گزارش آتش سوزی در واحد pp شرکت AVISUN
گزارش آتش سوزي واحد PP شركت AVISUN
گروه AVISUN زير مجموعه كمپاني SUNOIL در سال 1959 تاسيس شده است . اين شركت توليد كننده پلي پروپيلن و فيلم هاي پليمري مي باشد . اين مجموعه در 21 سپتامبر 1951 در NEW CASTEL DELAWRE افتتاح شده و به ساير واحد هايي كه از پروپيلن بعنوان خوراك استفاده گرديد .
در 8 نوامبر 1964 قسمت پليمريزاسيون يا راكتور اين واحد در اثر آتش سوزي آسيب مي بيند . در اين گزارش ، حادثه بطور كامل مورد بررسي قرار گرفته و براي جلوگيري از تكرار حالتهاي مشابه در آينده و همچنين تقويت روش حالتهاي اضطراري پيشنهادهاي ممكن ارائه مي گردد .
شرح پروسس :
در اين واحد پنج قسمت عمده پروسسي پروپيلن وجود دارد :
1) ناحيه تهيه كاتاليزور
2) ناحيه پليمريزاسيون
3) ناحيه خالص سازي
4) ناحيه تركيب كننده
5) ناحيه بسته بندي
روابط مابين اين پنج قسمت در شكل ذيل نشان داده شده است . همچنين قسمت هاي آب ، برق ، بخار ، كنترل كيفيت ، تعميرات نيز در اين مجموعه وجود دارد
شرح راكتور :
واحد در سه خط A , B ,C طراحي شده است كه هر خط ، شامل بخش پليمري و خالص سازي است . بخش پليمري شامل دو راكتور است كه مي تواند بصورت مستقل ، سري يا موازي كار كنند . تمام راكتورها در طراحي مشابه هم هستند فقط طراحي نازل آنها براي اتصال به ساير وسايل به دو صورت متفاوت مي باشد . حجم هر راكتور 10000 gal ، قطر 11 فوت ، ارتفاع 19 فوت ،لايه داخلي آنها از جنس شيشه بوده كه در سال 1960 ساخته شده اند .
حادثه قبلي نقص gasket
پروانه همزن راكتور لين B بعلت انباشته شدن پليمر بروي آن آسيب مي بيند و در روز شنبه 7 نوامبر تعمير آن انجام شد . بعد از انجام تعميرات راكتور آماده بازرسي و شروع بكار شد .
محل اتصال نازل در پايين راكتور براي تخليه وتعمير باز شده و براي بستن آن از يك نوع gasket جديد استفاده مي شود . در قسمت سطح روزنه نازل ، كه داراي اختلاف فشار بالايست از gasket تفلوني همراه با filler آزبست پرسي در ميان آزبست بافته شده استفاده مي شد اگرچه نمونه اصلي بوده ولي بعلت امكان كج شدن و اجازه نشتي در محل اتصال لوله به راكتور ، سازمان در فكر محدود كردن استفاده از اين نمونه و جايگزيني آن بود . براي رفع اين مشكل filler هاي گوناگون آزمايش شدند . filler فولاد موجدار در ميان آزبست نرم باعث خشك شدن gasket شده و بعلت نرمي آزبست ، بريدگي مغز gasket توسط فولاد موجدار را موجب گرديد و باعث نشتي از اتصال مربوطه مي شد ولي filler فولاد موجدار در بين آزبست بافته شده در اين مورد موفق بود. دستورات استفاده از gasket هاي اصلاح شده براي قسمت هاي بالايي و فضاي بخار بالاي راكتور بصورت شفاهي صادر گرديد ولي ازآنجاكه با مشكل نشتي در قسمت نازل زير سطح مايع و قسمت پايين راكتور مواجه نشده بودند براي استفاده از gasket هاي اصلاح شده در اين قسمت تاكيدي نشده بود . با توجه باين حادثه برنامه اي براي بازديد تمامي gasket هاي كارخانه تدوين و قبل از انجام اين برنامه ، دستور شفاهي براي استاندارد كردن تمامي gasket هاي راكتور در قسمت dip tube صادر شد .
در ليست مربوط به تعمير راكتور مشخص شده كه مكانيك ها gasket را بدون تجديد نظر در نوع آن تعويض كرده بودند ، زيرا اين مورد ثبت شده است كه "gasket مغز فولادي در سايز لازم در انبار يافت نشد" . اگر برگشت آن مكتوب صادر مي شد ،نوع درست و مناسب موجود در انبار پيدا و نصب مي شد.
قبل از راه اندازي تست فشار راكتور در ساعت ( 6 pm ) بعداز ظهر7 نوامبر صورت پذيرفت . در شروع تست ، حلال از قسمت mechanical seal همزن بدليل عدم جايگيري صحيح در محل خود ، از داخل vessel به بيرون نشت مي كند . در ساعت (12:50am) صبح 8 نوامبر تست فشار كامل شد و شروع به كار راكتور آغاز گرديد. در سراسر اين مدت راكتور دوم لين ذ كامل در سرويس بود . در ساعت (4:30pm) بعد از ظهر راكتور از فشار و دماي عملياتي خارج شد .
حوادث از زمان نقص gasket تا شروع حريق
در ساعت (4:30pm) بعد از ظهر بدون هر گونه نشانه يا اخطاري gasket تركيد و دچارگسستگي شد در اين هنگام علاوه بر سوپروايزر ها 27 نفر در واحد حضور داشتند . يك اپراتور تقريبا در فاصله 20 فوتي از راكتور قرار داشت .او اظهار نمود صدايي مانند شليك و انفجار لاستيك و در ادامه غرش رها شدن گاز و ايجاد ابري از بخارات هيدروكربن در آن ناحيه احساس كرده است . اين موضوع دور از انتظار نبود و در آخرين بازرسي از قسمت نازل 2.5 اينچي مشخص شده بود كه
Gasket از محل خود گسسته شده است .
اپراتور براي ارائه گزارش حادثه سريعا به اتاق كنترل برگشت ، اگرچه صداي انفجار افراد شيفت را زودتر متوجه و وارد عمل كرده بود . بعد از صدور دستور shout down سوپروايزر شيفت براي بازديد وضعيت ، اتاق كنترل را ترك كرد . حدودا 2 دقيقه بعد از گسستگي gasket عمليات ذيل انجام پذيرفت .
1 ) system deluge در لين B فعال و فاير آلارم بصدا در آمد . هدف از اين كار ، پوشش منطقه با اسپري آب و كاهش احتمال احتراق هيدروكربنهاي ساكن بود .
2 ) تمام مسير هاي منتهي به راكتور بسته شد .
3 ) effelvent valve بطور كامل باز شد .
4 ) vent كاملا باز شد .
5 ) بيشترين مقدار آب خنك كننده به jacket راكتور تزريق شد .
هدف از انجام اعمال شماره 2 الي 4 كاهش سريع مواد درون راكتور و افت فشار آن بوده است كه باعث محدود شدن ميزان نشتي شود همچنين هدف از انجام مورد شماره 5 كاهش دما و فشار راكتور بوده است .
6 ) shut down ديگر وسايل پروسس در ناحيه نشت آغاز گرديد .
7 ) تيم اطفا حريق وارد عمل شد و براي كمك به ناپديد كردن ابر بخارات هيدروكربن اقدام به هوز كشي و نصب مانيتور نمودند .
8 ) دستور العمل حالت اضطراري در كارخانه به اجرا در آمد .
سوپروايزر شيفت پس از بازديد از محل پي برد كه با بستن ولوهاي ذكر شده وباز نمودن مسيرهاي vent جريان نشت از راكتور متوقف نشده است . بنابراين دستور shut down كامل پروسس آن ناحيه را كه شامل قسمتهاي بازيافت حلال ، تهيه كاتاليست ،پليمريزاسيون و خالص سازي را صادر كرد . همچنين سوپروايزر ارشد واحد ( بالا ترين مقام حاضر در محل ) از الارم مطلع گرديد ولي شدت و سنگيني ابر بخارات هيدروكربن به حدي بود كه مانع رسيدن او به اتاق كنترل گرديد . او به تيم آتش نشاني دستور داد با عمليات هوز كشي نسبت به كاهش غلظت و از بين بردن ابر بخارات اقدام كنند . همچنين دستور قطع برق لين B و shut down محوطه كارخانه را صادر نمود .
در طي مدت زمان كوتاهي ، سيستم deluge در لين B و هفت دستگاه مانيتور و همچنين 9 رشته هوز مجهز به نازل آب بروي ابر بخارات هيدروكربن وارد عمل شدند و 4000 الي 5000 گالن در هر دقيقه آب به مصرف رسيد . زمان شروع آتش سوزي ساعت 4:55 pm گزارش شده است . در اين زمان مقدار ( 3/4 ) از محتويات راكتور با روش اضطراري تخليه شده بود . با توجه به اينكه تعدادي از شاهدان مكان فلش و جرقه اوليه را در قسمت پايين راكتور ديده اند احتمالا منبع اشتعال در محوطه آزاد سازي هيدروكربنها قرار داشته است .
پيشرفت حريق و مواد سوختي
جهت نيروي فشار از قسمت gasket معيوب راكتور و همچنين وجود باد با جهت شمال شرقي باعث گسترش بخارات هيدروكربن به سمت لين A ، اتاق كنترل و سايت مخازن شد . هنگاميكه ابر بخارات هيدروكربن شعله ور شد ، حريق بطور ناگهاني از لين B به لين A سرايت كرد و باعث سوخته شدن فلكسيبل خروجي يك مخزن و ريخته شدن محتويات آن به روي حريق گرديد . شعله بسيار شديد و ذاتا بدون دود بود كه مشخص مي كرد مربوط به هيدروكربنهاي سبك مي باشد .
بعلت حجم زياد آب استفاده شده براي كنترل بخارات هيدروكربني ، سيستم پساب و drainage فاقد توانايي و كارايي گرديده بود . قبل از وقوع حريق water sump مابين لين B و لين C كه منبع اصلي تخليه واحد بود ، سرريز كرده و حلال شناور بروي آب ، به سمت ناحيه كمپرسور و انتهاي غربي لين C سرايت مي كند و بلا فاصله بعد از شروع حريق ، شعله به اين نواحي گسترش مي يابد .كل مواد هيدروكربني سوخته شده در اين آتش سوزي تقريبا 62000 lb پاند بوده است .
در هنگام شعله ور شدن بخارات هيدروكربن ، نفرات تيم اطفا حريق و ساير پرسنل واحد كه در حال پراكنده كردن ابر بخارات هيدروكربن بودند عقب نشيني كرده و پس از مشخص شدن تمركز حريق در نواحي A و B ، با وسايل موجود اقدام به كنترل و اطفا حريق آن نواحي نمودند .
در پي اجراي روش اضطراري واحد ، اولين گروه داوطلب و كمكي اطفا حريق ، دقايقي بعد از معيوب شدن gasket در محل دروازه ورودي حاضر شدند ولي متاسفانه بعلت شرايط بحراني و نا مشخص بودن وضعيت درون واحد ، تا زمان وقوع حريق ، اجازه ورود براي آنها صادر نشد . بعلت آشفتگي و عدم ارتباط كافي ما بين نهادهاي مختلف و همچنين عدم وجود برنامه موثر حدودا 10 الي 20 دقيقه در پذيرش و استقرار اين نفرات در محلهاي لازم ، زمان تلف گرديد .
در طي اين مدت ، حريق سيستم deluge را در لين A و لين C از كار انداخته بود . تيم اطفا حريق اقدام به خنك كردن محوطه مجاور مانند ، مخازن ذخيره سازي ، مخازن گاز و وسايل خالص سازي و همچنين اطفا حريق سطح ناحيه كمپروسور ، لين C و سوختهاي پراكنده در محل نمودند . پرسنل بهره برداري براي جلوگيري از ورود مواد سوختي از محل gasket به ناحيه حريق اقدام به مسدود كردن ساير مسيرهاي منتهي به راكتور نمودند .
بعلت مصرف بسيار آب ، فشار آب در محل حريق افت فراواني كرده و پس از شروع حريق ، وضعيت بطور ناگهاني ، بحراني شده بود . زيرا مانيتورها قادر به پوشش قسمت هاي بالايي استراكچر و خنك نمودن آن نبودند. با وارد عمل شدن پمپهاي تيم داوطلبان ، فشار كافي براي انجام اين فراهم شد و با فعاليت تعدادي از خودرو هاي آتش نشاني مجهز به پمپ و مانيتور ، از خميدگي قسمتهاي بالايي استراكچر جلوگيري بعمل آمد و با حفظ و خنك نمودن لوله ها و اتصالات ، از نشت مواد قابل اشتعال كاهش يافته و حريق تحت كنترل قرار گرفت و تنها حريق سوختهاي پراكنده بروي زمين ادامه داشت . اين موفقيت در ساعت 5: 45 pm بعد از ظهر يعني 50 دقيقه بعد از شروع حريق بدست آمد . آخرين اثرات حريق در ساعت 8:10 pm يعني 3:15 (سه ساعت وپانزده دقيقه ) پس از شروع حريق اطفا گرديد . در اين زمان ذخيره آب آتش نشاني كاملا شده بود و بجز آب حوضچه كولينگ تاور آبي در كارخانه وجود نداشت .
در طي عمليات min/ 8000 gal آب بمصرف رسيده بود و تعداد 210 نفر اقدام به اطفا حريق نمودندو از امكانات و تجهيزات زير استفاده شد .
9 رشته آب
8 دستگاه مانيتور
6 دستگاه خودرو مجهز به پمپ و مانيتور
3 سيستم deluge واحد
26 دستگاه پمپ آب
25 دستگاه خاموش كننده
13 گروه داوطلب
7 گروه امداد گر
و با چنين حضور گسترده نفرات و شدت شعله و حريق ، تنها سه دستگاه مانيتور در اين عمليات آسيب ديد . آسيب هاي وارد شده به تاسيسات بشرح ذيل مي باشند :
1) راكتور وقسمت خالص سازي لين A
2) راكتور لين B
3) خطوط لوله وتجهيزات ارتباطي بين لين A و B و C
4) سيستمهاي ابزار دقيق لين A و B و C
5) آلارم الكتريكي لين A و Bو C
6) سيستم brine لين A و B و C
7) كمپرسور لين A و B
در 21 نوامبر 1964 لين C پس از تعمير وارد سرويس گرديد و ساير قسمت ها تا قبل از 1965 تعمير گرديد . بخش حساس تعميرات در مورد ظروف (glass-lined vessels ) بود كه توسط (pfaudler permutit co of Rochester . N .y ) بسيار عالي صورت پذيرفت .
نتيجه گيري :
ابتدايي ترين علت حادثه نقص يك gasket در نازل قسمت تحتاني راكتور بوده است . درحاليكه gasket استفاده شده از نمونه اي كه اينك واحد بروي راكتور نصب مي كند نبوده است ولي توسط سازنده واحد ، براي اين پروسس سفارش شده است و شرايط عملياتي را كه باعث انفجار آن شده مي بايست تحمل مي كرد . پس مي توان نتيجه گرفت كه gasket ذاتا معيوب و ناقص بوده يا بطور صحيح نصب نشده است . در هر دو صورت ، اين نقص در هنگام تست نيتروژن تحت فشار معلوم و مشخص مي شد و اين موضوع حاكي از آن است كه تست فشار پس از نشت حلال از قسمت همزن ، ديگر بصورت كامل صورت نپذيرفته و چيزي در اين مورد ثبت نشده است .
پيشرفت حريق فراتر از battery limit لين B نتيجه نامتناسب بودن شبكه پساب بوده است كه ظرفيت آن فقط براي فعاليت يك سيستم deluge و شش عدد مانيتور در يك زمان طراحي شده است . اگر فلكسيبل هاي مرتبط در اثر حريق سوخته نمي شدند آسيب هاي وارده به لين A خيلي كمتر از وضعيت بوجود آمده مي توانست باشد . اين فلكسيبلها براي جلوگيري از تجمع استرس و انتقال آن به ظروف ( glass lined vessls ) نصب شده اند و توسط سيستم deluge براي جلوگيري از آسيب به اندازه كافي خنك نشده اند . تاخير در صدور اجازه ورود براي نفرات داوطلب و نيروهاي كمكي باعث خميدگي استراكچرهاي بالايي و نشت مواد وگسترش حريق گرديد .
اصلاحات انجام شده :
1) تجديد نظر در مواد gasket هاي واحد و رسمي شدن و تكميل رويه تعويض آنها
2) در روش استارت و شروع بكار واحد تغييرات ذيل صورت پذيرفت
a) افزايش فشار تست ظروف تحت فشار تا حد ممكن براي مشخص شدن هر گونه نقص و عيوب نهفته
b) توقف تمامي تست ها در صورت نشت مايع در هنگام تست فشار
3) روش واكنش اضطراري در موارد زير اصلاح گرديد
(a دستور العمل براي مجهز شدن نفرات به راديو
(b دستور العمل براي ورود نفرات داوطلب بطور آزاد و سريع
وسايل وتجهيزات :
1) تمامي gasket هاي تفلوني به filler فولاد موجدار مجهز و استاندارد شدند .
2) shut down دراز مدت پروانه همزن راكتور برنامه ريزي شد .
3) اتصالات بلند و دراز براي تزريق آب به داخل راكتور تهيه شد .
4) تمامي flexible ارتباطي با نمونه ضد آتش جايگزين گرديد.
5) ولو ايمني آتش در قسمت خروجي پايين راكتور نصب گرديد .
6) ميزان ظرفيت تخليه پساب واحد افزايش يافت .
7) مخازن ذخيره آب آتش نشاني دو برابر گرديد .
تمامي اين اصلاحات همراه با آموزش نفرات از حوادث مشابه جلوگيري مي كند .
طرح چند سوال :
فاصله بين لين A و لين B در حدود 30 فوت و بين لين B و C در حدود 50 فوت و بين لين B و كمپرسور 50 فوت مي باشد .
2) عرض قسمت PIPE WAY چقدر بوده است ؟
حدود 20 فوت
3) آيا در زير قسمت PIPE WAY از سيستم sprinkler استفاده شده است ؟
خير ، سيستم اسپري آب بروي استراكچر و وسايل خط توليد نصب شده بود .
4) آيا استراكچر فلزي داراي عايق ضد حريق بوده است ؟
مقدار كمي ، آنهم در قسمت پايين استراكچر و اكثر آسيب در ارتفاع حدود 60 فوتي رخ داده است .
5) بيشتر فلزات كه در اثر حرارت خميده شده بودند مربوط به قسمت نگهدارنده وسايل بوده است يا قسمت اصلي استراكچر ؟
راكتور بروي سطح زمين قرار دارد ساير ظروف در ارتفاع 25 فوتي سطح زمين ، ظرف قرار گرفته در ارتفاع 60 فوتي در هنگاميكه شعله حريق به آن رسيده است به ميزان زاويه 45 * كج شده است . اكثر آسيب ها در ارتفاع 60 فوتي رخ داده است .
6) بنابراين مي توان چنين فرض كرد كه فولاد تا سطح پايه هاي نگهدارنده ضد حريق بوده است؟
فقط پايه هاي ظروف و pipe way ( نگهدارنده) ضد حريق بوده است.deluge system براي حفاظت آنها نصب شده است.
7) چه زماني نقص اوليه و احتراق و شعله وري، فاصله وجود داشت و فشار در هنگام نقص چه مقدار بود؟
20 دقيقه از شروع نشت تا حريق فاصله زماني وجود داشت. و فشار در زمان شروع نشتي 150psi و در هنگام شروع حريق تقريبا 25psi بوده است.
8) آيا نهر تخليه و گودال پساب بين لين A,B,C مجود داشت؟
هر لين توسط نهر تخليه احاطه شده است كه به sump تخليه در بين لين C,B متصل هستند. آن قادر به تخليه تمامي آب مورد استفاده توسط سيستمهاي deluge نيست. Drain هاي ما بين لينها براي تخليه آب ناشي از باران و طوفان مي باشد.
9) اين سيستمهاي deluge كه شما در وسايل داريد آب را بطور مستقيم به وسايل ميرساند يا كه به محوطه وسايل پاشيده مي شود؟
نازل آنها از نوع combination است. تعدادي از سرهاي آنها بطور مستقيم به سمت استراكچر فولادي مي باشد و در تعدادي، اين پوشش شامل نگهدارنده هاي فلزي ظرف مي باشد بجاي آنكه خود ظروف را پوشش دهد.
10) فرض بر اين است كه تمامي 26 پمپ ورودي به كارخانه آب مخازن ذخيره را استفاده و باعث تخليه آنها شده است؟
خير، تمامي آنها نه. در آنجا خط جرياني به طول 1/4 مايل از دروازه واحد كه آنها مشغول جريان دادن اين مسير بودند. آنها همچنين اقدام به كشيدن هوز از منابع آب شهرداري از فاصله يك مايلي نمودند. و بدين وسيله بسياري از اين 26 پمپ از آب واحد استفاده نمي كردند.
11) آيا در هنگام نشت گاز تحت فشار N2 ، امكان قطع جريان گاز وجود دارد؟ آيا امكان تست هيدرواستاتيكي وجود دارد؟ يا تحت فشار N2 معايب gasket مشخص مي شود؟
gasket بروي نازل خروجي از راكتور (glass lined ) قرار دارد و هيچ ولوي بين نقطه نقص و راكتور وجود ندارد. به روش هيدرواستاتيك راكتور را مي توان تست كرد ولي هدف براي چك نشتي مي باشد نه براي چك مناسب بودن gasket .
12) گفته شده است كه منبع احتراق احتمالا الكتريسيته استاتيك بوده است. اگر پوشش آب و deluge system در سرويس بوده اند و حفاظت جهت دار بروي ظرف (ارتينگ) مطلوب بوده ، باز هم الكتريسيتهstatic گرفته مي شد؟
آنجا محوطه خيس بزرگي بوده است.
13) آيا جرقه static با عمليات صحيح deluge system بوجود آمده است ؟
اين جريان هيدروكربن خروجي از محل نشتي ، با نيروي قابل بررسي كه هنوز منبع بسيار خوبي براي static است، برخورد مي كند.البته فكر مي شود static يك منبع احتراق بروي كاغذ است!
14) آيا ظرفيت پمپاژ در بازسازي بيشتر نشد؟
بله اين كار صورت پذيرفته است، همچنين يك خط لوله تغذيه جداگانه براي سيستم deluge تعبيه شده است.