美国化学品安全委员会公布有关氯排放的调查结果和建议

编者按

特别是对于先进的无损检测，包括RFEC等体积方法，我们建议使用有效和深思熟虑的鉴定演示测试程序。该程序应该使用与现场测试条件相似的参数测试硬件、技术和操作人员，以确保他们能够以令人满意的方式执行，可能还需要补充无损检测和/或工程分析，从而得出安全、现实的剩余寿命预测结果。以下节选自正式的最后报告。IJ编辑人员为了检查员的利益，只打印那些与机械完整性有关的部分。参考文献的标注与USCSB文件中的内容完全一致，该文件题为“美国化学品安全和危害调查委员会，调查报告，氯的释放，2003年7月20日”(该报告还包括氢氟酸释放和五氯化锑暴露的信息)。我们建议读者在作出任何最终结论之前，先阅读报告全文http://www.csb。gov / completed_investigations / docs / CSBHoneywellFinalReport.pdf

报告……

执行概要

2003年7月20日，位于路易斯安那州巴吞鲁日的霍尼韦尔国际公司(Honeywell International, Inc.)化工厂发生氯气泄漏事件，导致7名工厂工人受伤，并向0.5英里半径内的居民发出了就地避难的通知。2003年7月29日，同一工厂的一个1吨重的钢瓶将里面的物质释放到大气中，使一名工人暴露在受污染的五氯化锑中，造成致命伤害。2003年8月13日，该工厂的两名工人接触到氟化氢，其中一名工人需要住院。

美国化学品安全和危害调查委员会(CSB)的事件调查确定了这三起事件的根源和原因。全面分析发现下列管理制度的共同缺陷:

• 危害分析并不能确保对所有设备、程序和可能的情况进行审查。所列的保障措施是一般性的，在许多情况下过于依赖行政程序。
• 非常规情况并不总是被识别和审查，以确保工作能够安全进行。
• 工厂的工作实践并不总是严格遵守书面操作规程。

CSB确定，美国化学工业缺乏正压控制室系统设计和维护的指导和标准。CSB还发现，氟化氢的制造商和用户可以从分享氟化氢排放设备和维护操作的最佳做法中受益。

CSB向霍尼韦尔国际公司提出建议;巴吞鲁日设施;化工和金属工业;美国采暖、制冷和空调工程师协会;东巴吞鲁日教区国土安全和应急准备办公室;巴吞鲁日消防队;和氟化氢工业实践研究所........

2.3.1.1冷却器历史

立式氯冷却器是美国机械工程师协会(ASME)认证的压力容器，于1986年建造和安装。它有一个固定的管设计，0.109英寸厚的管壁。

图7显示了氯冷却器历史上的关键里程碑。

2000年9月，对换热器壳侧通风口和排水管进行了改造。这些修改是按照国家锅炉和压力容器检验员委员会和ASME规范要求进行的，并由合格承包商进行了认证和检查。

2001年7月，G-143a反应堆发生事故，冷却剂系统被催化剂和其他反应堆内容物污染。然后，系统被排干并重新填充，所有相关设备都被测试，以确定污染是否造成任何损害。氯冷却器未发现损坏。作为霍尼韦尔机械完整性计划的一部分，氯冷却器每年都要通过目视外部检查进行检查，每两年使用漏磁测试进行检查。漏磁是一种依靠磁性检测碳钢等铁磁性材料的无损检测方法。2001年冷却器的外部视觉和漏磁检查没有发现管子堵塞、可测量的缺陷或壁变薄。

2.3.1.2事后测试

在7月20日的事件发生后，氯冷却器被切开检查。目视检查发现，管子上有三个孔，底部有腐蚀产物(图8中有两个孔)。所有腐蚀产物和孔都在冷却器的下部;两个孔位于管的外表面(见图2)。其中一个孔呈新月形，长约0.5英寸，而另外两个孔直径约0.25英寸，在相邻的管上高约5英寸。目视检查后，霍尼韦尔承包商进行的磁通测试确认了两个孔;然而，第三个孔的测试结果只显示出明显的壁厚变薄。

在与CSB和OSHA就测试协议达成协议后，霍尼韦尔聘请了一家实验室对氯冷却器进行额外的故障模式测试。

仅根据实物证据，实验室无法最终确定失效机制是什么。经过进一步研究，该实验室提出，其中一根管的损坏可能是由2000年9月的修改造成的，并因2001年7月的污染事件而加剧。附录A提供了这个失效理论的更多细节。

2.3.1.3分析

在ASNT的推荐下，CSB联系了电力研究所(EPRI)EPRI研究了几种无损检测方法——磁通、远场涡流和偏磁涡流，并证明了不同的无损检测技术在特定应用中有不同的优势和劣势。具体来说，EPRI已经得出结论，磁通量可能无法检测到厚碳素钢管的所有缺陷(如氯冷却器中的0.109英寸管壁)EPRI警告说，在选择最合适的无损检测方法时，应考虑管的厚度和结构材料(Dau和Kryzywosz, 1990)。

2003年7月20日发生事故后，2003年10月进行了漏磁检查。在那次检查中，发现了三个洞中的两个，但第三个洞只显示为壁变薄。这一发现表明，无论是方法或测试仪器都不足以积极检测0.109英寸管壁的变薄和失效。

根据这次事件和CSB的调查结果，NDT程序应该根据NDT技术的经验和进步定期审查和修改。尽管许多公司使用磁通测试，但这次事件表明，在涉及冷却器的情况下，如巴吞鲁日工厂的氯冷却器，这种测试方法似乎不是最佳选择…

2.5重要发现

1. G-143a氯冷却管失效，将氯释放到G-143a冷却剂系统中。
2. G- 143a冷却剂系统泵的结构材料与氯不相容;因此，系统部件失效，将氯释放到大气中。
3. 事件时间线显示，从霍尼韦尔的III级事件报告到巴吞鲁日消防部门启动临时避难所警报，有31分钟的延迟。
4. 虽然氯冷却器是由适合其预期用途的材料建造的，但检查和测试是防止故障的唯一保护层。
5. 2001年用磁通无损检测法对氯冷却器进行了检验。测试结果显示没有任何缺陷。事故发生后，当存在三个孔时，进行了磁通测试，显示有两个完整的孔穿过墙壁，但只有在第三个孔的位置墙壁变薄。
6. EPRI已经证明，对于管壁与氯冷却器(0.109英寸)一样厚的黑色(如碳钢)冷却器，磁通测试可能不是最佳的无损检测方法。
7. G-143a PHA没有确定氯泄漏到冷却剂系统的可能性。
8. 在同一设施(G-113 R1)的一个类似过程的PHA确认了氯泄漏到冷却剂系统的可能性，但没有评估后果。
9. MOC的审查(包括相关的危险分析)进行了氯饲料系统的修改，以允许使用轨道车(容量180,000磅)除了吨气缸(容量2000磅)，没有确定需要整合氯轨道车和G-143a关闭程序。
10. G-143a关闭顺序和程序不包括氯气轨道车厢的隔离。
11. 从冷却器释放的氯通过暖通管道系统的孔或缝隙进入正压控制室。
12. 正压控制室系统的设计不足以保护操作人员足够长的时间，使他们能够查明氯泄漏的来源并关闭G-143a工艺。
13. Omni机组控制室设计为正压，但正压系统没有进行常规检查或维护。
14. 之前发生过氯进入Omni控制室的事件。在这些情况下，采取行动消除气味的来源;然而，没有进行正式的调查，以确定氯是如何进入正压控制室的。
15. 没有专门适用于美国化学工业正压控制室设计和维护的标准或指南。

2.6根本原因

2.6.1根源

1. 霍尼韦尔巴吞鲁日工厂管理系统不能防止氯冷却器发生故障。

霍尼韦尔机械完整性系统在氯冷却器故障前未能发现问题。事故发生前的年度检查没有发现冷却器管有任何缺陷。霍尼韦尔没有采取其他措施来防止冷却器故障，比如监测氯泄漏。由于完全依赖机械完整性系统，冷却器的故障导致氯与冷却剂系统中不相容的材料接触，并将氯释放到大气中。

2.氯进入冷却剂系统的后果没有得到充分评估。

霍尼韦尔G-143a PHA太笼统，没有识别出氯泄漏到冷却剂系统的可能性。把给氯系统作为一个整体来考虑。然而，由于没有考虑到个别设备的潜在危险，氯冷却器的可能故障没有进行评估。虽然考虑了氯供应系统泄漏的可能性，但设计、维护和程序等一般保障措施已被列为足以防止或应对泄漏的措施。

此外，冷却剂系统污染的潜在影响从未得到充分评估——无论是在G- 113 R-1 PHA中确定冷却剂系统污染的可能性，还是在2001年7月污染系统的事件之后……

2.7建议

霍尼韦尔巴吞鲁日工厂

1. 修改检验和测试程序，包括检测和防止使用氯的冷却器泄漏的有效方法。这些程序应包括使用适当的无损检测方法。(2003 - 13 - i - la - r1)……

最后编者注:更多的建议，不直接与濒死体验有关，包括在本报告中。我们建议你阅读完整的报告/ docs / CSBHoneywellFinalReport.pdf http://www.csb.gov/completed_调查