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美国联合碳化物公司氮气窒息事故原因分析

  1998年3月27日,位于美国路易斯安娜州Hahnvile的联合碳化物公司(Union Carbide Corp)Taft/Star加工厂发生一起氮气窒息事故,导致1名联合碳化物公司工人死亡和1名承包商严重受伤。美国化学品安全与危害调查局(CSB)对这起事故作了详细的调查,报告中讨论了临时性封闭空间和受限制性空间使用氮气的危险性。本刊摘译部分内容,以期引起我国化工企业在临时性封闭空间和受限制性空间环境下使用氮气时重视氮气的危险性。

  一、事故经过

  1998年3月27日,联合碳化物公司Taft/Star加工厂2名工人A和B对一根48英寸管道开口处的两个法兰面采用暗光法检查是否存在油脂并进行清理。他们首先对南端的法兰进行清理。由于中午时太阳太亮,暗光法很难看清有没有油和脂。因此,工人A和B便使用黑色烹膜搭建一个较暗的工作区。由于当天有强风,黑色塑料膜很快包住了法兰。工人A和B手握塑料膜,固定其中一边;另2名等着把供氧混合器移回原位的承包商抓着塑料膜另一端。无意之中,塑料膜和管道对工人A和B形成了临时性封闭空间。

  对南边管子法兰的检查和清理大约在10时45分开始,约11时35分完成。由于氮气没有流过南边管子的开口,因此事故没有发生。南边的管子也与反应器相连,但有一个关闭的阀门截住了管子,防止氮气流入南边的管子。

  然后,工人和承包商用塑料膜对北边管子的法兰进行了同样的处理,工人A和B开始进行检查和清洁。由于这段管子曾用氮气吹扫过,管子中含有较高浓度的氮气,同时氮气继续从北边管子泄出,致使临时形成的封闭空间积聚了高浓度的氮气。虽然工人A前天晚上曾指示给管道系统通入氮气,也许由于氮气的注入处离维修点较远(距事故地点45米,并有几个楼层相隔),他忘记了氮气在管子里,且没有意识到氮气正从管子里泄出。承包商在黑色塑料膜的另一边,据报告说曾与工人A和B谈话,与工人A和B最后一次联络正好发生在午后,12时20分左右,承包商通过塑料膜上的缝隙看到1名工人的手上有血,他立即向监工发出警告,监工开始喊叫塑料膜后的1名工人,但是没有回答。他移开塑料膜,在管子前发现工人B已失去知觉,耷拉着脑袋,躺在开口管子旁。据目击者称,工人B皮肤呈紫色;工人A坐在管子开口处,已经昏迷,向管子边倾斜,且皮肤苍白。工厂紧急救援队立即赶到,把2人移出该装置,并对工人B进行恢复心肺功能急救,然后用救护车将2人送往医院。工人B在到达医院之前死亡;工人A住院,在特护环境下进行输氧治疗,5天后出院。

  二、事故原因及分析

  1.事故背景

  该工厂生产工业化学品,雇员大约1130人。事故发生在工厂Taft氧化装置,该装置主要生产环氧乙烷、乙烯醇和醇酯。该装置以乙烯和甲烷作为原料气生产环氧乙烷,乙烯和甲烷气氧气混合,然后到反应器中与触媒接触。洗涤塔回收产品,同时分离出二氧化碳。事故发生在建筑物的第五层,距地面大约18米。

  该事故发生时,该装置正处于为期6个星期的检修时期。事故中受伤的工人(工人A)是一个独立承包商,检修期间主要负责反应区的白班的运行。他在联合碳化物公司已服务32年,现已退休,退休前最后的岗位在该装置的反应工段。

  在事故中死亡的工人(工人B)是联合碳化物公司的雇员,他在该工厂已经服务23年,他是该装置的检修技术操作技术人员。在这次事故期间,工人B受工人A的指挥。

  2.事故发生前的事件

  在检修期间,该装置按计划维修项目有:用新触媒更换反应器中的旧触媒和清洁供氧混合器。供氧混合器须从管道系统拆下来清洁。拆下供氧混合器,使48英寸管道系统中留下两个与供氧混合器相连的端口,管子的两个端口用透明塑料膜包封,以免被废液污染,直至供氧混合器重新装上。

  供氧混合器上不能粘哺润滑油、油脂或其他有机化学品,工人一般使用含有三氯乙烯的清洁液来清除这些物质,然后用暗光法检查有机化学品残留物,因为在暗光下可以对残留有机化学品看得更清楚,工人用暗光检测的管道部件是两个法兰表面(两个法兰在管道的末端,与供氧混合器相连)。虽然用暗光检查是清洁供氧混合器的典型办法,但用于48英寸的管道法兰表面却没有必要。对于这种法兰,目视检查就足以满足要求。CSB在调查中没有发现任何有关工人A和B为什么决定用暗光法检查管道法兰的解释。

  用于乙烯氧化反应器的触媒对湿度非常敏感,因此,在用新触媒替换旧触媒时,为了使新触媒免于暴露于湿空气中,须在新触媒周围空间注入氮气进行隔绝保护。

  发生事故的前一天晚上,因为触媒已经换好,工人A指示操作技术员把氮气加入到管线中。由于氮气可以延缓与反应器相连的管道中铁锈的形成,因此打开两个阀门以便使氮气流入工艺管线。氮气从北侧的48英寸管道的端口流出,此管道先前与供氧混合器相连。检修当天,没有任何警告标志帖在管道开口处以识别此处是一限制性空间,或者警告此管道包含有潜在危险的氮气。

  3.限制性空间的危险性

  1993年,美国职业安全与健康署(OSHA)制定的已生效的限制性空间作业标准中,定义的限制空间是指一个大得足以进入的空间,但出入口受到限制或约束,且不是为人类持续活动而设计的。该事故所涉及的开口管道应是符合OSHA定义的限制性的空间。但该事故中涉及到临时性封闭空间也许未考虑到出口处受到限制或约束,因此没有作为限制性空间来进行考虑。本次事故中,管道开口处没有挂警示牌以提示工人和承包商此处是一限制性的空间或此管道中残留氮气。即使北边管道开口处没有形成临时性封闭,如果雇员或承包商仅把头短时间伸入到管道中,也会被氮气窒息。由于清洁或检验阀门,工人或承包商必须把头伸进北边的管道开口处。因此,OSHA指出联合碳化物公司违背了标准进行作业。

  4.事故直接原因

  对含氮气的设备形成临时性封闭而形成潜在的危险的控制程序不适当。工厂对使用临时性封闭造成的潜在危险没有适当的规章,在含有害物质的箱体、容器、管道或类似设备搭建临时性封闭空间时,如果这些设备泄漏如氮气类的物质到封闭区,就会形成危险的局部环境。

  氮气和限制性空间危害警告不适当。员工不知道他们工作着的管道有危险的氮气正从管道开口处流出,虽然受害者之一前些时候曾执行氮气吹扫设备但没有警示牌张贴在管道上,以提示有限制性的空间,或警告现场有氮气。

更多资料请点击:职业健康

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