Analýza rizik/bezpečnosti technologií

v anomálních stavech

F. Babinec, Hoblíkova 11, 613 00 Brno,

babinec@risco.cz

L.Kotek, Vysoké Učení Technické v Brně,

Fakulta strojního inženýrství Technická 2896/2, 616 69 Brno

P. Trávníček

Mendelova Universita, Zemědělská 1665/1, 613 00 Brno

Anomální stavy zařízení = stavy nepravidelné, neobvyklé, odchylné ale stále stavy normální.

I s takovými stavy je nutno počítat při analýzách rizik !

Přehlížení či opomíjení anomálních stavů může mít závažné následky.

Používání katalyzátorů - v chemickém průmyslu - nic neobvyklého,

kontinuální provoz s kontinuálním dávkováním vstupních surovin,

v diskontinuálních provozech opakování šarží.

Z hlediska analýzy rizik:

látky vstupující do procesu se v průběhu procesu nespotřebují úplně, (viz složení vstupního a výstupního proudu)

mohou zůstávat v aparátech jako nezreagované zbytky,

zbytky látek se mohou akumulovat na špatné přístupných místech (u přepážek, na míchadlech),

v neposlední řadě se v místech u hladiny mohou vytvářet usazeniny (nálepy),

v usazeninách mohou být obsaženy zbytky nezreagovaných látek, s touto znalostí je potřeba přistupovat k dalšímu provozu (a analýze rizik).

Po ukončení delší etapy provozu - nová šarže

= vyčištění celé aparatury.

Proplach zařízení příslušným rozpouštědlem nebo několika rozpouštědly.

nezreagované zbytky mohou být pokryty vrstvou meziproduktu (povrch pasivovaný rozpouštědlem).

finální rozpouštědlo (zpravidla voda) je schopno pasivovaný povrchu při proplachování odstranit.

Nutno dopředu analyzovat, k jakému kontaktu může dojít a jaké bude mít následky.

Obdobná situace (management změn)

- náhrada teplosměnného média jiným relativně bezpečnějším, ( z procesu tak může být eliminována např. toxická látka).

Je potřeba preventivně analyzovat možná rizika:

- Nové chladivo však může mít jiné nebezpečné vlastnosti, které se projeví negativně právě při havárii.

- Detailní analýza rizika je i zde prvním krokem při rozhodování o změnách v objektu.

Jiná situace :

Vstup osob do zařízení

za účelem revize

již od minulosti jsou známy obdobné události s fatálními následky(např. vstup osob do zařízení propláchnutého inertem/dusíkem).

aparát musí být před vstupem osob prokazatelně odpojen od od systému (pouhé uzavření armatur není bezpečné a spolehlivé odpojení aparátu od systému) – fyzicky odpojit, zavíčkovat.

aparát musí být dostatečnou dobu řádně odvětráván.

vstup osob vyžaduje použití adekvátních ochranných prostředků, lze jen poznamenat, že ochranná maska je prostředek pro únik.

Nepodceňujme takové stavy a situace,

věnujme pozornost managementu změn,

nepodceňujme a nezjednodušujme analýzu rizik,

detailní analýza rizik je považována za natolik závažný krok analýzy,

že se v zahraničí doporučuje s ohledem na následky havárií křížová

detailní analýza použitím dvou různých metod.

West Fertilizer Explosion

On April 17, 2013, an ammonium nitrate explosion occurred at the West Fertilizer Company storage and distribution facility in West, Texas, eighteen miles (29 km) north of WACO(Waco je město v americkém státu Texas, hlavní město kraje McLennan County.)

Fifteen people were killed (fatally injured twelve volunteer firefighters), more than 160 were injured, and more than 150 buildings were damaged or destroyed. Investigators have confirmed that ammonium nitrate was the material that exploded, but the cause of the initial fire is as yet unknown.

• Regulators apparently didn’t know explosive ammonium nitrate stored at fertilizer plant,

• 90% of chemical accident data wrong,

• West Fertilizer Plant's Hazards Eluded Regulators For Nearly 30 Years

• New Chemical Safety Guidelines Issued In Wake of West Fertilizer Explosion

Nursing home – sanatorium

1 stopa = 0,305 m

Preliminary Findings of the U.S. Chemical Safety Board

from its Investigation of the West Fertilizer Explosion and Fire

The CSB has made the following observations and preliminary findings

to date, which are subject to further revision and development as the investigation unfolds:

1) Exploze ve West Fertilizer Company byla výsledkem intenzivního požáru v dřevěné budově skladu, požár vedl k výbuchu asi 30 tun (AN) uložených uvnitř v dřevěných bednách. Nejen to, že byly sklad a bedny hořlavé, ale bylo zde uloženo takéznačné množství semínek, která pravděpodobně přispěla k intenzitě požáru. Podle dostupných seizmických dat, výbuch byl velmi silný.

2) Nakolik k události přispěly další faktory, jako jsou materiálové charakteristiky a jiné faktory či možnost kontaminace, to zbývá určit . Zaměstnanci společnosti popisovali plastové trubky z PVC , které byly umístěny přímo nad AN košem , který vybuchl a potrubí se pravděpodobně roztavilo. Navíc, velké množství potenciálně hořlavého bezvodého čpavku bylo uloženo podél jižního okraje budovy skladu .

3) Budova nebyla vybavena sprinklery nebo jiným systémem pro automatické zjišťování nebo potlačení požáru, a to zejména v situaci, když byla budova několik hodin bez kontroly. V době, kdy hasiči byli schopni zasáhnout byl oheň intenzivní a mimo kontrolu . Jen 20 minut po prvním oznámení o požáru na hasičskou zbrojnici došlo k výbuchu.

4 ) Jak National Fire Protection Association ( NFPA ) a Mezinárodní kodex Rady( ICC ) , soukromé organizace, které vyvíjejí požární kódy, které jsou široce používány v rámci USA stanovily kód pro bezpečnost dusičnanu amonného . Mnohé z těchtobezpečnostní opatření jsou překonaná a zdají se být matoucí nebo rozporuplné.

5) Stávající požární předpisy obsahují některá užitečné ustanovení; například kódy vyžadují odolnou bariéru požáru mezi AN a hořlavými materiály a mají ustanovení, aby se zabránilo uvěznění a podporují ventilaci během požáru.

Nicméně, i aktualizovaný předpis NFPA 400 umožňuje skladování v dřevěných stavbách a dřevěných bednách/nádobách, a nenařizuje automatické systémy pro hašení, pokud není uloženo více než 2500 tun dusičnanu amonného, tj. mnohem více než zhruba 30 tun, která byla dostačující pro zničení velké části města West. Kromě toho předpis obsahuje ustanovení o "předchozím stavu", které umožňuje stávající budovy, které byly postaveny před přijetím předpisu a nesplňují všechna ustanovení, aby i nadále byla v provozu.

6 ) Texas nepřijal celostátní požární kód, a státní právo skutečně nedovoluje přijetí celostátního požárního kódu. West Fertilizer nemusel dodržovat žádná NFPA nebo ICC doporučení pro skladování dusičnanu amonného.

7 ) I když někteří američtí distributoři vybudovali ohnivzdorné betonové konstrukce pro skladování AN, úředníci hlásili k CSB, že dřevěné stavby jsou stále přípustné pro distribuci AN napříč USA.

8 ) V průmysl byly vyvinuty jiné formy dusičnanu amonného, které snižují nebo eliminují riziko náhodného výbuchu. Jedná se např. o směšování dusičnanu amonného s uhličitanem vápenatým ( vápenec), což prakticky eliminuje nebezpečí výbuchu při skladování , dopravě a manipulaci při zachování nutriční hodnoty. Použití vápníku je široce používáno v Evropě.

9) Federální normy OSHA pro „výbušniny a trhaviny" (29 CFR 1910,109) stanovuje požadavky na hnojiva typu dusičnan amonný; její ustanovení jsou podobné kódům NFPA. Na rozdíl od NFPA kódů, které West Fertilizer nebyla právně vázána dodržovat - standardní značení OSHA by se měla použít.

Stejně jako NFPA, standardní OSHA nezakazuje dřevěné bedny nebo dřevěné konstrukce, a nevyžaduje sprinklery, pokud se neskladuje více než 2500 tun dusičnanu amonného. Nicméně, veřejné záznamy OSHA ukazují, že poslední inspekce se konala v roce 1985.

10) PSM (Proces Safety Management) podle OSHA (29 CFR 1910.119) byl přijat v roce 1992 a je navržen tak, aby se zabránilo nehodám s vysoce nebezpečnými látkami. PSM vyžaduje, aby společnosti využívaly celou řadu prvků řízení pro prevenci závažných havárií. Příkladem je analýza nebezpečí/rizik a tvorba havarijních plánů.

Dusičnan amonný však není na seznamu nebezpečných chemických látek, které vyžadují zpracování PSM. PSM také obsahuje výjimku pro maloobchodní zařízení.

11) EPA Risk Management Program (40 CFR Part 68) byl přijat v roce 1996 a je navržen tak, aby se zabránilo katastrofě mimo pracoviště a škodám na životním prostředí působením extrémně nebezpečných látek. Jak název napovídá, program vyžaduje plán řízení rizik, implementaci bezpečnostního programu a analýzu následků případných havárií vně pracoviště.Dusičnan amonný není v seznamu chemických látek, které vyžadují zpracování RMP. West Fertilizer měla zpracován RMP pro uložený amoniak, a mimo pracoviště společnostianalýzu následků pouze pro případ úniku amoniaku, ne výbuchu dusičnanu amonného.

12 ) OSHA uvažovala o přidáním dusičnanu amonného do seznamu spolu s dalšími vysoce reaktivními chemickými látkami v roce 1990. Tento návrh však byl odmítnut v roce 2001.

V roce 2002, CSB vydala studii o riziku reaktivity, identifikovala 167 předchozích reaktivních události (včetně výbuchu v roce 1994 u výrobce dusičnanu amonného). Představenstvo doporučuje, aby jak OSHA a EPA rozšířit své normy, zahrnuly reaktivní chemické látky a nebezpečí při používání. Nicméně, agentura dosud doporučení neprojednala.

13) Žádné federální, státní nebo místní předpisy nezakazují umisťování skladovacích zařízení s dusičnanem amonným v blízkosti obytných domů, škol, podniků a zdravotnických zařízeních.

V městě Westu v Texasu byla celá řada (stovky) takových budov v okruhu míle, které byly vystaveny vážnému nebo život ohrožujícímu nebezpečí, když došlo 17. dubna k explozi.

14 ) Dobrovolní hasiči ve Westu si nebyli vědomi nebezpečí výbuchu AN uloženého ve West Fertlizer, byli vystaveni účinkům výbuchu. NFPA doporučuje evakuovat hasiče od požáru masivních a nekontrolovatelných rozměrů .

" Federální ministerstvo dopravy vydalo pokyny, které jsou používány hasiči, navrhuje bojovat v případě požáru dusičnanu amonného a povodní vodou z dálky. Všechna tato ustanovení by měla být přezkoumána a harmonizována, aby bylo zajištěno, že hasiči jsou dostatečně chráněni.

15 ) Zatímco standardy USA pro dusičnan amonný se nezměnily po celá desetiletí, jiné země mají přísné standardy pokrývající i skladování a umístění okolních budov. (U.K. Health and Safety Executive; “Storing and Handling Ammonium Nitrate). Například v GB HSE uvádí v pravidlech z roku 1996 , že " dusičnan amonný se obvykle skladuje v jednopatrových budovách vyhrazených tomuto účelu, dobře větraných, které jsou postaveny z materiálů, které jsou nehořlavé, jako je např. beton, cihly nebo oceli. Doporučuje se použití betonu.

16) Společnost CF Industries, hlavní výrobce dusičnanu amonného, který byl jedním z dodavatelů společnosti West Fertilizer doporučuje přísnější bezpečnostní opatření v MSDS pro chemickou látku AN. V kapitole „Doprava a skladování“ se doporučuje, aby konstrukce skladu byla z nehořlavých materiálů a nejlépe vybavené systémem automatických sprinklerů. I když jsou společnosti povinny vydávat MSDS, příjemce této informace, jako je West Fertilizer není povinen dodržovat doporučené bezpečnostní opatření. West Fertilizer nerespektoval bezpečnostní doporučení.

17) Úřad pro alkohol, tabák, střelné zbraně a výbušniny (ATF) má předpisy pro dusičnan amonný klasifikovaný jako výbušninu, předpis neplatí pro dusičnan amonný používaný jako hnojivo. Americké ministerstvo pro vnitřní bezpečnost (DHS) stanovilo požadavky pro společnosti, které mají prahové množství hnojiva stupně dusičnanu amonného. Nicméně orgán DHS vyžaduje bezpečnostní opatření na ochranu proti krádeži, zneužití, nebo jiným úmyslným činům; DHS neupravuje bezpečnost dusičnanu amonného, aby se předešlo podmínkám vedoucím k náhodnému výbuchu.

18) Předpis ukládající vypracování havarijního plánu z roku 1986 obsahuje výjimku pro hnojiva určená k prodeji od maloobchodníka ke konečnému zákazníkovi. EPA interpretoval toto ustanovení tak, že se vztahuje na firmy, jako je West, které vyrábějí směsi z volně loženého hnojiva pro použití u konečných zákazníků.

V roce 2012 West Fertilizer Company podala zprávu místnímu výboru McLennan County havarijního plánování (LEPC). West oznámila přítomnost až 270 tun dusičnanu amonného a bezvodého amoniaku v objektu. Společnost neposkytla West Fire Department MSDS údaje o nebezpečných vlastnostech dusičnanu amonného. EPCRA neobdržela informace, které mají být poskytnuty. Nic nenasvědčuje tomu, že podání West Fertilizer u místních úřadů vedlo k sestavení havarijního plánu pro případ nouze při havárii s dusičnanem amonným.

Na základě těchto zjištění bylo ze strany US sděleno, že je potřeba zásadně změnit přístup k zajišťování bezpečnosti chemických výrob.

Z podnětu WP Loss Prevention EFCE byla v celé EU nastolena otázka

Process Safety Competency

Ekonomicky vyspělé země – negativní dopady stávajícího nedostatečně kvalifikovaného přístupu k procesní bezpečnosti (viz seznam havárií z poslední doby).

EU - na odborné úrovni nastolena otázka způsobilosti/competence v souvislosti s procesní bezpečností /bezpečností procesních zařízení.

Závěr Detailní analýzou rizik je potřeba zajistit provozní bezpečnost také v anomálních situacích, jejich odhalení nemůže být předmětem globálních analýz.

Zvýšená frekvence „provozních událostí“ v objektu svědčí o potřebě zvýšit důraz na úroveň managementu změn. Nezanedbatelný vliv může mít rozvržení pracovní doby.

Nehody a havárie jsou způsobeny tím, že v rozhodujícím okamžiku (na správném místě a ve správném čase) nebyly k dispozici potřebné znalosti a odborná způsobilost (process safety competency)

Současné úrovně bezpečnosti bylo dosaženo na základě rozsáhlých analýz a na základě neustálého učení se z nehod a havárií. To však v současnosti postrádáme.

Formalizmus a povrchnost analýz rizika se časem projeví ! Nebo již projevuje ?

Děkuji za pozornost !