杰夫格里芬和延斯康森,福斯克联合有限责任公司
本文主要讨论地震对化工、制药、石化和制造设施造成的风险,以及如何应对这些风险。特别地,老化的化学、制药和工业设施如何评估他们的设施和设备是否准备好应对地震事件?
背景
从历史上看,公众一直担心,如果在核电站或处理危险材料的工艺设施附近发生大规模地面运动,会发生什么情况。2011年3月11日日本东北大地震发生后,媒体的报道广泛地说明了这种事件的后果。这次震级为9.0级的地震引发了一场大海啸,向内陆渗透了数英里。这场灾难导致福岛第一核电站重要基础设施失灵,最终导致三个反应堆熔毁。同样,它引起了火灾,释放了危险物质,并摧毁了受灾地区的10万多座建筑。电力和供水基础设施也遭到严重破坏,导致地震后和随后几天停电和缺水。
似乎公众最关心的是核灾难,这很具有讽刺意味,因为核设施可能是最能抵御地震事件的。大多数核设施(甚至是旧的)都是按照严格的标准和规范设计的,以确保结构的完整性和基本设备的功能性,以应对超出预期的最坏可信情况。事实上,安全系统在福岛第一核电站按预期启动并工作。海啸造成的约33英尺高的大海啸导致地面和地下基础设施的故障,最终导致安全系统停止运行。不幸的是,在核电站的设计基础上没有考虑到如此大规模的海啸。然而,地震引起的地面加速度在一些机组的设计基础中被覆盖,而在其他机组中没有被大大超过,这就是安全系统最初工作的原因。相比之下,这场灾难对日本沿海的许多工业设施造成了广泛的破坏,包括“石油和农业化工厂、铸造厂、钢铁厂、汽车、电子、食品加工、造纸、塑料和制药厂”。[我]
世界上许多现有的化学、制药和其他工业设施都是多年前建造的,没有考虑到潜在的地震风险。即使是现代化的设施有时也会掩盖这个问题。这是非常有趣的,考虑到一些化学过程中最坏的情况是失去冷却,这可能是由失去动力引起的。工艺设施的异常情况可能会产生两个重大后果:1)有害物质的释放,对公众健康产生影响;2)昂贵的产品损失和工厂停机。Sera和Fumanti(2012)的一篇论文(二)探索人口稠密地区的强烈地震活动如何影响日本、印度和土耳其的高风险工业工厂。这并不是说风险不重要。事实上,有一篇文章医药制造业指出了解风险(如处于地震带和描述材料的稳定性)是管理风险的重要步骤。[3]
福岛核事故发生后,美国核管理委员会(NRC)进行了一项关于“美国核电站潜在地震脆弱性”的研究。(四)下面的美国地质调查局(USGS)地震危险地图说明了“危险”地区。从地图上,我们可以推断出加州海岸的大部分地区,以及几个关键地区,如圣路易斯、波特兰、西雅图、温哥华、大新泽西地区等,都有可能经历相对强烈的地震活动。的一篇文章证实了这一推论《连线》杂志,[v]它指出,许多这些危险区在100年里都没有发生过重大事件,这使得发生更大事件的可能性更大。美国核管理委员会强调,在许多“中部和东部各州(CEUS)存在地震风险,这对核电站设计有影响”。(六)虽然这些灾难性事件可能不太可能发生,但断层的存在足以引发潜在的危险事件。
那么,植物需要做些什么来应对这些危害呢?
Sundararajan(2005)的“概率结构力学手册”提到了某些州,如加利福尼亚州,如何有特定的项目来减轻公众暴露于“不适当的风险”。(七)其他人,如Paolacci, Giannini和De Angelis(2013)建议使用被动控制技术来减轻化工厂的影响。(八)可以这么说,有很多观点可供选择。对于许多设施来说,降低风险的尝试始于防范计划,例如OSHA建议的那些计划。(第九)与大多数降低风险的方法一样,面临的挑战是找到足够的时间和资源来处理。
我们的解决方案
Fauske & Associates, LLC有独特的方法吗地震厂房分析因为我们结合我们的能力,通过使用实验室测试来表征和理解化学物质和过程,与走下技术而且结构评估我们在电力行业的工作经验。其结果是一种有意义的方法,解决了与反应过程相关的直接危险,结构设计的充分性,以及对工厂层面风险的现实理解。我们可以执行地震安全评估确定现有结构的风险并提出担忧。然后,我们可以查看原材料和缓解控制,如排气口,淬火槽等,以确保它们得到充分的设计,以防止任何问题。
Jens Conzen是Fauske & Associates有限责任公司的工厂服务总监。他拥有工程力学硕士学位,并在核设施中进行了大量的地震评估。Jeff Griffin是销售和业务发展总监。如需更多信息,请与Jeff联系griffin@fauske.com和630 - 8875278.m.domyth.com
[我]伯德,W.A和格罗斯曼,E.(2011年7月1日).化学后果:东北地震和海啸后的污染和清理。环境卫生Perspect。A290-a301。来源:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3222972/
(二)http://www.enea.it/it/produzione-scientifica/EAI/anno-2012/n.-3-maggio-giugno-2012/the-evaluation-of-the-reference-earth-quake-for-the-siting-of-high-risk-industrial-plants
[3]Brettler, D.S.(2015年2月16日)。管理药品供应链风险。医药制造业。来源:http://www.pharmamanufacturing.com/articles/2015/managing-pharmaceutical-supply-chain-risks/
(四)http://www.wsj.com/articles/SB10001424052702303795304576453842076898316
[v]http://www.wired.com/2008/10/five-us-earthqu/
(六)“关于核电站地震问题的事实说明”http://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/fact-sheets/fs-seismic-issues.html
(七)http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4615-1771-9_19#page-1
(八)“重大灾害工业厂房地震风险分析及创新抗震防护系统的适用性”http://www.researchgate.net/publication/236347022_Seismic_response_mitigation_of_chemical_plant_components_by_passive_control_techniques
(第九)“新的OSHA网页强调工作场所的地震防范”https://www.osha.gov/as/opa/quicktakes/qt080114.html#13