大型?；菲髽I(yè)事故致因研究

高 明

(中海石油化學股份有限公司,海南東方 572600)

0 前言

危化品企業(yè)事故除了具有一般化工事故的社會影響大、現(xiàn)場情況復雜的特點外,還具有社會恐慌與排斥等非理性的特性。因此,進行危化品企業(yè)事故致因的研究具有現(xiàn)實意義。近年來,許多學者對?；肥鹿手乱蜻M行了研究。其中,據(jù)2006—2010年我國危化品事故統(tǒng)計分析[1]顯示,人因可靠性占比35%;2011—2015年分析[2]顯示,違反操作規(guī)程占總事故起數(shù)的 43.7%;2016—2020年分析[3]顯示,人的不安全行為占比50%以上,設(shè)計缺陷占比30%,督查檢查占比14%,培訓占比4%。盡管上述研究揭示了危化品行業(yè)在宏觀空間和時間上事故發(fā)生的規(guī)律性,但對流程長和連續(xù)性生產(chǎn)的大型?；菲髽I(yè),一些重大事故仍然防不住[4]。另外,事故致因模型是事故預防與控制的理論依據(jù),也是事故調(diào)查與分析工具[5],且已形成較多的事故致因理論[6]。從文獻中看出,目前開展事故致因的相關(guān)研究多是從?；氛麄€行業(yè)角度出發(fā),而針對大型危化品企業(yè)的事故致因研究還很少。因此,本文基于大型?；窐颖酒髽I(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù),提出構(gòu)建更適用于大型?；菲髽I(yè)自身風險特征的事故致因模型,為大型?；菲髽I(yè)的事故預防與控制提供參考。

1 事故致因理論

事故致因理論是一定生產(chǎn)力發(fā)展水平的產(chǎn)物[7]。在生產(chǎn)力發(fā)展的不同階段,生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的安全問題不同,特別是隨著生產(chǎn)方式和組織方式的變化,人們安全理念也隨之變化,由此產(chǎn)生了反映安全理念的不同事故致因理論,如圖1所示。當前多種事故致因理論,在分析事故致因方面都存在一定的局限性[8]。其中系統(tǒng)安全理論用概率來衡量危險源可能造成的傷害和損失機會,在事故歸因方面引入系統(tǒng)論,要素包含人因、物因、組織因素等。本文用該理論構(gòu)建?；菲髽I(yè)事故致因模型,認為有必要把物因進一步細分為設(shè)備和工藝物料,因為企業(yè)組織架構(gòu)中,通常也把設(shè)備管理部和工藝生產(chǎn)部分設(shè)。上述理論與企業(yè)管理實踐的結(jié)合,是構(gòu)建模型的基礎(chǔ)。

2 事故致因模型構(gòu)建

2.1 選取樣本

本文所選取的研究樣本為某央企的4套大型化工裝置,分別是:①1996年投產(chǎn)的ICI1000MTPD合成氨配套52 kt/a尿素裝置;②2002年投產(chǎn)的KBR1500MTPD合成氨配套80 kt/a尿素裝置;③2006年投產(chǎn)的LRUGI2000MTPD甲醇裝置;④2010年投產(chǎn)的DAVY2700MTPD甲醇裝置。代表其安全績效的指標OHSA統(tǒng)計的平均可記錄事件率為0.068,見圖2。

圖2 某央企的4套大型化工裝置歷年可記錄事件率

2.2 確定事故致因

事故[9]是一個人、機、管理、環(huán)境等多元因素相互作用的結(jié)果。為了更加貼近企業(yè)安全管理現(xiàn)狀,在借鑒既有模型基礎(chǔ)上,結(jié)合上述樣本中的歷年事故數(shù)據(jù),利用問卷法獲取各評估指標的隸屬度,再采用模糊綜合評價法計算出十余年現(xiàn)場安全的評價結(jié)果,如圖3所示。其中人因可靠性、設(shè)備完整性、工藝物料、管理程序共4項事故致因占比合計為97.98%。

圖3 某央企4套大型化工裝置現(xiàn)場安全

根據(jù)圖3結(jié)果,對某央企的4套大型化工裝置事故致因的二級因素進一步篩選,將每個事故致因的①事件頻率、②風險值、③措施項三者數(shù)值做無量綱化處理和匯總,其中有24項因素的事件頻率、風險值、措施項分類占比均大于2%,合計占比分別為99.11%、98.55%、98.30%。利用立體分析法展現(xiàn)不同維度的數(shù)據(jù)關(guān)系(圖4)。

圖4 某央企4套大型化工裝置24個事故致因

2.2.1 人因可靠性

人因可靠性是在規(guī)定的最小時間限度內(nèi),在系統(tǒng)運行中的任一階段,人員成功完成任務的概率。海因里希提出人的不安全行為是大多數(shù)工業(yè)事故的原因。人因可靠性研究雖已覆蓋?；奉I(lǐng)域,但人因可靠性定量分析還具有很大的難度,相對滯后于設(shè)備及工程的可靠性研究。

統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),在各行業(yè)發(fā)生的重大事故中, 約有70%～80%[10]為人失誤直接或間接造成的,人失誤構(gòu)成了所有類型傷亡事故的基礎(chǔ),其中民用航空器事故中70%以上是由人為因素造成的[11];煤礦業(yè)30年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),由于人的不安全行為導致的事故占95%以上[12]?？傮w看,人的不安全行為造成的事故占70%～90%,越是勞動密集性場所,這個占比就越高。越是自動化程度高場所,這一占比就越低。研究[13]提出,人誤是結(jié)果,不是原因,人誤的產(chǎn)生是由其上游的因素,即工作環(huán)境和組織因素引起的。應該通過改進工藝、設(shè)備和組織管理程序,以及通過加強技能培訓等措施來預防失誤的發(fā)生[14]。

根據(jù)圖4結(jié)果,利用分組分析法,對人因可靠性統(tǒng)計歸類,得出事故致因二級要素包括:閥門切斷,泄壓或排液,氮氣置換,絕對隔離,開人孔或封頭,自然通風,進入受限空間等。

2.2.2 設(shè)備完整性

企業(yè)經(jīng)驗是,即使有設(shè)備管理系統(tǒng),設(shè)備風險的控制仍然是一個難題。根據(jù)單臺設(shè)備的運行初期、中期、末期、危險期的規(guī)律,動態(tài)評估檢修周期及方法[15],對改進設(shè)備風險管理有現(xiàn)實意義。

建立設(shè)備系統(tǒng)化管理平臺并不是最難的,真正的挑戰(zhàn)是系統(tǒng)化管理的路徑,也就是專業(yè)化管理。以設(shè)備大修安全管理為例,并不是單個系統(tǒng)有多復雜,而是系統(tǒng)包含了幾乎所以的高風險作業(yè),每一種風險作業(yè)都需要近乎嚴苛的措施,每一個失效的措施都可能帶來難以預料后果。另一方面,復雜系統(tǒng)發(fā)生風險外溢的方式,反而是異常簡單的?；ぴO(shè)備大修安全管理的要義,是分析每一種風險及其后果,最終形成冗余的有反饋的保護層。

根據(jù)圖4結(jié)果,利用分組分析法,對設(shè)備完整性統(tǒng)計歸類,得出事故致因二級要素包括:預防性維修,檢驗試驗,缺陷監(jiān)測,報廢拆除,設(shè)計偏差等。

2.2.3 工藝物料

化工運行裝置危險與可操作性(HAZOP)的過程偏差聯(lián)合分析法[16]提出,對工藝物料的風險控制,應根據(jù)工藝管理邊際效應遞減現(xiàn)象,對生產(chǎn)運行裝置的工藝物料偏差提出了聯(lián)合分析范式,并在過程風險關(guān)注度模型基礎(chǔ)上,利用偏差漏斗準確篩選偏差范圍,對特定偏差及其趨勢作HAZOP分析,進而有效控制偏差風險,提升了企業(yè)的安全績效。在控制工藝物料風險方面,美國的經(jīng)驗[17]是大力推行過程安全管理(PSM)。韓國在推行PSM體系時進行了分級改進[18],對于類似危化品裝置,必須向國家安全與健康管理局(KOSHA)提交工藝安全報告,通過法定程序化解工藝物料風險。中國AQ/T 3034—2022《化工過程安全管理導則》的20項管理要素中,也多次涉及工藝物料的內(nèi)容。

根據(jù)圖4結(jié)果,利用分組分析法,對工藝物料統(tǒng)計歸類,得出事故致因二級要素包括:泄漏、著火、中毒、爆炸、爆燃、超流速等。

2.2.4 管理程序

安全管理組織機構(gòu)應該服從生產(chǎn)力定律,即應符合企業(yè)風險特征和實際條件。安全管理程序設(shè)計應該考慮保護層冗余和事件隨機性。不應過多追求表面的秩序,應面對隨機性,才有可能把握秩序和掌控局面,這是因為安全風險永遠領(lǐng)先于人們的認知[19]。管理程序應堅持“預警”、“警告”和“熔斷”。即當安全管理資源攤薄時發(fā)出警告;當任一風險到達最后一道防線,梯級防護效果弱化時發(fā)出預警;當風險暴露時,應觸發(fā)熔斷。以風險作業(yè)為例,出現(xiàn)以下事故征兆時,應無條件熔斷程序:①作業(yè)許可條件改變,沒有按照程序進行許可便啟動了作業(yè);②作業(yè)檢查中發(fā)現(xiàn)文本條件與現(xiàn)場條件不符;③風險評估結(jié)論臨時降級。

從管理學的角度看,一件隨機的例外事件正好可驗證安全管理程序的科學性。類似的壓力測試,也可不斷刺激管理環(huán)節(jié),讓信息打通遲滯,補強短板,讓安全保護層更加可靠,讓體系的“反脆弱能力”得到提升。實踐證明,風險可控的小事故和可記錄事件會讓安全管理程序更有生命力,并保持必要穿透性。堅持用系統(tǒng)性的方法對等過程安全中的風險因子和隨機性。一個系統(tǒng)內(nèi)部的某些部分可能必須是脆弱的,這樣才能使整個系統(tǒng)具有反脆弱性[20]。

根據(jù)圖4結(jié)果,利用分組分析法,對管理程序統(tǒng)計歸類,得出事故致因二級要素包括:體系有效性、機構(gòu)設(shè)置、培訓、應急、變更、督查改進等。

2.3 確定模型

首先,根據(jù)圖4中數(shù)據(jù),把事件頻率、風險值、措施項因素分類占比小于2%、合計占比小于2(分別為0.89%、1.45%、1.70%)的數(shù)據(jù)剔除,其次,參照PSM一級和二級要素分類法,結(jié)合樣本企業(yè)部門職責,將24個二級要素歸類到4個一級要素中,形成基于樣本企業(yè)風險特征的“4-24”事故致因模型,即包括4個一級要素(人因可靠性、設(shè)備完整性、工藝物料、管理程序),以及24個二級要素,如圖5所示。

圖5 某央企4套大型化工裝置“4-24”事故致因模型

2.4 實例驗證

根據(jù)國內(nèi)近年公開的事故報告,統(tǒng)計致因頻次和死亡人數(shù)、結(jié)合文獻調(diào)查[21]和歸因分析,選取事故致因頻次最高的前4個因素,輸出結(jié)果如圖6所示,可見前4個因素同樣分別為人因可靠性、設(shè)備完整性、工藝物料和管理程序。圖6中,在近100起事故案例中,按人因可靠性、設(shè)備完整性、工藝物料、管理程序,對應死亡人數(shù)分別為186,114,105,95人,依次遞減;對應事故致因頻次,分別為16,5,8,5次,管理程序緊隨人因可靠性之后排第2位,主要原因是管理程序中的變更致因影響較大。

圖6 國內(nèi)典型事故致因統(tǒng)計

以上2組數(shù)據(jù),驗證了“4-24”事故致因模型在典型事故案例中具有一定符合性。

3 結(jié)論

對大型危化品事故中做深層次的價值挖掘,研究新的事故致因模型,提高對事故的普遍性和偶然性的認識,從企業(yè)的風險特點做系統(tǒng)歸因分析,為企業(yè)提高安全績效提供必要的理論和實踐支持。

a) 提出“人因可靠性-設(shè)備完整性-工藝物料-管理程序”的“4-24”事故致因模型,適用于大型?；菲髽I(yè)的事故分析,有利于對前置因素快速歸因,并得出防范措施的依據(jù)。

b) 人因可靠性雖然會隨著企業(yè)的管理改進而提升,但在所有事故歸因中,它仍然是事故首位因素;設(shè)備完整性是企業(yè)風險管理的基礎(chǔ),這與它全生命周期的管理要素密切相關(guān);工藝物料可能不是事故的前置原因,但往往是事故的直接原因,這對構(gòu)建工藝保護層提出較高要求。

c) “4-24”事故致因模型具有一定的動態(tài)性,它能結(jié)合企業(yè)具體風險活動進行事故致因分析,并針對風險典型性,將風險活動與專家知識結(jié)合。

d) 本文研究所選樣本為相對成熟和管理完善的企業(yè),小型或基礎(chǔ)偏弱的危化品企業(yè)利用“4-24”事故致因模型時,可能出現(xiàn)偏差。其原因是,樣本企業(yè)是一級標準化達標企業(yè),與其它企業(yè)在軟硬件上有一定差異。