2023年6月，美國化學(xué)品安全與危害調(diào)查委員會(huì)(U.S.ChemicalSafetyandHazardInvestigationBoard，以下簡稱“CSB”)發(fā)布了一起典型的交叉作業(yè)事故調(diào)查報(bào)告。盡管事故死傷人數(shù)較少，但卻對異常工況時(shí)的作業(yè)安全具有典型警示意義。通過梳理本次事故的原因，為我國企業(yè)避免交叉作業(yè)事故提供借鑒。

2020年11月13日，美國Wacker多晶硅工廠在停車檢維修更換“換熱器”期間存在交叉作業(yè)，作業(yè)過程中HCl氣體泄漏，導(dǎo)致1人死亡、3人重傷。

事故直接原因是承包商JakeMarshall作業(yè)人員對位于五樓平臺的換熱器石墨出口管道上的法蘭螺栓施加了過大的扭矩，導(dǎo)致?lián)Q熱器石墨出口破裂，HCl氣體泄漏，該人員重傷。

該五樓平臺只有一個(gè)樓梯供人員出入，事故發(fā)生時(shí)，平臺上JakeMarshall和PenGulf等7名人員同時(shí)分別開展扭矩檢查作業(yè)和保溫作業(yè)(如圖1)。

圖1 PenGulf和JakeMarshall的作業(yè)地點(diǎn)（圖片來源：CSB調(diào)查報(bào)告）

由于HCl氣體泄漏的位置離唯一的樓梯口較近，為逃生，3名PenGulf人員從距離地面約70ft(約21m)高的管道爬下，結(jié)果全部墜落，其中1人身亡，2人重傷。除人員傷亡外，Wacker的財(cái)產(chǎn)損失達(dá)21.4萬美元。

事故發(fā)生的前前后后

01

事故換熱器簡介

事故換熱器位于距離地面約70ft(約21m)的5樓平臺，該平臺僅有一人出入樓梯。事故換熱器由碳鋼殼體(介質(zhì)為冷卻水)和石墨管束(介質(zhì)為HCl)組成。換熱器HCl氣體出口(即為事故發(fā)生部位)為石墨材質(zhì)，連接該石墨出口的管道材料為聚四氟乙烯(以下簡稱“PTFE”)和內(nèi)襯PTFE的碳鋼。其中，將設(shè)備連接到換熱器石墨出口的螺栓的扭矩值建議為15ft-lbs，連接內(nèi)襯PTFE的碳鋼管道的組件所需扭矩值為40ft-lbs～67ft-lbs(如圖2)。

圖2 HCl氣體泄漏處（圖片來源：CSB調(diào)查報(bào)告）

02

事故發(fā)生前

2020年11月2日，HCl再生單元計(jì)劃開展為期兩周的停車檢維修，并更換了換熱器。11月12日晚，HCl再生單元重啟，于次日上午7時(shí)達(dá)到正常運(yùn)行狀態(tài)。

2020年11月13日上午8時(shí)，Wacker指示承包商JakeMarshall人員檢查位于5層的換熱器HCl氣體出口管道上所有螺栓的扭矩。Wacker提供了管道安裝手冊，但僅有PTFE-PTFE管道連接的扭矩值，并未提及連接到換熱器石墨出口的螺栓的扭矩值。

事故發(fā)生前，Wacker曾提供過換熱器的設(shè)計(jì)圖紙，其中規(guī)定了連接到換熱器石墨出口的螺栓的扭矩值為15ft-lbs。然而該圖紙?jiān)谑鹿十?dāng)日并未帶至現(xiàn)場。

03

事故發(fā)生

2020年11月13日上午9點(diǎn)15分，4名PenGulf人員為位于5層的管道開展保溫作業(yè)。由于并未被提前告知同日同一層有扭矩檢查作業(yè)，因此4人僅身著最低要求的個(gè)體防護(hù)裝備。上午10點(diǎn)，3名JakeMarshall人員身穿全身防化服、橡膠靴、橡膠手套，佩戴帶有酸性氣體濾芯的全面罩呼吸器，來到5層進(jìn)行扭矩檢查。

在開始檢查扭矩前，JakeMarshall熟練工指導(dǎo)學(xué)徒工如何擰緊螺栓，并提供了一把扭矩設(shè)置為40ft-lbs的扳手后走到另一邊匯報(bào)工作。隨后，學(xué)徒工使用該扳手檢查藍(lán)色螺栓的扭矩(該螺栓的建議扭矩值為15ft-lbs)(如圖2)。

上午10點(diǎn)04分，換熱器石墨出口破裂，HCl氣體泄漏。學(xué)徒工試圖逃離時(shí)防化服被卡住撕裂，導(dǎo)致其皮膚被灼傷。迅速擴(kuò)散的白色煙霧在約15s充滿該區(qū)域，人員無法看清周圍環(huán)境。由于必須穿過HCl氣體泄漏區(qū)域才能從唯一的樓梯逃生，為躲避煙氣，3名PenGulf員工選擇從建筑一側(cè)的管道爬下，均墜落在地，其中1人死亡，2人重傷，氣體泄漏持續(xù)大約3min。

事故緣何發(fā)生

CSB認(rèn)為，事故原因是換熱器出口管道法蘭螺栓被施加過大的扭矩，導(dǎo)致?lián)Q熱器出口破裂，HCl氣體泄漏。其中，缺乏書面規(guī)程及危險(xiǎn)能量控制不足導(dǎo)致事故發(fā)生，交叉作業(yè)管理不善及有限的逃生通道造成事故擴(kuò)大化。

01

事故起源

(1)泄漏根源

CSB調(diào)查發(fā)現(xiàn)，泄漏位置在換熱器石墨出口的碳鋼環(huán)下，該環(huán)與進(jìn)行扭矩檢查的藍(lán)色螺栓相連。分析測試結(jié)果表明，換熱器石墨出口的破裂是由于頂部法蘭完全周向斷裂導(dǎo)致。

經(jīng)查，換熱器石墨出口和HCl氣體管道之間存在徑向錯(cuò)位(如圖2)，這種錯(cuò)位可能會(huì)施加外部載荷，從而導(dǎo)致出口處產(chǎn)生應(yīng)力。通?？赏ㄟ^膨脹節(jié)減少該應(yīng)力，但是如果在法蘭連接處施加足夠的扭矩，錯(cuò)位的應(yīng)力有可能會(huì)成為導(dǎo)致?lián)Q熱器石墨出口破裂的驅(qū)動(dòng)力。

因此，CSB認(rèn)為，換熱器石墨出口破裂是由于連接石墨出口與PTFE內(nèi)襯管道的螺栓扭矩過大造成的。

(2)書面規(guī)程

CSB調(diào)查發(fā)現(xiàn)，Wacker依賴口頭傳達(dá)指令，缺乏書面規(guī)程。本次事故中，換熱器扭矩檢查作業(yè)就是通過口頭指令層層傳達(dá)，導(dǎo)致相關(guān)人員對作業(yè)步驟和安全措施產(chǎn)生誤解。例如，作業(yè)人員對“熱扭矩”的理解不一致：部分認(rèn)為是指熱循環(huán)后冷卻條件下的再扭矩;部分則認(rèn)為是指在現(xiàn)場實(shí)時(shí)操作條件下的扭矩。

此外，Wacker缺乏專門的換熱器檢維修規(guī)程，其提供給承包商的手冊僅為安裝使用手冊，并非檢維修手冊，且其中缺乏對PTFE-石墨連接的要求。

因此，CSB建議，Wacker針對扭矩檢查制定詳細(xì)規(guī)程，一方面通過書面形式明確表述不同的扭矩規(guī)格，另一方面在規(guī)程中明確定義相關(guān)術(shù)語，消除對“熱扭矩”等術(shù)語的誤解，并及時(shí)開展相關(guān)培訓(xùn)。

(3)能量控制

Wacker認(rèn)為，管線打開作業(yè)是為設(shè)備檢維修做準(zhǔn)備的作業(yè)。因扭矩檢查作業(yè)并不涉及主動(dòng)打開管線，因此盡管該作業(yè)涉及含有危險(xiǎn)化學(xué)品的設(shè)備，但Wacker并未將其定義為管線打開作業(yè)，故而安全作業(yè)票中沒有考慮能量控制措施。

CSB認(rèn)為，Wacker在發(fā)放安全作業(yè)票之前，未開展風(fēng)險(xiǎn)分析以確定是否可以在運(yùn)行設(shè)備上安全進(jìn)行扭矩檢查作業(yè)，也未采取安全措施以降低相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。

02

事故擴(kuò)大

(1)交叉作業(yè)

根據(jù)Wacker安全作業(yè)票標(biāo)準(zhǔn)化操作流程(StandardOperatingProcedure，以下簡稱“SOP”)，識別交叉作業(yè)的最佳時(shí)機(jī)是在作業(yè)票審批人的作業(yè)現(xiàn)場檢查期間。

然而，當(dāng)扭矩檢查作業(yè)票審批人確認(rèn)現(xiàn)場作業(yè)條件時(shí)，PenGulf人員未在5樓。且保溫作業(yè)票審批人僅審查了PenGulf的保溫作業(yè)區(qū)域。因此，兩名作業(yè)票審批人均未識別到交叉作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。

SOP要求作業(yè)票審批人在控制中心張貼相關(guān)作業(yè)票。然而Wacker作業(yè)票張貼混亂，部分在控制室的展示板上，部分在區(qū)域經(jīng)理辦公桌上，導(dǎo)致審批人員無法及時(shí)獲取是否存在交叉作業(yè)的信息。

因此，CSB建議Wacker制定并實(shí)施交叉作業(yè)規(guī)程，該規(guī)程要能夠識別可能存在的交叉作業(yè);識別作業(yè)間相互作用的潛在危險(xiǎn);制定并實(shí)施安全措施，確保交叉作業(yè)安全;協(xié)調(diào)溝通交叉作業(yè)人員，如信息共享等;將應(yīng)急響應(yīng)納入交叉作業(yè)的規(guī)劃和協(xié)調(diào)。

(2)安全出口

事故前3個(gè)月，Wacker曾開展過程危害分析(ProcessHazardAnalysis，以下簡稱“PHA”)，在該分析中提到了4樓和5樓平臺僅設(shè)置一個(gè)出口的風(fēng)險(xiǎn)，建議在平臺另一端安裝第二出口。然而，管理層認(rèn)為該建筑符合現(xiàn)有建筑標(biāo)準(zhǔn)，并未采納前述建議。

國內(nèi)外交叉作業(yè)的典型事故

CSB指出，當(dāng)同一時(shí)間和區(qū)域同時(shí)開展兩個(gè)及以上作業(yè)時(shí)，作業(yè)間可能相互干擾，增加風(fēng)險(xiǎn)或引入新的風(fēng)險(xiǎn)。歷史上曾發(fā)生多起涉及交叉作業(yè)的事故，導(dǎo)致無謂的人員傷亡。

01

美國事故

2020年9月21日，美國某工廠在動(dòng)火作業(yè)時(shí)發(fā)生火災(zāi)事故，造成2人死亡。事故原因是兩家承包商在紙漿漂白裝置的兩個(gè)相連設(shè)備內(nèi)同時(shí)開展檢維修作業(yè)，一方動(dòng)火作業(yè)時(shí)引燃樹脂造成火災(zāi)，且動(dòng)火作業(yè)方并未將相關(guān)情況告知其他工作人員。

2008年11月11日，美國某公司發(fā)生液體肥料儲(chǔ)罐破裂事故，造成2人受傷，20萬gal肥料泄漏。事故原因是儲(chǔ)罐液體肥料充裝作業(yè)的同時(shí)，開展儲(chǔ)罐漏點(diǎn)密封處理作業(yè)。充裝肥料形成的高壓導(dǎo)致儲(chǔ)罐分裂倒塌，致使密封處理作業(yè)人員重傷。

02

國內(nèi)事故

2022年3月14日，某公司發(fā)生一起火災(zāi)事故，造成7人死亡。事故原因是在煙道垂直段內(nèi)部開展的動(dòng)火作業(yè)引發(fā)火災(zāi)，火災(zāi)煙氣竄入脫硫塔，造成在噴淋層作業(yè)的7人中毒窒息死亡。

2020年4月30日，某公司電捕焦油器發(fā)生燃爆事故，造成4人死亡。事故原因是2人在電捕焦油器頂部進(jìn)行變壓器接線作業(yè)，同時(shí)，另2人開展防腐堵漏作業(yè)。由于未有效切斷煤氣來源，煤氣漏入電捕焦油器內(nèi)部，與空氣形成爆炸性混合氣體，遇明火發(fā)生燃爆，造成4人死亡。

事故告訴我們什么

01

重視交叉作業(yè)的影響

作業(yè)前開展風(fēng)險(xiǎn)評估。在任何作業(yè)活動(dòng)前，均應(yīng)通過風(fēng)險(xiǎn)評估來識別和控制交叉作業(yè)，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果制定相應(yīng)的安全措施和應(yīng)急預(yù)案。

建立有效溝通和協(xié)調(diào)機(jī)制。確需開展交叉作業(yè)時(shí)，應(yīng)召開啟動(dòng)會(huì)，以便作業(yè)相關(guān)方討論各項(xiàng)作業(yè)活動(dòng)，了解相互之間可能造成的影響，并指定專職人員進(jìn)行安全檢查與協(xié)調(diào)。

現(xiàn)場人員最少化。出現(xiàn)異常工況時(shí)，進(jìn)行現(xiàn)場處置的同一部位原則上不要開展交叉作業(yè)。

02

嚴(yán)格按照書面規(guī)程操作 避免口頭傳達(dá)錯(cuò)誤

書面規(guī)程應(yīng)明確人員在作業(yè)過程中需要采取的步驟和方法，確保作業(yè)的一致性和準(zhǔn)確性。禁止僅口頭傳達(dá)指令，因?yàn)槿菀装l(fā)生歧義或不理解的情況。

03

確保每個(gè)術(shù)語都有明確的定義和統(tǒng)一的理解

在制度或規(guī)程中，應(yīng)明確定義涉及過程裝置的任何作業(yè)術(shù)語，避免對同一術(shù)語的不同理解或解釋，以提高工作效率并促進(jìn)團(tuán)隊(duì)之間的良好溝通。

04

加強(qiáng)危險(xiǎn)能量控制

在對含有危險(xiǎn)能量的設(shè)備或管線開展作業(yè)活動(dòng)時(shí)，無論是否主動(dòng)打開設(shè)備或管線，均應(yīng)考慮對危險(xiǎn)能量的控制，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，以確定是否需要采取相關(guān)安全措施。

05

嚴(yán)格落實(shí)風(fēng)險(xiǎn)評估方法的建議措施

PHA是識別、評估和控制過程危害的重要工具。盡管建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是設(shè)備設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)，但該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范并不一定會(huì)考慮過程帶來的危害，因此企業(yè)應(yīng)重視并執(zhí)行PHA給出的建議。