根本原因分析法在某化工爆炸事故中的應(yīng)用

徐東震 李 偉 張 凱 丁卜席 劉 健

(1.東岳氟硅科技集團(tuán)有限公司，山東 淄博 256401；2.山東華夏神舟新材料有限公司，山東 淄博 256401)

0 前言

化工企業(yè)由于其生產(chǎn)原料、半成品及產(chǎn)品涉及面廣，部分還涉及到易燃易爆危險化學(xué)品，還由于其生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性和多變性，往往會導(dǎo)致一些爆炸事故的發(fā)生。近年來，化工爆炸事故時有發(fā)生，較大的事故如天津港“8.12”特別重大爆炸事故、江蘇響水“3.21”特別重大爆炸事故[1]，還有一系列較小的事故。雖然這些較小的爆炸事故不會造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，但爆炸事故常伴有爆炸波、濃煙及火光等現(xiàn)象，會造成惡劣的社會影響，導(dǎo)致人民群眾“談化色變”。對氟化工行業(yè)來說，由于其使用的原料氟化氫等具有強(qiáng)腐蝕性、反應(yīng)副產(chǎn)物八氟異丁烯等具有劇毒性、合成得到的單體四氟乙烯等容易暴聚，近年來氟化工企業(yè)安全事故屢有發(fā)生[2]。2021年7月，國家應(yīng)急管理部組織開展了107家氟化工企業(yè)專家指導(dǎo)服務(wù)，發(fā)現(xiàn)143項(xiàng)重大安全事故隱患，其中30家企業(yè)被責(zé)令停產(chǎn)整頓[3]。隨著政府監(jiān)管力度的加大，發(fā)生事故后一個企業(yè)有可能將不復(fù)存在，存在重大隱患的企業(yè)也可能被停產(chǎn)整頓，這對企業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展提出了巨大的挑戰(zhàn)。以某化工爆炸事故為例，運(yùn)用根本原因分析方法(RCA)，找到事故發(fā)生的根本原因和改進(jìn)措施，通過系統(tǒng)性的改善提高企業(yè)的安全管理水平。

1 資料與方法

1.1 案例資料

某企業(yè)使用丁二烯與苯乙烯聚合生成丁苯膠乳，膠乳再經(jīng)擴(kuò)徑、接枝、絮凝和干燥生成MBS樹脂。其中聚合工序的主要設(shè)備是種子制備釜(位號：R1001A)，參與聚合的主要原料為丁二烯和苯乙烯，輔料有軟水、乳化劑、交聯(lián)劑和引發(fā)劑等。R1001A的反應(yīng)溫度為60 ℃，反應(yīng)壓力為0.7 MPa，反應(yīng)時間約10 h。按照原設(shè)計流程，反應(yīng)后的膠乳應(yīng)進(jìn)入脫氣釜(位號：R1002A)進(jìn)行脫氣操作。但是，事故發(fā)生時的脫氣操作沒有使用R1002A，而是使用種子制備釜自身的氣液分離器(位號：V1030B)和冷凝器(位號：E1030B)來完成。

氣液分離器種子制備釜R1001A設(shè)計壓力1.1 MPa,設(shè)計溫度150 ℃；氣液分離器V1030B設(shè)計壓力-0.1 MPa，設(shè)計溫度115 ℃。R1001A在進(jìn)行第二批投料、反應(yīng)操作前，R1001A與V1030B之間的氣相手動閥“A閥”沒有關(guān)閉，因此在R1001A反應(yīng)期間，兩臺設(shè)備氣相管線連通，V1030B同樣承受0.7 MPa左右的反應(yīng)壓力。V1030B長時間超壓導(dǎo)致設(shè)備視鏡破裂，大量未反應(yīng)的丁二烯從視鏡破口氣化、漏出。

泄漏出的丁二烯向廠區(qū)北部擴(kuò)散后，生產(chǎn)廠房、廠區(qū)西北角門衛(wèi)室和北圍墻外側(cè)洼地等區(qū)域均存在丁二烯與空氣的爆炸性混合氣體。當(dāng)門衛(wèi)室屋頂東向照明燈按照時控開關(guān)設(shè)定斷電關(guān)閉時，交流接觸器觸點(diǎn)產(chǎn)生的電火花首先引爆了門衛(wèi)室內(nèi)爆炸性混合氣體，繼而引起廠區(qū)各處發(fā)生連續(xù)爆炸[4]。

1.2 方法

根本原因分析方法是一種結(jié)構(gòu)化的問題處理法，用以逐步找出問題的根本原因并加以解決的方法，而不是僅僅關(guān)注問題的直接原因[5]。根本原因分析是一個系統(tǒng)化的問題處理過程，包括確定和分析問題原因，層層挖掘事故發(fā)生的根本原因，找出問題解決辦法，并制定問題預(yù)防措施。在組織管理領(lǐng)域，根本原因分析能夠幫助利益相關(guān)者發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性問題的癥結(jié)，并找出根本性的解決方案。在醫(yī)療質(zhì)量安全管理領(lǐng)域，根本原因分析法有著廣泛的應(yīng)用[6-7]，將該方法引入化工爆炸事故分析中，按照RCA實(shí)施步驟分析上述案例資料，包括：1)組建RCA小組，小組由安全工程師、工藝工程師、設(shè)備工程師、電氣工程師、儀表工程師及經(jīng)驗(yàn)豐富的一線操作工6人組成；2)針對該事件進(jìn)行資料收集與分析；3)利用案例資料，繪制事件流程圖；4)畫出Why-tree，確認(rèn)根本原因；5)準(zhǔn)確描述根本原因與事件發(fā)生因果關(guān)聯(lián)；6)針對根本原因，擬定防范措施。圖1為爆炸事故Why-tree分析圖。

圖1 爆炸事故變更分析圖

2 確定根本原因

利用搜集到的材料進(jìn)行分析，針對最重要的問題進(jìn)行討論，通過頭腦風(fēng)暴、Why-tree等RCA工具。找出根本原因?yàn)椋?)操作規(guī)程不規(guī)范，未將每批操作步驟表述清楚；2)未對操作人員培訓(xùn)操作規(guī)程；3)未執(zhí)行公司工藝變更管理制度，添加氣液分離器時未經(jīng)變更申請審批；4)在進(jìn)行設(shè)備選型時未進(jìn)行風(fēng)險分析，未認(rèn)識到氣液分離器超壓的風(fēng)險；5)未經(jīng)正規(guī)設(shè)計，未按照法律法規(guī)要求，經(jīng)正規(guī)設(shè)計后再進(jìn)行技術(shù)改造。

3 制定改進(jìn)措施

1)制定操作規(guī)程并適時修訂，使操作規(guī)程符合企業(yè)實(shí)際

操作規(guī)程是一線操作工操作的綱領(lǐng)性文件，企業(yè)要重視操作規(guī)程的編制，將操作規(guī)程編制為符合企業(yè)實(shí)際、具有可操作性的指導(dǎo)文件。特別是變更后，應(yīng)及時修訂操作規(guī)程并培訓(xùn)到相應(yīng)職工。本次事故中一個直接的原因即為操作員工不知道投料反應(yīng)前需要將手動閥門A關(guān)閉，這反映了企業(yè)在操作規(guī)程管理上存在漏洞。

2)開展工廠實(shí)際操作培訓(xùn)工作，確保每名員工都明白如何進(jìn)行操作

建立覆蓋全員的培訓(xùn)教育制度，做到從管理人員到一線職工再到后勤輔助人員的教育培訓(xùn)全覆蓋。特別是一線職工作為操作執(zhí)行人，培訓(xùn)效果關(guān)系到工藝操作執(zhí)行結(jié)果。該案例中企業(yè)在工藝變更后，未開展普遍性的操作培訓(xùn)工作，僅對個別班組長進(jìn)行口頭告知，其余員工均不知情，這反映出企業(yè)在教育培訓(xùn)上存在漏洞。

3)建立并遵循變更管理制度

企業(yè)在日常管理過程中為應(yīng)對外部監(jiān)管都會建立各自的工藝變更管理制度，但在實(shí)際運(yùn)行過程中，變更旁路四通八達(dá)，變更管理往往就束之高閣。不僅要關(guān)注工藝變更，設(shè)備與人員變更同樣要涵蓋在變更管理體系下，工藝、設(shè)備及人員變更應(yīng)充分辨識風(fēng)險，制定相應(yīng)的管控措施。在本次事故中該企業(yè)同樣暴露出工藝變更管理問題，未建立并遵循正規(guī)的申請審批制度。

4)提高工藝風(fēng)險分析能力，提前辨識相關(guān)風(fēng)險

由于化工反應(yīng)過程的復(fù)雜性，化工企業(yè)從業(yè)人員需要提高風(fēng)險辨識能力，特別是工藝風(fēng)險分析能力，能夠應(yīng)用HAZOP、LOPA等分析方法，辨識相關(guān)風(fēng)險。企業(yè)如果能夠提前辨識到氣液分離器超壓的風(fēng)險，使用本質(zhì)安全設(shè)計，將氣液分離器抗壓等級提高到1 MPa以上，在分液器上設(shè)置聯(lián)鎖報警、緊急泄放收集裝置等安全保護(hù)措施，那么該事故將不會發(fā)生。

5)遵從法律法規(guī)要求，在變更前開展正規(guī)設(shè)計

法律法規(guī)作為標(biāo)準(zhǔn)底線須強(qiáng)制執(zhí)行，企業(yè)應(yīng)做到“學(xué)法、懂法、用法”。在開展工藝技術(shù)變更時按照法律要求須經(jīng)正規(guī)設(shè)計才能進(jìn)行建設(shè)。

4 結(jié)語

經(jīng)驗(yàn)和研究都表明，人因失誤往往難以避免，97%的事故由人的不安全行為導(dǎo)致。但國內(nèi)傳統(tǒng)的事故分析管理模式常將事故原因直接歸咎于操作人員的個人不安全行為與防范意識不強(qiáng)?；な鹿实陌l(fā)生通常由多種連鎖因素造成，往往暴露出系統(tǒng)、流程或制度等方面的缺陷，而人的不安全行為僅僅是管理缺陷的具體表現(xiàn)形式。

根本原因分析法可以對化工事故形成的多種因素進(jìn)行分析，從而達(dá)到以系統(tǒng)改善為目的，而非將問題歸結(jié)于個人行為，使企業(yè)從業(yè)人員能夠更加深入而且廣泛地了解造成失誤的過程和原因，從而改進(jìn)工作程序以防范和減少失誤的發(fā)生。氟化工行業(yè)由于其高危險性和工藝復(fù)雜性，特別適合引入本方法分析公司發(fā)生的各類微小事故事件，找到事故發(fā)生的根本原因。

在實(shí)施根本原因分析過程中，由多專業(yè)技術(shù)人員構(gòu)成的RCA小組采用Why-tree分析方法是關(guān)鍵步驟，小組成員需對事件發(fā)生過程、既往防御機(jī)制及所確定直接原因不斷進(jìn)行發(fā)問，直到確定根本原因。而只有找出導(dǎo)致事故發(fā)生的根本原因，最終才能找到可行、有效的措施，改善現(xiàn)有系統(tǒng)、流程或工作條件，進(jìn)而減少或避免事故的發(fā)生，構(gòu)建安全的工作環(huán)境，提高企業(yè)的管理水平，真正實(shí)現(xiàn)長治久安。