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『環保資訊』月刊第67期

工業氣體儲運安全與緊急應變

工業氣體儲運安全與緊急應變

 

 

    

林義一

三福氣體股份有限公司

產業關係處暨生產稽核協理

 

引言:

今年九月上旬,筆者正忙於中華民國工業氣體協會委託北區職訓中心(基隆和平島)舉辦高壓氣體容器「檢查主任」暨「檢驗員」的訓練工作,接獲「豐泰文教基金會」再度來電邀稿。雖正值繁忙之際,但思及「豐泰文教基金會」的成立宗旨,以及其以國內中小型工廠「工業氣體儲運安全與緊急應變」的著眼點,實令長期從事工業氣體安全工作的筆者難以回絕。

工業氣體產業其實是一個傳統行業,除上游少數幾家較具規模的氣體生產工廠外,大部分氣體灌站都屬於中小型工廠,而最多的則是屬於氣體經銷的商業體系。國內氣體產業的主要消費者即是廣大的變色龍─中小型工廠。

不過近年來隨著國內工業技術與水準的提昇,變色龍對工業氣體的需求亦逐漸多樣化,因此導致氣體供應商必須因應提出多種解決市場供需的方案。不同的解決方案就有不同方案所引發的管理(行政、財務、生產、安全)問題。在中小型工廠專業人力有限的情況下,處理稍有不當即甚易造成安全堪慮的事件。

及早發覺各種潛在的危害因子,再經危害分析後將其預先消弭,固然是屬於工廠內部人力有限的環保、安全與衛生人員的職責範圍。但如何協助中小型工廠安環人員更有效率的解決工業氣體儲運安全與緊急應變問題,則需要你我的共同參與。筆者僅在此拋磚引玉,敬請各位讀者先進共同來研討及指教。

 

一、概論一般工業氣體之儲運方式

一般工業氣體泛指低溫(超低溫)的液態氣體,如空氣分離產品之液氧、液氮、液氬,以及其他液態產品如液氦、液態二氧化碳等,或指氣態的上述氣體、氫氣以及溶解乙炔氣。這類工業氣體的產量(重量或體積)佔國內全部工業氣體市場的99%以上,並普遍為國內大、中、小型企業或工廠所通用。本文不擬論及特殊氣體、醫用氣體以及電子材料用氣體,否則會因半導體、光電產業、學校(或研究單位)以及醫療院所等的特殊需求,而將題目範圍過度擴大。

氣體供應商供應氣體的方式主要取決於使用者的需求。不同產業對氣體的需求差異極大,而與企業規模的大小則不見得有所關聯。但在同一類別的產業中,氣體供應商會視工廠規模的大小而加以適當調整,一則便於配合工廠的作業,二則有利於氣體供應商運輸等成本的考量。

對需求量較小的工廠,氣體經銷商均採用高壓氣體鋼瓶為主要供應容器,以隨叫隨送的方式處理。而對需求量較大者,則可能以集合裝置方式供氣,例如集束鋼瓶組,每一集束裝有12 ~16支高壓鋼瓶(視供應商設備規範而定),方便使用者長時間大量之使用,不必頻於更換鋼瓶而導致生產作業中斷。亦有以小液罐(Dewar)方式供氣。一個小液罐可灌裝超低溫液態工業氣體約176公升,汽化後約略等於25支工業氣體鋼瓶,對採用集中供氣作業模式的工廠,或氣體使用場所集中的工廠,可節省鋼瓶儲存及使用所佔用的場地,以及避免其衍生的鋼瓶管理問題,同時有利於供氣商的管理及運送成本考量。

低溫(超低溫)的液態工業氣體,通常在氣體使用者的工廠內選擇一處經業主與氣體供應商雙方認可的適宜地點設置氣體供應站(Gas Yard),安裝客戶儲槽 (或稱 CE Tank)、氣體蒸發器及調壓器等。此等工廠每月份的使用量需有一定的規模,因氣體供應商所需的設備投資及維護成本甚為可觀,通常以由上游的專業氣體製造廠商直接供應為主。例如大規模使用氫氣的工廠,因國內目前尚未能產製液態氫氣,故皆以氫氣專用拖車供應模式作業。若需超越上述之氣體供應方式,則由大型專業氣體製造廠商直接在使用者工廠的氣體園區(Gas Yard)設置氣體工場,在此省略不提。

另有一種情況是,若工廠設置於工業區內,而該工業區已有大型氣體廠埋設地下氣體管線,在此情況下只要工廠的使用量未超過一定的程度時,氣體供應商很可能會自其已埋設之地下氣體管線特別裝配一條支管連接到該工廠。

 

二、工業氣體儲運時應注意之安全措施及事項

在不談及工業氣體製造及灌裝的複雜製程下,無論是氣體供應端或是氣體使用(消費)端皆涉及供應鍊中儲運安全的問題。在此僅就前述解決市場供需的各種方案討論之。

首先涉及各項方案的就是灌裝、儲存及運輸氣體時所使用的『本質安全容器』以及前述各種工業氣體的『氣體安全特性(MSDS)』事項。

這裡所謂的氣體容器,泛指高壓氣體鋼瓶、集束鋼瓶組、小液罐、客戶儲槽、以及氫氣專用拖車等。

工業氣體容器的「本質安全」可定義如下:

1.定期檢驗合格的容器

-內容積500公升以上之高壓容器,由勞委會代檢機構檢查者,如客戶儲槽、氫氣專用拖車或大型的集束鋼瓶組(其個別鋼瓶未實施3年定期檢驗者)等。

-內容積500公升以下之高壓容器屬於自主檢查。即鋼瓶所有人,或經授權使用的鋼瓶管理人必須依法實施鋼瓶之定期檢驗。

-容器之檢驗除應確認容器內外是否產生腐蝕現象、磨損、撞傷、火傷或金屬疲勞等,容器內部之油氣去除亦是氧氣鋼瓶的安全重點工作。

-中華民國工業氣體協會(簡稱氣體協會)為氣體產業安全自主之管理機構,係較具制度化的組織,全國共有32個高壓無縫鋼瓶檢驗站及一個溶解乙炔鋼瓶檢驗站,檢驗合格之鋼瓶著裝合格識別環。

2.標示灌裝之「氣體類別」

-遵循CNS之顏色文字表示。

3.使用灌裝氣體類別的標準瓶閥

-高壓氣體鋼瓶,遵循CNS瓶閥標準。

-小液罐,遵循氣體公會/協會標準(與CGA相容)。

4.容器張貼或塗裝氣體的「危害標示及圖示」

-遵循氣體公會/協會標準(符合危害通識規範)。

5.顏色(遵循CNS容器之塗色)。

6.氣體別灌裝或使用(消費)之專用接頭(防呆裝置,氣體公會/協會推廣中)

-高壓氣體鋼瓶,符合CNS瓶閥標準。

-小液罐,遵循氣體公會/協會標準。

7.鋼瓶垂直運輸

-溶解乙炔鋼瓶須採行垂直運輸。

-一般工業氣體鋼瓶(氣體公會/協會推廣中)。

8.閥帽(氣體公會/協會推廣中)。

無論氣體供應商的解決方案係何種模式,有無契約或合同的存在,亦不論氣體的價格,依法都不應影響使用者向氣體供應商要求提供「本質安全容器」的權益。有了具備「本質安全」的容器,工業氣體儲運及使用安全即已涵蓋了大部分。

雖說使用者可依法向氣體供應商提出各項要求,但安全並非白吃的午餐。例如氣體公會/協會推廣中的項目,係同時基於互惠、互利及相互提攜的原則。因此使用者最好與氣體供應商坐下來懇談,並由工廠自行提撥一些資金,或補貼一點氣體單價,以加速安全改善計劃之進行。

終究這些費用是用於使用者的工作場所,若全部都要最安全的、最好的,而又要氣體供應商自行吸收此項費用,也不見得是合理的。又如氣體別專用接頭屬於防呆裝置,主要的用意是製程安全,防止誤取誤用,但約每隔三年就需要全面檢查更換,你說是誰的責任,記得雙贏才是贏家。

(一) 工業氣體的「氣體安全特性(MSDS)」簡單的定義如下:(請參閱工研院環安中心網站:www.e-safety.com.tw

1.高壓危害:各類工業氣體皆然,宜使用適當的調壓裝置。

2. 低溫冷凍危害,如液氧、液氮、液氬、液氦、液態二氧化碳氣體等,宜使用適當的防護面罩及防凍手套工作。

3.氧化性氣體,如液氧、氧氣。

4.惰性(窒息)氣體,如液氮、液氬、液氦、氮氣、氬氣、氦氣、二氧化碳甚至氫氣等皆然(不含氧氣者)。

5.可燃性氣體,如氫氣、溶解乙炔等。

這些工業氣體的潛在風險與危害並不相同,且與工作場所或儲存場所的「環境安全」有很大的關連。譬如:同一類的工業氣體(鋼瓶)在運輸過程與在工廠內作業時的風險與危害是不相同的。

(二)工業氣體儲存場所應注意之安全措施及事項:

1.工業氣體運輸車輛之裝卸容器,以採用框架式吊裝作業、油壓升降機作業為宜。

-以人工作業者嚴禁直接碰撞著地以策安全(應使用橡膠墊襯緩衝)。

-嚴禁以繩索綑綁鋼瓶瓶閥進行裝卸作業以策安全。

-嚴禁以繩索懸吊鋼瓶閥帽進行裝卸作業以策安全。

2.固定(專用)儲存場所,以有遮陽的開放空間及通風良好為要務,並用鋼架或繩索固定之,灌氣鋼瓶與殘氣瓶應清楚標示且區隔置放(最怕誤取誤用影響製程安全、且造成氣體供應商的困擾)。

3.溶解乙炔鋼瓶與小液罐要隨時保持直立狀況。

4.氧化性與可燃性氣體要隔離及分開存放。

5.可燃性氣體之較大規模儲存場所,除陽光(遮陽)充足、通風良好外,亦應注意一些特定安全事項,如靜電及電氣安全問題等,使用防爆型照明、防爆型氣體偵測器,防爆型蜂鳴器等。

6.可燃性氣體之少量存放場所,以陽光(遮陽)充足、通風良好為首要,附近禁止使用電氣用品如照明、電風扇等,或未經許可逕行明火焊接施工等。

(三)工作場所使用工業氣體應注意之安全措施及事項:

1.大原則

-「任何氣體都是危險的」,初次使用工業氣體者,應由有經驗或具專業知識的人指導,或洽請氣體供應商前來講解指導。

-使用者若不明瞭、不確定工業氣體的使用是否合乎安全規則,則切勿冒險使用,務必聯絡台灣區高壓氣體工業同業公會電話(02)27717333或中華民國工業氣體協會電話(02)27737110協助(註:協會與公會同一處所辦公)。

-或就近洽請上游大型工業氣體製造商專業安環人員協助。

2.工廠作業區域內的鋼瓶宜採專人管理,擺設在通風良好的固定工作地點,不可隨意、隨地任意置放或任意倒放,或當墊腳工具使用,必須遠離水電火焰等。

3.溶解乙炔鋼瓶與小液罐必須隨時保持垂直狀態,不可橫放倒置,以免發生危險或損壞容器。

4.工廠除在維修間外,在其他場所使用溶解乙炔與氧氣之火焰割切器具時,必須有明火許可。

5.使用溶解乙炔與氧氣之火焰割切器具時,應在溶解乙炔與氧氣兩端各加裝逆火器,氣體導管以不超過30公尺為宜。

6.使用溶解乙炔與氧氣之火焰割切器具時,需使用組合式搬運車,完工時溶解乙炔與氧氣鋼瓶瓶閥必須確實關閉,導管內之氣體亦要排空以策安全。

7.室內氮氣配管必須使用金屬管線銲接,並使用氮氣專用閥件以策安全,嚴禁使用塑膠或橡皮充用,並建議安裝氧氣偵測器及缺氧警告器。

8.可燃性氫氣的導入與排放,應先以氮氣置換設備或管線內原有的其他氧化性氣體如空氣,再導入氫氣;反之,排放系統中的氫氣,應先以氮氣置換設備或管線內原有的氫氣以策安全。

9.氧氣鋼瓶之瓶閥不可注油潤滑,且須使用氧氣相容之配件,如調壓閥及壓力錶等。

10.不可對著人體開啟鋼瓶瓶閥,以防止身體受到高壓氣體的噴傷,使用前應先安裝適當的調壓裝置。

(四) 工業氣體運輸應注意之安全措施及事項:(供應商長途運送及廠內短距離之搬運)

1.使用前述『本質安全』的容器

-合格容器、氣體別標示清楚、張貼危害標示與圖示。

2.鋼瓶著裝閥帽。

3.車輛採用垂直運輸模式者,鋼瓶必須綑綁或使用固定框架。

4.車輛採用水平運輸模式者(溶解乙炔鋼瓶及小液罐除外),鋼瓶必須綑綁,不得超越車輛護欄高度,車尾預留30公分寬,做為預防他車追撞時之緩衝空間。

5.工廠內移動鋼瓶時勿用滾動方式,應採用鋼瓶搬運車。

6.車輛鋼瓶之裝卸作業,請參考前述之「工業氣體儲存場所之安全原則」。

 

三、工業氣體儲運之緊急應變措施

基於危險物品運送安全應從「源頭管理」開始以及「人命」無價的理念,預先做好事故防患的安全措施是最重要的工作。

氣體供應商必須對承運車輛之車況、工業氣體(本質安全的容器)及行車人員當天的身心狀況皆能掌控,確保符合交通部有關「危險物品運送人員管理」之行車規範,而提供行車人員(含隨車人員)「防禦駕駛」的專業訓練,亦是必備的安全條件,其餘就是上路後的臨場應變了。

各種工業氣體容器之設計皆能適合室外操作,因此在運輸途中即使突然下大雨,亦不需要停車加蓋遮雨帆布。特別是對可燃性氣體(乙炔及氫氣)而言,因行車風吹的關係,遮陽(遮雨)帆布與鋼瓶會摩擦產生靜電,若氣體有些微的洩漏,反而容易著火。

一般性的行車事故在此不談,工業氣體運送時若發生車禍傾倒或波及氣體容器,或氣體容器發生洩漏(或著火)的行車事故,首先要處理的是行車(含隨車)人員的安全,其次是事故之緊急通報,與緊急應變小組對事故現場之掌控及對危險源之消弭(本項及以下各項皆適用於工廠的緊急應變作業)。

依據歐洲工業氣體協會(European Industrial Gas Association,簡稱EIGA)之建議,行車人員應將其所承運之工業氣體類別、數量(實瓶及殘氣瓶)告知前來搶救之緊急應變小組指揮官,並提供單張印刷(日本稱為Yellow Card黃單,我國交通部門規定要整本的MSDS)的安全通告(註:請詳下列引用之歐洲工業氣體安全通告),交由其全權處理。

註:「歐洲工業氣體協會(EIGA)安全通告

安全諮詢團(SAG)

安全通告  02/02

如何處理火災現場,或暴露於大火、高溫下的氣體鋼瓶(Handling of Gas Cylinders at and after Fire/Heat Exposure)

 

引言:

客戶及緊急應變小組在緊急的情況下,若能即時獲知如何處理置於火災現場氣體鋼瓶的適切建議,將是個極為重要的事情。

這項由歐洲工業氣體協會(European Industrial Gas Association,簡稱EIGA)所發行的安全通告,包括單張印刷品,傳達了本會目前有關處理火場中氣體鋼瓶的最佳知識,特別是有關乙炔鋼瓶涉入火災現場時的一般處理原則。這項安全通告,要轉告給所有會員公司適當的人員,客戶及緊急應變工作小組的人員。本項通告的目的係提供一項指引,給予了解氣體特性,負責安全處理氣體及氣體鋼瓶的人員,要如何妥善處理置於火災現場或暴露於高溫下的氣體鋼瓶。推薦的用意就是要對每一種情況都要慎重地評估其可能的風險。(餘略)」

緊急應變小組指揮官臨場了解狀況後,將視情況設置事故指揮中心、規範Hot Zone(紅色警界區)、Warm Zone(備援區域)、以及Green Zone(安全區域)等。

在一般工業氣體的事故中,以行車事故或工廠事故所引發的氣體洩漏火災或爆炸較具危害性。以一般工業氣體而言,前述之氣體僅氫氣及溶解乙炔二種氣體較易衍生後續安全之問題。

歐洲工業氣體協會說明,若非熟悉氣體特性、且受過特種訓練或深具實務經驗者,對氣體鋼瓶之著火,切勿試圖自行滅火。但若燃燒區尚在鋼瓶本體之外,如氣體導管起燃,則可迅速關閉瓶閥制止之。

EIGA不建議緊急應變小組人員臨場深入搶救或試圖強力滅火,僅建議在有堅固的保護物(或牆壁)下,在遠距離(約100公尺)使用高空淋灑細水霧以冷卻著火之可燃性氣體鋼瓶及鄰近火場之氣體鋼瓶,若無保護物時則距離需更遠(約300公尺)。

著火之氫氣鋼瓶在氫氣燒完後會自行熄滅,不會逆火導至鋼瓶爆炸(注意:溶解乙炔鋼瓶則會逆火進入鋼瓶內部自燃而產生爆炸),所以持續以高空細水霧冷卻火場中的氣體鋼瓶是最重要的工作,而不是去滅火(可燃性的乙炔殘氣持續洩漏,反而是一種潛在的危害因子,無法預測在何種狀況下乙炔氣體會突然復燃)。

當火場已能掌控時,可移開淋灑之細水霧,觀察鋼瓶的表面是不是會迅速乾燥,或持續維持潮濕狀況,即可了解鋼瓶內是否還在燃燒。必須等到氣體完全燃燒且冷卻後才可移置空曠地區或水池中以繼續冷卻之。對燃燒中之溶解乙炔鋼瓶千萬不可試圖強力滅火,或試圖置入高壓氣體緊急應變桶(ERCV或稱棺材)處理(原因同上一段)。

若工廠或其他臨近地點發生事故,可依火場之遠近及燃燒趨勢,移開各種易燃物及工業氣體鋼瓶。

 

四、中小型工廠如何做好工業氣體儲運安全與緊急應變

推行「工業安全」固然要花點錢,但並不需要花大錢,就能大幅提昇「安全環境」及「安全水準」。若能持續改善,幾年下來工廠的面貌就很可能煥然一新,主要的方法就是正確的「安全觀念」與落實「管理制度」。

中小型工廠首先要依其經營規模與人力,將逐漸建立適合自己需求的安全、環保與衛生的管理體系,做為公司經營管理體系優先的考量,因為『安全是最重要的』。

很多以前的小廠今日能成為較大規模的公司,固然有其事業經營的利基,但亦有其一套的管理模式才能生存。這些公司大多曾度過許多管理風險與危機才有今天,當然包括工廠的安全管理在內。杜邦公司200年之經營即為一例。

就中小型工廠的永續經營而言,若能重視安全而將安全境界逐步持續提昇,則當工廠的安環管理已有所進步時,公司的管理制度無形中亦改善許多。在事業成長期間,若能適時導入各種管理(含安環管理等)及生產技術,則將能立足於不敗之地。

一個工廠的主事者有了『安全是最重要的』的理念後,其餘的只是如何強化管理(含安環面)制度而已,接著要談如何做好管理,如工業氣體儲運安全與緊急應變就有門路可循。

基本上這與廠內有無專業的安環人員並無絕對的關聯,因身為工廠的負責人要親自為「安全(問題)當綱」才會成氣候。這也是台灣需多企業(包括大型企業或工廠)實施安環制度,多年後成果仍然不佳的原因。

因這些工廠的管理尚停留在「工安是工安人員的責任」的時代,所以做不好事務的管理,何況工廠的事務管理不好往往就衍生安全問題。

花這麼多篇幅來談『安全是最重要的』,因要做好工業氣體儲運安全與緊急應變首先就須依靠它,接著才能談『主管的責任』與『員工的義務』等。

如此,前述第2大標題「工業氣體儲運時應注意之安全措施及事項」,及第3大標題「工業氣體儲運之緊急應變措施」的各項應行注意之安全措施及事項才可能被員工接受。一旦能為員工所接受而告落實,工業氣體儲運安全已獲得初步的保障。倘若要十全十美則需加把勁持續改善,進一步搭配「工作許可證(Work Permit)」及「個人防護裝備(PPE)」等安全制度。

當廠內安環體系動起來後,萬一發生事故時,緊急應變團隊應能適時發揮應有的功能,事故也就能很快的被掌控,因此事故的損失將是有限度的。

中小型工廠的環保、安全衛生專業人員的責任是:

1.首先設法與老闆或經理談談上述之觀念,在未懇談前不要逕行下結論,因最困難的部分本文已經針對老闆或經理提出,只要安環人員能克服內心的困擾下定決心幫忙,老闆不見得不會同意。老闆心知肚明有些事情只有他本人說了才算數,安環人員權限還是有限的,沒有老闆自己的領導安全是永遠做不好的。

2.記得做好安環事務需要花錢,但不必要花大錢(除非重大問題,此事老闆心理也是有數的),持續溝通、爭取認同改善則是較為穩健行事的手法。

3.協助公司建立健全的安環制度, 『安全是最重要的』,接著進行『線上主管的責任』與『員工的義務』,將全體職員工對安全應負的「個人責任」逐漸委付於「當事人」。

-這些過程需要很長的時間溝通,且必須事前在老闆或經理人的支持下才進行,因為『落實安全政策』是每一個人的責任,而非安環人員的工作。

-工業氣體儲(運)的安全,皆分別是該「線上主管」應負的責任(非安環人員的責任)。

-緊急應變組織與日常演練,亦應由指定的「線上主管」負責(安環人員依組織架構之權責行事)。

-安環人員應負責安環政策草擬及參予工廠安環規範的制定、提供資源協助線上主管、研討新舊法規異動、以及實施稽核評鑑。

4.善於對外取得安全管理或別人經驗分享的資源,尤其是各級政府主管機關主辦的講習會、各安衛組織的研討會、產業組織(氣體公會/協會)的安全 講習、政府機關及環安中心e-safety網站、e-safety 相連網站、國內外各氣體公司網站,或學長學妹、親朋好友等有數不完的資源可取。

5.提供安全管理技巧給「線上主管」運用,自然會得到回饋。

6.負責對外安環事務的聯繫與協調。

 

五、結論:

筆者曾在二家國營事業機構(轉借)服務,後服務於三福化工公司迄今,歷經大型國營及小型(逐漸成長為大型)民營企業,由「生產」轉移至「生產管理」、「安環、品保」,並參與中華民國化學工業責任照顧協會活動,乃至今日在公司內部專職負責為提昇氣體產業組織的「安全」與「標準」而努力,因而略知國營/民營企業、大型/中小型工廠、氣體公會/協會會員的安環運作情況。

正如品質管理的要點不在於設備與製程,而在於『人』的觀念與理想,環保與安全亦存在許多不一定要花巨額資金才能改善之處。小善不為則不要期盼大善可為,工業氣體儲運安全與緊急應變管理亦係如此,最重要的是靠信心、勇氣、智慧與長期的溝通。

工廠職員工的安全意識提昇後,人人都是安全事務的尖兵。此時即使是一家大型企業或工廠其所需設置的現場專業安環(Field Safety)人員也不見得要多,原先安置於作業現場的安環人員可以遞減,可轉移至專業安環的領域如製程安全評估、風險管理,或是移轉至生管、維修等其他領域,磨練及拓展其管理能力,使其成為下一代的主力幹部。

 

六、建議參考文獻

若要繼續鑽研,建議參閱下述專門著作或文件:

1.高壓工業氣體工廠安全衛生管理稽核實務手冊(經濟部工業局發行、工研院環安中心輔導、著者:莊浩浰)。

2.歐洲工業氣體協會安全通報「如何處理火災現場,或暴露於大火、高溫下的氣體鋼瓶」 (Handling of Gas Cylinders at and after Fire/Heat Exposure) 安全諮詢團(SAG)安全通告  02/02(請參閱台灣區高壓氣體工業同業公會:高壓氣體季刊第26期,2002年10月發行)。