W 2010 roku w zakładzie AL Solutions, który przetwarzał tytan i cyrkon doszło do wybuchu i pożaru. Oba metale w formie pyłu są wybuchowe, a w podwyższonej temperaturze mogą reagować z wodą, dodatkowo generując wybuchowy wodór. Z tego powodu do ich gaszenia zaleca się proszki gaśnicze typu D. Mimo to cztery audyty zrealizowane na przestrzeni kilku lat przez firmy konsultingowe oraz ubezpieczeniowe nie wskazały, aby stosowany w zakładzie system zraszania wodą był niewłaściwą metodą gaszenia. Ten przykład pokazuje ciągłą potrzebę szerzenia wiedzy w zakresie bezpieczeństwa wybuchowego i pożarowego.
Część ze wspomnianych audytów chwaliła również metodę sprzątania zalegających pyłów poprzez spłukiwanie ich strumieniem wody. Co prawda metale z czasem pokrywają się tlenkami, które w normalnych warunkach utrudniają reakcję z wodą, niemniej w AL Solutions mieliśmy do czynienia ze świeżo zmielonym materiałem, który nie wytworzył jeszcze takiej bariery ochronnej. Jak wykazały badania, w takiej sytuacji generowane są niewielkiej ilości wodoru, które mogą zwiększać energię wybuchu pyłów.
Proces produkcji w Al Solutions
W zakładzie produkcyjnym AL Solutions przetwarzano odpady z tytanu i cyrkonu. Proces produkcyjny polegał na mieleniu wspomnianych metali do postaci pyłu, który następnie poddawano rozdziałowi na dwie frakcje. Nadziarno zawracano do procesu mielenia lub traktowano jako odpad. Z kolei drobny proszek mieszano, a następnie prasowano do postaci bloczków. Produkcję prowadzono 24 godziny na dobę 7 dni w tygodniu.
Fot. 1: Mieszalnik pyłów, w którym doszło do wybuchu. Po lewej zdjęcie po wybuchu, po prawej wizualizacja.
Przyczyny wybuchu pyłu w mieszalniku i pożaru
Wywiady z pracownikami przeprowadzone po wybuchu ujawniły, że w zakładzie od dłuższego czasu pracował mieszalnik, którego łopatki pocierały o obudowę urządzenia. Słowa pracowników potwierdziła wizja lokalna, w ramach której na obudowie mieszalnika odkryto wyraźne przetarcia.
Fot. 2: Ślady przetarć na ściankach mieszalnika, w którym doszło do pierwszego wybuchu.
Jak się okazało, problem z mieszalnikiem występował od dłuższego czasu. Kilkukrotnie próbowano go naprawić, jednak podejmowane działania były prowizoryczne, przez co usterka szybko wracała.
Dzień przed wybuchem jeden z pracowników ponownie zgłosił serwisowi, że łopatki mieszalnika uderzają o jego obudowę. Aby rozwiązać ten problem serwisanci wyregulowali łopatki zwiększając tym samym ich odległość od ścianek urządzenia. Działanie to okazało się nieskuteczne, przez co problem szybko powrócił.
W kolejnym kroku serwisanci zdemontowali wał z łopatkami w celu wymiany zużytych części. Okazało się, że wał posiada głębokie wytarcie, co było prawdopodobną przyczyną nieprawidłowej pracy urządzenia. Ponadto w obudowie mieszalnika dostrzeżono podłużną dziurę o długości około 25 cm. Serwisanci nie byli w stanie naprawić wału, dlatego ich prace ograniczyły się do zespawania obudowy urządzenia.
Następnego dnia rano pracownik obsługi poprosił serwis o wymianę wytartych łopatek. Jeden z serwisantów zdemontował łopatki ze starego urządzenia, a następnie zamontował je w uszkodzonym mieszalniku. Było to zaledwie dwie godziny przed wybuchem.
Skutki wybuchu i pożaru
9 grudnia 2010 roku w niesprawnym mieszalniku doszło do wybuchu pyłu cyrkonu. Ciśnienie oraz płomień poprzez pokrywę urządzenia przedostały się do wnętrza hali. Spowodowało to wzbicie w powietrze zalegającego w niej pyłu, który także uległ zapłonowi. W ten sposób doszło do wtórnego wybuchu, który rozprzestrzenił się na zakład zabijając trzy osoby.
Powstały po wybuchu pożar doszczętnie zniszczył zakład. Zapaleniu uległy m.in. urządzenia oraz beczki z cyrkonem. – W tym miejscu należy podkreślić, że zgodnie z wewnętrznymi wytycznymi AL Solutions, w hali produkcyjnej powinna znajdować się taka ilość surowca, jaka aktualnie jest niezbędna do realizacji bieżącego procesu. Dokumentacja zdjęciowa utworzona po zdarzeniu pokazała jednak, że w hali składowano znacznie więcej beczek z surowcem niż wymagał tego proces.
Fot. 3: Duża ilość surowego materiału, która stanowiła paliwo dla pożaru.
Ochrona przed wybuchem – wybrane działania podjęte przez AL Solutions
Przeprowadzone po wybuchu śledztwo pokazało, że AL Solutions podejmowało pewne działania mające ograniczyć ryzyko wybuchu. Były one jednak punktowe lub nieskuteczne. Przykładowo:
- Zbadano tytan oraz cyrkon pod kątem wybuchowości. Pomimo, iż badania wskazały, że oba produkty są wybuchowe w zakładzie nie zastosowano odpowiednich zabezpieczeń przeciwwybuchowych, tj. odciążania, tłumienia i odsprzęgania wybuchu.
- W AL Solutions opracowano dokument opisujący procedury w zakresie bezpiecznego magazynowania i przetwarzania tytanu i cyrkonu, które jednak nie były egzekwowane.
- Urządzenia, które mogły emitować do hali pyły powinny być szczelnie zamknięte – wymóg ten nie był jednak egzekwowany.
- Wewnętrzny standard firmy nakazywał, aby w budynku produkcyjnym znajdowała się tylko taka ilość palnych metali jaka wynika z potrzeb bieżącego procesu. Wymóg ten nie był jednak egzekwowany.
- W zakładzie zastosowano wodne instalacje tryskaczowe, mimo że w czasie gaszenia cyrkonu i tytanu wodą może wydzielać się wybuchowy wodór. Do gaszenia metali należy używać proszków typu D.
Ponadto, kierownictwo AL Solutions wdrożyło procedury mające ograniczyć zagrożenie pożarem i wybuchem w obiekcie. Operatorzy używali narzędzi nieiskrzących i nosili ubrania w 100% z bawełny, co miało na celu ograniczyć ryzyko wystąpienia iskier mechanicznych oraz wyładowań elektrostatycznych. W budynku zakazane było używanie ognia, a palenie tytoniu ograniczono do wydzielonego obszaru poza strefą produkcji. Sprzęt elektryczny w tym silniki zlokalizowane w budynku produkcyjnym zostały zaprojektowane w taki sposób, aby nie stanowiły źródła zapłonu.
Zdjęcia: www.csb.gov
