性咽炎、支氣管炎、牙齒酸蝕癥等慢性影響。

同時(shí)，氯氣對環(huán)境也具有極大的危害，會(huì)對大氣與水體造成污染，尤其是對水生生物的毒性非常大。由此可見，氯氣的安全管理工作非常的重要，一旦發(fā)生泄漏現(xiàn)象，危害巨大。因此，必須對氯氣的供應(yīng)與使用做好充分的安全措施。

2 氯氣供應(yīng)系統(tǒng)的安全管控措施

在光電顯示行業(yè)內(nèi)，氯氣主要運(yùn)用于蝕刻制程。在蝕刻制程設(shè)備干蝕刻機(jī)臺內(nèi)部，氯氣會(huì)將鍍膜在玻璃基板上面的鉬、鋁、鈦等金屬膜層蝕刻清理，產(chǎn)生的金屬氯化物，通過密閉的酸堿排氣系統(tǒng)與尾氣凈化系統(tǒng)處理合格后達(dá)標(biāo)排放。

2.1 氯氣供應(yīng)設(shè)備及安全技術(shù)措施

氯氣供應(yīng)系統(tǒng)是將氯氣從液氯鋼瓶供應(yīng)至蝕刻機(jī)臺，并在供應(yīng)的各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)置有壓力監(jiān)控與泄漏檢測傳感器對氯氣供應(yīng)安全實(shí)時(shí)監(jiān)控的輸送系統(tǒng)。主要設(shè)備包括特殊氣體供應(yīng)柜、氣體分配箱、氯氣偵測器。特殊氣體供應(yīng)柜可連接2個(gè)液氯鋼瓶，分為左右兩側(cè)，當(dāng)一側(cè)液氯鋼瓶使用完畢時(shí)，可自動(dòng)切換至另一側(cè)，供應(yīng)柜可將高壓的氯氣調(diào)節(jié)至適當(dāng)壓力輸送至分配箱。氣體分配箱將供應(yīng)柜輸送來的氣體，再次經(jīng)過調(diào)壓至蝕刻設(shè)備所需壓力，分配至不同的蝕刻設(shè)備，從而達(dá)到同一氣源同時(shí)供應(yīng)不同設(shè)備的目的。供應(yīng)柜與分配箱都具有PLC控制系統(tǒng)，可對其運(yùn)行設(shè)置相應(yīng)的安全參數(shù)，當(dāng)運(yùn)行異常時(shí)，可發(fā)出報(bào)警甚至可自動(dòng)關(guān)閉整個(gè)供應(yīng)系統(tǒng)。

為了避免與防止氯氣在供應(yīng)、輸送、使用過程中出現(xiàn)泄漏，氯氣供應(yīng)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)與建造時(shí)，充分考慮了氯氣的危害特性，采用了充分的安全技術(shù)措施。首先，在材質(zhì)選擇上，供應(yīng)系統(tǒng)中凡是接觸到氯氣的管路、閥門、管件等，均選用耐腐蝕的316L EP級不銹鋼。316L EP級不銹鋼為低碳含有金屬鎳的不銹鋼，具有較強(qiáng)的抗腐蝕性；同時(shí)在管路、閥門管件的內(nèi)壁進(jìn)行電解拋光處理，管路閥件內(nèi)壁的粗糙度為Ra<=0.15mm，Rmax<0.5mm，極為光滑，可減少氯氣在微觀環(huán)境下與管件內(nèi)壁的接觸面積從而降低被腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。其次，氯氣的輸送管路采用雙套管路供應(yīng)，內(nèi)管路供應(yīng)氯氣；外管路與內(nèi)管路之間抽成真空負(fù)壓，不管是內(nèi)管路還是外管路發(fā)生泄漏，真空負(fù)壓會(huì)上升，觸發(fā)報(bào)警值而產(chǎn)生報(bào)警，可自動(dòng)聯(lián)動(dòng)供應(yīng)柜以停止氯氣供應(yīng)。再者，氯氣供應(yīng)柜、分配箱采用密封設(shè)置、連續(xù)負(fù)壓排風(fēng)的結(jié)構(gòu)形式，同時(shí)在氯氣供應(yīng)柜與分配箱的排風(fēng)管上，裝置有氯氣偵測器可以實(shí)時(shí)對其進(jìn)行泄漏偵測。一旦發(fā)生泄漏，氯氣偵測器將發(fā)生聲光報(bào)警，并同時(shí)聯(lián)動(dòng)供應(yīng)柜以停止氯氣供應(yīng)。偵測器報(bào)警值的設(shè)置一般以TLV值為基準(zhǔn)，高報(bào)警為1/2的TLV值，高高報(bào)警為TLV。

為了避免氯氣泄漏后逸散而擴(kuò)大氯氣泄漏的危害范圍，氯氣的供應(yīng)房間在設(shè)計(jì)與建造時(shí)，也配備充足的安全技術(shù)措施。首先，氯氣供應(yīng)間設(shè)置有強(qiáng)制排風(fēng)系統(tǒng)，保障房間通風(fēng)，同時(shí)在氯氣出現(xiàn)泄漏時(shí)，偵測器報(bào)警可以進(jìn)一步聯(lián)動(dòng)空間排風(fēng)，提高空間排風(fēng)量，可以將泄漏的氯氣盡快地排放至處理系統(tǒng)中。其次，氯氣供應(yīng)間設(shè)置有雨淋系統(tǒng)，偵測器同樣可以將其聯(lián)動(dòng)，從而可以溶解泄漏逸散出的氯氣，消除氯氣擴(kuò)散，降低其影響范圍。而產(chǎn)生的含氯廢水可通過專屬的地漏系統(tǒng)排至廢水系統(tǒng)處理。再者，供應(yīng)間附近放置有充足的氯氣撲消器與合格適當(dāng)?shù)膫€(gè)人防護(hù)用品，以備應(yīng)急人員著裝撲消氯氣。最后，氯氣作為一種劇毒化學(xué)品，其供應(yīng)間設(shè)置有門禁報(bào)警系統(tǒng)與實(shí)時(shí)視頻攝像監(jiān)控，以確保氯氣的使用安全。

2.2 氯氣供應(yīng)系統(tǒng)作業(yè)及安全管理措施

氯氣供應(yīng)系統(tǒng)是借助液氯鋼瓶的充裝壓力作為動(dòng)力源，將氯氣輸送至蝕刻機(jī)臺。當(dāng)一側(cè)鋼瓶切換至另一側(cè)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，而達(dá)到不間斷供氣的效果。但是在氯氣的供應(yīng)過程中，有兩種情形需要人員手動(dòng)作業(yè)。一是供應(yīng)系統(tǒng)的閥門、調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器等部件異常故障需要更換的情形，即更換維修部件；二是氯氣供應(yīng)柜一側(cè)在線供應(yīng)的液氯鋼瓶重量使用至原重量10%時(shí)，會(huì)自動(dòng)切換至備用側(cè)的滿瓶，而后對“空鋼瓶”更換下線、對新液氯鋼瓶更換上線的操作情形，即更換鋼瓶作業(yè)。

兩種人員手動(dòng)作業(yè)發(fā)生的時(shí)機(jī)是不同的，所采取的安全管理措施也是不一樣的。更換維修部件是偶發(fā)異常處理，針對每次的異常點(diǎn)不同，須依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行作業(yè)安全分析，然后依據(jù)作業(yè)安全分析的結(jié)果，制定專項(xiàng)的工作方案與安全管理方案[3]。更換鋼瓶是日常運(yùn)行工作的一部分，是項(xiàng)例行性的作業(yè)，每次更換的作業(yè)流程與內(nèi)容都是相同，因此依據(jù)作業(yè)流程與內(nèi)容，制定標(biāo)準(zhǔn)的安全檢查表，每次更換鋼瓶，都必須嚴(yán)格按照安全檢查表的內(nèi)容逐一落實(shí)實(shí)施。

兩種更換作業(yè)過程中所可能存在的風(fēng)險(xiǎn)與安全管理措施是基本相同的。更換前，更換部位及其上下游必須將更原有的氯氣置換吹掃干凈，光電行業(yè)一般都是采用99.9999%的氮?dú)膺M(jìn)行置換，置換次數(shù)達(dá)100次以上。更換時(shí)，依據(jù)更換部位的實(shí)際情況，必須對更換部位實(shí)施雙閥隔離操作。同時(shí)作業(yè)人員必須穿戴自助式呼吸器與C級防護(hù)服等適當(dāng)?shù)膫€(gè)人防護(hù)用品，手持便攜式氯氣偵測器。更換操作時(shí)，應(yīng)緩緩打開更換部位的連接口處，同時(shí)使用便攜式氯氣偵測器進(jìn)行偵測，偵測器無讀值報(bào)警時(shí)再全部打開，否則反方向鎖緊連接口，再次進(jìn)行置換吹掃。更換完成后，須對更換部位使用氦檢測的方式檢測氣密性，氣密性達(dá)標(biāo)后，再次使用高純度的氮?dú)鈱芗?nèi)清潔吹掃，吹掃完成后才可恢復(fù)氯氣供應(yīng)。

2.3 氯氣供應(yīng)的應(yīng)急安全管理措施

氯氣供應(yīng)系統(tǒng)及其作業(yè)過程，設(shè)置與制定了充分的安全技術(shù)與管理措施。但在氯氣的運(yùn)行安全管理中，還必須編制氯氣泄漏安全應(yīng)急專案。首先，安全應(yīng)急專案必須經(jīng)過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼撟C，必須對企業(yè)自身的氯氣供應(yīng)系統(tǒng)具有很強(qiáng)的針對性與可實(shí)施性。其次，氯氣供應(yīng)系統(tǒng)的操作及應(yīng)急人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)持證上崗，對氯氣及其供應(yīng)系統(tǒng)熟識，對應(yīng)急專業(yè)經(jīng)過專門培訓(xùn)，并依據(jù)應(yīng)急專案定期演練，提高應(yīng)急人員的熟練度，方能快速響應(yīng)、及時(shí)處置。

3 結(jié)語

氯氣使用單位，必須要保證氯氣供應(yīng)與使用的安全。對其氯氣供應(yīng)系統(tǒng)的安全技術(shù)措施，必須定期檢測其安全技術(shù)設(shè)施的可靠性；對其氯氣供應(yīng)作業(yè)的安全管理措施，必須定期檢查其執(zhí)行的落實(shí)程度；對其氯氣泄漏應(yīng)急措施，必須定期演練以提升應(yīng)急的有效性?？傊?，氯氣的使用單位必須認(rèn)真監(jiān)管、加強(qiáng)管控、及時(shí)改進(jìn)與完善，以保障氯氣供應(yīng)使用的安全。