Возникновение BLEVE : исторический обзор
Исторический анализ несчастных случаев BLEVE представляет собой интересный способ лучше понять их, поскольку он может дать хороший обзор этого явления и какие важные факторы играют в нем роль. Для получения основных данных в этом исследовании была использована база данных MHIDAS (Служба данных об инцидентах с крупными опасностями) (MHIDAS, 2007). Эта база данных охватывает 14 168 инцидентов (версия ноября 2007 года), записанных в начале 20-го века до 2006 года в более чем 95 странах, и каждая запись классифицируется в соответствии с различными полями (например, причиной, происхождением) для облегчения автоматической обработки; он управляется Управлением по охране труда и промышленной безопасности Великобритании. Кроме того, были также проведены консультации с другими базами данных: «Анализ, исследования и информация о происшествиях» (ARIA, 2012), созданная Министерством регионального планирования Франции и окружающей среды; Основная система отчетности о несчастных случаях (MARS, 2012), через которую государства-члены ЕС сообщают о промышленных авариях в стандартном формате, под наблюдением Бюро по основным авариям Объединенного исследовательского центра ЕС; и Failure and ACcidents Technical Information System (FACTS, 2010), базу данных о авариях, связанных с опасными материалами, созданными TNO Industrial and External Safety. Отсутствие информации в некоторых авариях было выполнено путем получения помощи из других доступных ресурсов, таких как Совет по химической безопасности США (CSB, 2012), Национальный совет безопасности транспорта США (NTSB, 2013) и Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA, 2012 г.) ).
|
|
|
При сборе большого объема информации с использованием разных баз данных вероятность записи повторяющихся аварий увеличивается. Извлечение информации из больших баз данных также является еще одной трудностью при анализе аварий. В этом исследовании Microsoft Access® использовался для управления и классификации данных. Таким образом, анализ и редактирование информации BLEVE стал проще.
Анализ различных баз данных для поиска информации будет путать, не указывая релевантные ключевые слова или критерии для выявления аварий как BLEVE. Критерии, используемые в этом выборе, были следующими:
· Использовалось определение для BLEVE, уже упомянутое в предыдущем разделе (конец раздела 1.3).
· В этом исследовании учитывались только несчастные случаи, произошедшие после 1 января 1960 года. Это связано с тем, что до этой даты (более полувека назад) вид промышленности существенно отличался от нынешнего (контроль, безопасность, управление и т. д.), и поэтому эти несчастные случаи в наши дни не будут очень полезны для поиска общих тенденций и достижения разумных выводов.
|
|
|
· В этом обзоре рассматриваются несчастные случаи, произошедшие на технологических предприятиях, в складских помещениях или при транспортировке опасных материалов (автомобильных, железнодорожных и морских). Более того, это также включает несчастные случаи, которые произошли из-за природных явлений, таких как землетрясения или наводнения.
· Несчастные случаи в военных помещениях (боеприпасы и т.д.) или фейерверки не рассматривались.
Несмотря на то, что при применении вышеупомянутых критериев число несчастных случаев BLEVE было снижено, точность и качество образца несчастных случаев увеличились. Наконец, был получен и проанализирован набор из 167 несчастных случаев BLEVE, самый большой образец несчастных случаев BLEVE, опрошенных до сих пор. Особенности выбранных аварий обсуждаются в следующих разделах.
1.6.1 Распределение аварий в зависимости от времени и местоположения
Частоты несчастных случаев BLEVE в течение десятилетий были построены на рисунке 1-2. Самая высокая частота относится к 70-м годам (29,9%). Возникновение такого рода несчастных случаев уменьшилось до конца 20-го века, а затем явная тенденция не наблюдается. Тот факт, что следует упомянуть здесь и который может иметь некоторые влияния, - это гораздо лучший доступ к информации о крупных авариях (включая BLEVE) в последние десятилетия; это может способствовать увеличению частоты зарегистрированных случаев.
|
|
|
Рисунок 1-2. Распределение BLEVE за время.
Отобранные аварии также были классифицированы по их региону. Этот тип классификации был выполнен с учетом различных факторов, таких как политические и основанные на развитии критерии. Страны в мире были классифицированы в трех независимых группах, и в них были распределены несчастные случаи:
1. Европейский союз (20,4%),
2. Другие развитые страны: Австралия, Канада, Япония, Новая Зеландия, Швейцария, Норвегия и Соединенные Штаты (55,4%),
3. Остальной мир (25,1%).
Согласно этим категориям, самый высокий процент (75,8%) встречается в развитых странах. Этот высокий процент следует отнести к присутствию значительного числа предприятий и связанных с ними транспортно-складских инфраструктур в этих странах. Более того, в развитых странах, благодаря существующей политике и учреждениям в области безопасности и окружающей среды, имеется больше информации о произошедших авариях.
|
|
|
BLEVE в Европейском Союзе
BLEVE в других развитых странах
BLEVE в остальном мире
Рисунок 1-3. Тенденция появления BLEVE в разных частях мира.
На рис. 1-3 показаны частоты BLEVE как функция времени в трех разных областях. Можно видеть, что вклад развивающихся стран в последние годы возрос, в то время как в развитых странах он снизился.
1.6.2 Применяемые вещества
Как уже упоминалось, жидкость может подвергаться BLEVE, если ее температура в момент отказа сосуда выше, чем температура его атмосферного кипения. По этому определению можно ожидать, что вещества с температурой кипения ниже температуры окружающей среды, такие как легкие углеводороды, подвержены BLEVE.
В таблице 1-3 показаны вещества, участвующие в 167 авариях BLEVE, проанализированных здесь. Было идентифицировано 247 веществ, так как в некоторых случаях происшествия одновременно принимали участие более одного вещества. Как видно из этой таблицы, СУГ был самым большим материалом, который был обнаружен в 66% BLEVE, за которым следуют винилхлорид (6%) и масло (6%); СПГ принял участие в 3% несчастных случаев BLEVE.
Таблица 1-3. Вещества, участвующие в BLEVE
| Вещество | Число несчастных случаев | Процент |
| СУГ | 111 | 66 |
| Винилхлорид | 10 | 6 |
| Масло | 10 | 6 |
| Бензин/Бензин/Дизель/Керосин | 8 | 5 |
| Этиленоксид | 7 | 4 |
| Углекислый газ | 6 | 4 |
| Вода | 5 | 3 |
| СПГ | 5 | 3 |
| Пропилен | 4 | 2 |
| Аммиак | 3 | 2 |
| Хлор | 3 | 2 |
| Бутадиен | 3 | 2 |
| Этилен | 3 | 2 |
| Толуолдиизоцианат | 3 | 2 |
| Гидроксид натрия | 3 | 2 |
| Серная кислота | 3 | 2 |
| Другие химические вещества | 60 | 36 |
| Всего | 247 | 149 |
Следует заметить, что также появляется вода (3%). Что касается воды, то необходимо сделать следующее: вероятно, количество вовлеченных в него BLEVE было намного больше, чем зарегистрированных в базах данных, хотя, поскольку вода не воспламеняется, и поэтому она не является источником какого-либо последующего огненного шара, многие из таких случаев не были зарегистрированы как BLEVE.
Эти вещества также классифицировались в соответствии с их опасностью (таблица 1-4). И здесь общий процент превысил 100%, поскольку несколько веществ содержат более одной опасности (например, аммиак является легковоспламеняющимся и токсичным, двуокись углерода холодная и удушающая). Огнеопасные вещества участвовали в 132% BLEVE, а затем токсичные вещества (44%) и коррозионные (23%). Однако эти цифры следует учитывать с определенной осторожностью, поскольку тот факт, что BLEVE с легковоспламеняющимися веществами обычно сопровождается огненным шаром, увеличивает величину аварии и делает их более склонными к включению в базы данных об авариях.
Таблица 1-4. Опасность веществ, участвующих в BLEVE
| Опасность вещества | Число несчастных случаев | Процент |
| Легковоспламеняющиеся | 221 | 132 |
| Токсичные | 73 | 44 |
| Корроззионные | 38 | 23 |
| Окисляющий | 22 | 13 |
| Взрывчатое | 18 | 11 |
| Холодный | 13 | 8 |
| Удушающие | 8 | 5 |
| Всего | 393 | 236 |
1.6.3 Общая / конкретная причина
Понимание основных причин несчастных случаев может быть хорошим средством предотвращения других подобных аварий. В таблице 1-5 для определения причин несчастных случаев BLEVE использовались категории базы данных MHIDAS для общих причин. Общее количество причин было больше, чем количество несчастных случаев BLEVE, поскольку в некоторых случаях было несколько причин. Общие причины несчастных случаев не были указаны в 27 (16,17%) из 167 случаев; результаты в Таблице 1-5 соответствуют 140 случаям.
Основными причинами были поражение удара (47,1%), за которым следуют человеческий фактор (30,7%) и внешние события (29,3%). Сравнивая эти данные с данными в таблице 1-2, последние (внешние события) снизились с 34,7% до 29,3%; но ударное воздействие значительно увеличилось с 22,4% до 47,1%. Это может быть связано с увеличением числа транспортных аварий, которые будут определены как особая причина несчастных случаев BLEVE в Таблице 1-6.
Таблица 1-5. Общие причины BLEVE
| Общая причина | Количество несчастных случаев | Общий процент | ЕС% | Другие развитые страны% | Остальной мир% |
| Ударное воздействие | 66 | 47.1 | 17.2 | 68.8 | 19.4 |
| Человеческий фактор | 43 | 30.7 | 41.4 | 20.0 | 48.4 |
| Внешние события | 41 | 29.3 | 20.7 | 33.8 | 25.8 |
| Механический отказ | 39 | 27.9 | 44.8 | 25.0 | 19.4 |
| Неисправность прибора | 7 | 5.0 | 6.9 | 5.0 | 3.2 |
| Бурная реакция | 6 | 4.3 | - | 5.0 | 6.5 |
| Сбой обслуживания | 1 | 0.7 | - | 1.3 | - |
| Нарушение условий процесса | 1 | 0.7 | 3.4 | - | - |
| Всего | 204 | 145.7 | 134.4 | 158.9 | 122.7 |
Детальный анализ был также выполнен путем обращения к каждому региону. В европейских странах наиболее вероятной причиной BLEVE была механическая недостаточность (44,8%), тогда как в других развитых странах это было поражение последствий (68,8%). Однако человеческий фактор (48,4%) и внешние события (25,8%) были основными причинами аварий в остальном мире. Это может быть объяснено худшей подготовкой операторов безопасности и плохой культурой безопасности в этих странах.
Каждая общая причина была разделена на конкретные причины в таблице 1-6. Железнодорожные аварии (55%) и дорожно-транспортные происшествия (22%) были наиболее частыми конкретными при ударе. Что касается человеческого фактора, то основное содержание (27%), за которым следует общая операция (16%), были основными частыми. Наконец, пожар (72%) был основной особой причиной во внешней категории событий.
Таблица 1-6. Конкретные причины BLEVE
| Общая причина | Конкретная причина | Количество несчастных случаев | % |
| Ударное воздействие (47.1%) | Железнодорожная авария | 40 | 55 |
| ДТП | 16 | 22 | |
| Другое транспортное средство | 11 | 15 | |
| Тяжелый объект | 4 | 6 | |
| Экскаваторы | 1 | 1 | |
| Столкновение корабля с судном, также баржи | 1 | 1 | |
| Человеческий фактор(30.7%) | Общее обслуживание | 8 | 27 |
| Общая эксплуатация | 5 | 16 | |
| Переполнение | 4 | 13 | |
| Управление | 3 | 10 | |
| Процедуры | 3 | 10 | |
| Невозможность подключения или отключения | 2 | 7 | |
| Ошибка проектирования | 2 | 7 | |
| Слив аварии | 2 | 7 | |
| Неисправность изоляции или слива перед отсоединением | 1 | 3 | |
| Внешние события(29.3%) | Огонь | 33 | 72 |
| Взрыв | 7 | 15 | |
| Экстремальные температурны | 4 | 9 | |
| Землетрясение | 2 | 4 | |
| Механический сбой(27.9%) | Перегрев | 20 | 37 |
| Избыточное давление | 7 | 14 | |
| Шланг | 4 | 7 | |
| Хрупкое разрушение | 4 | 7 | |
| Протекание соединения или фланец | 4 | 7 | |
| Коррозия | 3 | 5 | |
| Отказ предохранительного клапана | 3 | 5 | |
| Отказ сварки | 3 | 5 | |
| Течь или протекающий клапан | 3 | 5 | |
| Металлургический отказ | 2 | 4 | |
| Усталость | 2 | 4 | |
| Неисправность прибора(5%) | Индикатор | 2 | 40 |
| Ошибка | 2 | 40 | |
| Контроллер | 1 | 20 | |
| Бурная реакция(4.3%) | Быстродействующая реакция | 4 | 80 |
| Ограниченный взрыв | 1 | 20 | |
| Сбой обслуживания(0.7%) | Электричество | 1 | 100 |
| Нарушение условий процесса(0.7%)(*) | - | 1 | 100 |
*- Для этого случая у MHIDAS нет категорий
1.6.4 Общее / специфическое происхождение
Общее происхождение несчастных случаев (таблица 1-7) дает интересную информацию о деятельности, в которой вероятность таких аварий выше; общий процент несчастных случаев выше 100, потому что некоторые происшествия имели различное происхождение. В целом, транспорт (46,7%) и складской площади (23,4%), очевидно, имели доминирующие проценты по сравнению с другими группами. Значительный вклад также имеет передача (включая операции погрузки / разгрузки). Общее происхождение аварий было также исследовано в разных частях мира; Основным источником был транспорт: ЕС (29,4%), другие развитые страны (56%) и остальная часть мира (40,5%). За ним последовали технологические заводы (20,6%) в Европейском союзе и хранилище в двух других категориях. Истоки «Транспорт» и «Трансфер» особенно интересны. При анализе всех аварий (Vilchez et al., 1995) найдены приблизительные значения 39% для транспорта и 8% для переноса. Однако для конкретного случая BLEVE эти проценты значительно увеличиваются: до 47% для транспорта и 13% для перевода (17,6% для ЕС). Очевидно, что дорожно-железнодорожные аварии и операции по погрузке / разгрузке имеют важное влияние.
Таблица 1-7. Общее происхождение BLEVE
| Общее происхождение | Количество несчастных случаев | Общий процент | ЕС, % | Другие развитые страны, % | Остальной мир, % |
| Транспорт | 78 | 46.7 | 29.4 | 56.0 | 40.5 |
| Зона хранения | 39 | 23.4 | 17.6 | 25.3 | 23.8 |
| Перемещение | 22 | 13.2 | 17.6 | 11.0 | 14.3 |
| Технологическая установка | 19 | 11.4 | 20.6 | 4.4 | 19.0 |
| Внутренние/ коммерческие помещения | 10 | 6.0 | 11.8 | 3.3 | 7.1 |
| Склад | 3 | 1.8 | 2.9 | 1.1 | 2.4 |
| Зона отчуждения | 2 | 1.2 | 2.9 | 1.1 | - |
| Всего | 173 | 103.7 | 102.8 | 102.2 | 107.1 |
Также изучалось специфическое происхождение несчастных случаев. По данным, собранным в Таблице 1-8, наибольший процент имели железнодорожный танкер (29,9%), автоцистерна (19,2%) и хранилище под давлением (18,6%).
Таблица 1-8. Специфическое происхождение BLEVE
| Конкретное происхождение | Число несчастных случаев | Процент |
| Железнодорожный танкер | 50 | 29.9 |
| Автоцистерна | 32 | 19.2 |
| Хранилище под давлением | 31 | 18.6 |
| Переносной транспортный контейнер | 18 | 10.8 |
| Оснащенное технологическое оборудование | 7 | 4.2 |
| Заводские трубы и связанные с ними клапаны | 6 | 3.6 |
| Теплообменник | 6 | 3.6 |
| Атмосферный резервуар | 5 | 3.0 |
| Корабль | 5 | 3.0 |
| Цистерна-контейнер | 4 | 2.4 |
| Технологические емкости | 3 | 1.8 |
| Реактор | 3 | 1.8 |
| Шланг (рукав) | 2 | 1.2 |
| Малый коммерческий резервуар | 2 | 1.2 |
| Трубопровод | 2 | 1.2 |
| Баржа | 1 | 0.6 |
| Всего | 177 | 106.1 |
1.6.5 Затронутое население
Затронутое население является одним из важных аспектов анализа безопасности и риска, а сокращение числа людей, затронутых последствиями BLEVE, является целью многих научных исследований в области безопасности и предотвращения потерь. Затрагиваемое население можно разделить на три группы: смертельные случаи, травмы и эвакуированные. Представленные здесь результаты предназначены только для тех случаев, когда информация была доступна (в 72% случаев смертельных исходов, травм в 75% и эвакуированных в 29%).
В 120 BLEVE, произошедших с 1960 года, было убито около 1280 человек; на них было проведено детальное исследование. Кривая 𝑝 - 𝑁 обычно используется для обозначения летальности аварий (рис. 1-4). На этом графике число абсцисс (𝑁) показано на абсциссах, а вероятность аварии BLEVE со смертельными исходами, равными или превышающими 𝑁 (при 𝑁 = 1, 𝑝 = 1), показана на оси ординат. Фактически, накопленная вероятность несчастных случаев BLEVE может быть представлена этой иллюстративной кривой как функция ее серьезности. Накопленная вероятность была рассчитана методом наименьших квадратов. Полученная функция была 𝑝 = 𝑁𝑏, значение b равное -0,711. Это означает, что накопленная вероятность несчастных случаев BLEVE, вызывающих 10 или более смертей, в 5,33 раза больше, чем накопленная вероятность несчастных случаев BLEVE со 100 или более смертельными исходами.
Рисунок 1-4. Накопленная вероятность как функция от числа смертей.
Накопленная вероятность смертельных исходов в сравнении с числом смертей была также рассчитана для разных частей мира (рис. 1-5).
(ο)Европейский союз (◊)Другие развитые страны (Δ)Остальной мир
Рисунок 1-5. p-N в зависимости от степени развития стран.
Несмотря на аналогичную вероятность смертности для развитых стран, накопленная вероятность числа смертей была выше для «остального мира», особенно для 𝑁> 20, со значением 𝑏 = -0,544.
Анализ числа травм в результате несчастных случаев (таблица 1-9) показал, что только 25,2% несчастных случаев не получили травмы 39% несчастных случаев имели от 1 до 10 раненых; в 30,9% случаев было от 11 до 100 раненых; и только у 4,9% было более 100 раненых.
Таблица 1-9. BLEVE Пострадавшие
| Пострадавшие | Количество несчастных случаев | Процент |
| Без травм | 31 | 25.2 |
| 1-10 | 48 | 39.0 |
| 11-100 | 38 | 30.9 |
| 101-1000 | 5 | 4.1 |
| >1000 | 1 | 0.8 |
| Всего | 123 | 100.0 |
Дальнейший анализ (таблица 1-10) показал, что в 20,8% несчастных случаев BLEVE не было эвакуированных, в 27,2% - от 1 до 100, в 20,8% - от 101 до 1000, в 20,8% - от 1001 до 10000 , и только в 10,4% случаев было эвакуировано более 10 000 человек.
Таблица 1-10. Эвакуированные при BLEVE
| Эвакуированные | Количество несчастных случаев | Процент |
| Не эвакуированные | 10 | 20.8 |
| 1-10 | 10 | 20.8 |
| 11-100 | 3 | 6.4 |
| 101-1000 | 10 | 20.8 |
| >1000 | 5 | 10.4 |
| Всего | 48 | 100.0 |
Цели диссертации
Данные, представленные в этой вводной главе, показывают, что BLEVE могут возникать и, по сути, периодически возникать в технологических установках, в складских помещениях и при транспортировке автомобильным и железнодорожным транспортом. Они представляют собой значительную крупную аварию, вызвав серьезные последствия для людей и оборудования.
Однако, даже если это общеизвестный факт, BLEVE все еще недостаточно известен. Различные авторы проанализировали его теоретически, а некоторые из них провели экспериментальные испытания; все эти усилия, безусловно, улучшили знание этого явления, но все еще существуют значительные пробелы.
Нет сомнений в том, что лучшее знание основных аспектов BLEVE поможет уменьшить его частоту, улучшить управление чрезвычайными ситуациями и, наконец, снизить его потенциальные последствия и последствия.
Поэтому главная цель этого тезиса состоит в том, чтобы улучшить знание основных особенностей BLEVE, с особым акцентом на предсказание его физических эффектов (избыточное давление взрыва). Достижение этой основной цели было запланировано с помощью определения набора более конкретных целей, перечисленных ниже:
· Анализ основных причин и последствий BLEVE посредством инструмента исторического анализа.
· Изучение влияния эффекта домино (и, в частности, огня как вектора эскалации) на несчастные случаи BLEVE и их основных факторов.
· Сравнение существующих моделей для прогнозирования эффектов взрыва BLEVE.
· Предложение усовершенствованной методологии для прогнозирования эффектов взрыва BLEVE, что позволяет быстро и точно использовать их.
· Предложение о важнейших мерах по управлению чрезвычайными ситуациями, особенно в области транспортных аварий, для предотвращения или уменьшения последствий для людей.
Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 418; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!