التجمّد قد يسبّب ناراً … ماذا حدث في إحدى مصافي شركة فاليرو؟

الزمان: 16 شباط 2007.
المكان: إحدى مصافي البترول التابعة لشركة فاليرو في ولاية تكساس الأمريكية.
الحدث: حريق ضخم خسائره المباشرة أكثر من خمسين مليون دولار أمريكي.
توقفت كامل المصفاة عن العمل لمدّة شهرين.
لم ينجم عن الحادثة أيّة وفيّات، واقتصرت الأضرار البشرية على حروق لعدد قليل من المتواجدين، ويعود ذلك لسرعة إخلاء الموقع.
السبب: تجمّد المياه في أحد أكواع الأنابيب التي لا عمل لها، وقد وصلت هذه المياه إلى الكوع بسبب مشكلة في أحد الصمّامات.
1 ■ عن مصفاة McKee:
بدأ العمل في مصفاة McKee عام 1933، وانضمّت لشركة فاليرو Valero عام 2001. منذ بداية إنشائها، خضعت المصفاة لعدّة تعديلات كبيرة (منها تعديل في عام 2004).
لم يكن حريق عام 2007 الذي نتحدّث عنه في هذا المقال هو الحادثة الأولى في المصفاة.
تتكوّن المصفاة من أقسام عديدة، وقد بدأ حريق عام 2007 في وحدة فصل الإسفلت باستخدام البروبان السائل (PDA)، بُنيت وحدة الفصل PDA من جديد وعادت للعمل بعد نحو عام من الحادثة. (PDA اختصار ل Propane DeAsphalting).
توزّع مصفاة McKee منتجاتها البترولية إلى عدّة ولايات أمريكية.
2 ■ مجريات الحادثة:
بعد أقل من دقيقتين من بداية الحرائق
بعد أقل من دقيقتين من بداية الحرائق
كانت البداية عندما سمع العمّال صوتاً قويّاً مصدره أحد الأنابيب التي لا عمل لها منذ سنوات، وتقع هذه الانابيب عند برج الاستخلاص الأوّل في وحدة فصل الإسفلت باستخدام البروبان السائل (PDA).
يعود الصوت المسموع إلى اندفاع البروبان السائل بقوّة من شقّ في كوع أحد الأنابيب الآنفة الذكر، فتشكّلت بذلك غمامة من البخار كانت سبباً كافياً لإبعاد العمّال فوراً عن المكان (دون الأمر بإخلاء كامل المصفاة).
وسرعان ما تعرّضت غمامة البخار إلى الشرارة الأولى التي يُرجّح أن تكون من غرفة أحد المراجل القريبة، وقد أدّت النيران إلى انفلات إحدى وصلات الأنابيب الداخلة في برج الاستخلاص الأوّل.
بعد ذلك وصلت النيران إلى أحد الحوامل الفولاذية الداعمة للأنابيب، فأدى ذلك لانهيار عدد من الأنابيب وتدفّق المواد القابلة للاشتعال لتتوسّع رقعة النار وتصل إلى المعدّات المجاورة.
أدرك المسؤولون خطورة الوضع فأصدروا أمراً بإخلاء كامل المصفاة، وكان ذلك بعد ربع ساعة من بداية الحرائق. نجح رجال الإطفاء في احتواء الموقف، وتمكّنوا من إخماد النيران بعد 54 ساعة من بدء الحادثة.
نتحدّث في الفقرات الثلاثة التالية عن بعض تفاصيل الحادثة:
الفقرة 3 (الساق الميتة): عن سبب بداية الحادثة (انطلاق البروبان من شقّ في كوع أحد الأنابيب التي لا عمل لها).
الفقرة 4 (انهيار الحامل الفولاذي): عن سهولة انهيار مجموعة من الأنابيب.
الفقرة 5 (كادت الخسائر أن تكبر): عن حدثين كاد أن ينجم عنهما مزيداً من الأضرار البشرية والماديّة.
3 ■ الساق الميتة:
رسم تشبيهي لجزء من الساق الميتة وقد لُوّنت بالأحمر
في البداية، نذكّر بوقوع العديد من الحوادث حول العالم بسبب الأنابيب المهجورة أو التجمّد، وهناك العديد من الإرشادات في التعامل مع مثل هذه الحالات.
قبل نحو 15 عاماً من الحادثة، جرى تعديل على آلية عمل وحدة استخلاص الإسفلت بواسطة البروبان السائل (PDA)، ولذلك لم يعد هناك حاجة لمجموعة من الأنابيب.
لم يتم إزالة الأجزاء التي لم يعد عملاً لها، ولم يتمّ إدخال أي صفيحة فصل، واقتصر الأمر على إغلاق بعض الصمّامات، ليتشكّل بذلك ما يُعرف ب “الساق الميتة Dead-Leg” والتي لم تُحمى من التجمّد.
وهنا بدأت المشكلة، إذ لم يمنع أحد صمّامات الحجز من وصول البروبان السائل إلى الساق الميتة، وذلك بسبب وجود مادّة غريبة على بوّابة الصمّام. لم تؤثّر هذه المشكلة على عمل وحدة الاستخلاص.
رسم تشبيهي لخروج البروبان من الشقّ
إنّ البروبان السائل ليس صرفاً تماماً بل يحوي على ماء، يتجمّع هذا الماء في الأسفل لكونه أكثر كثافة من البروبان السائل، وقد تسرّب الماء مع البروبان السائل إلى الساق الميتة.
مع الانخفاض الشديد لدرجات الحرارة في ذلك الشتاء، بدأ الماء المتسرّب بالتجمّد ممّا أدّى إلى شقّ في كوع أحد الأنابيب، ولكن لم يحدث شيئاً بادئ الأمر لأن الجليد كان بمثابة سدّ في الشقّ.
ومع ارتفاع درجات الحرارة، ذاب الجليد فسمح للبروبان السائل بالخروج من الشق وذلك تحت ضغط مرتفع فتشكّلت غمامة البروبان التي ما لبثت أن اشتعلت.
بدأ الخطأ عندما أهمل المسؤولون أهمية الساق الميتة، فلم يتم اكتشاف مشكلة صمّام الحجز ولم تتمّ حماية الساق الميتة من التجمّد.
لا بدّ من التطرّق إلى خطأ في تصميم وحدة الاستخلاص PDA، فقد كان من المفترض وجود صمّامات إغلاق يتمّ تشغيلها عن بُعد، وتُعرف باسم ROSOVs) .ROSOVs اختصار ل Remotely Operable Shut-Off Valves).
تهدف صمّامات الإغلاق التي يتمّ تشغيلها عن بُعد (ROSOVs) إلى التحكّم بالمواد الخطرة في حالات الطوارئ، حيث يتمّ تركيبها في مكان بعيد وآمن.
قبل 11 عاماً من الحادثة، نوّهت إحدى الدراسات الداخلية في المصفاة إلى ضرورة تجهيز وحدة الاستخلاص PDA بصمّامات إغلاق يتمّ تشغيلها عن بُعد، وقد جرى ذلك نظرياً دون التنفيذ على أرض الواقع.
4 ■ انهيار الحامل الفولاذي:
كما ذكرنا في الفقرة الثانية، فقد وصلت النيران إلى بعض الحوامل الفولاذية الداعمة للأنابيب، وأدّى ذلك إلى انهيار أحد هذه الحوامل وانهيار الأنابيب التي تعتمد عليه.
كانت النتيجة خروج المزيد من المواد القابلة للاشتعال وازدياد رقعة النار.
رسم تشبيهي للنار النفّاثة. على الأرجح فإنّ مصدر هذه النار يعود إلى مدخل أحد الأنابيب في برج الاستخلاص الأول، وذلك بعد انفلات وصلة الأنبوب.
رسم تشبيهي للنار النفّاثة.
على الأرجح فإنّ مصدر هذه النار يعود إلى مدخل أحد الأنابيب في برج الاستخلاص الأول، وذلك بعد انفلات وصلة الأنبوب.
ولكن، لماذا انهار هذا الحامل دوناً عن غيره؟
لم يكن هذا الحامل مقاوماً للاحتراق (أي لم يتمّ عزله بمواد مقاومة للاحتراق)، وذلك لتجاهل احتمال تشكّل النار النفّاثة.
كما هو واضح من اسمها، تنتج النار النفّاثة (Jet Fire) عن اشتعال المواد المتسرّبة من ثقب في نظام مرتفع الضغط، وتصل إلى مسافات بعيدة.
5 ■ كادت الخسائر أن تكبر:
عند دراسة أي حادثة، لا بدّ من تخيّل الأمور الأسوأ التي لم تقع لولا بعض الأسباب، وأحياناً قد تكون الصدفة هي السبب الوحيد.
لاحظ تأذي دهان الخزّان
فيما يلي نبذة عن حدثين كاد أن ينجم عنهما مزيداً من الأضرار البشرية والماديّة:
تعرّض خزّان للبوتان لإشعاع حراري كبير:
يقع هذا الخزّان بالقرب من موقع الحريق، ويتّسع لعشرة آلاف برميل.
نتج عن الحريق إشعاعاً حرارياً كبيراً أدّى إلى تأذي طلاء الخزّان، وقد لعب اتّجاه الرياح دوراً رئيسياً في إبعاد النيران ممّا ساهم في صمود الخزّان.
ومن الجدير ذكره أنّ العمال لم يتمكّنوا من فتح الصمامات اليدوية المسؤولة عن إسالة المياه على جدران الخزان الخارجية (تُستعمل هذه المياه في حالتي التبريد والإطفاء)، ويعود السبب إلى ارتفاع درجات الحرارة المُحيطة بمكان وجود الصمّامات.
انبعاث الكلور:
بالقرب من الحرائق، تقع ثلاثة خزّانات للكلور السائل مخصّصة لوحدة معالجة مياه أحد أبراج التبريد. لم تنجو هذه الخزّانات من الإشعاع الحراري الكبير للحرائق.
الخزّان المتأذّي
تحوي خزّانات الكلور على سدادات قابلة للانصهار (Fusible Plugs)، يهدف تركيب هذه السدادات إلى السماح بالخروج التدريجي لغاز الكلور الناتج عن تعرّض الخزّانات لدرجات حرارة مرتفعة.
من الواضح أنّ السدادات القابلة للانصهار تنصهر عند درجات حرارة معّينة بحيث تجنّب الخزّان خطر الانفجار (حيث يخرج الغاز تدريجياً من أماكن الفتحات الناتجة).
في هذا الحادثة، انصهرت السدادات المعنية في الخزّانات الثلاثة، ولكن لم ينجو أحد الخزّانات من حدوث شقّ فيه، ويُرجّح أنّ السبب هو تعرّض الخزّان لإشعاع حراري كبير جدّاً أدّى إلى تشوّه جدرانه قبل اكتمال خروج غاز الكلور من أماكن السدادات المنصهرة.
لم يتعرّض أحد لأذى بسبب غاز الكلور المنبعث، ويعود الفضل في ذلك إلى سرعة إخلاء موقع الحادثة.
6 ■ ماذا نتعلّم من هذه الحادثة:
مراجعة آثار التغييرات التي نجريها على أنظمة العمل، ويُعرف ذلك بإدارة التغيير MOC – Management of Change.
عدم إهمال المعدّات التي لم يعد لها عمل نتيجة التغييرات، ودراسة إمكانية إزالتها نهائياً.
دراسة تأثير تقلّبات المناخ على المعدّات، وتحديد المعدّات التي تحتاج للحماية من التجمّد.
تحديد الأماكن التي يجب أن تكون مقاومة للحرائق.
توزيع وسائل الأمان في أمكنة آمنة ويسهل الوصول إليها (كتركيب صمّامات إغلاق يتمّ تشغيلها عن بُعد ROSOVs).
لم تكن الإصابات البشرية كثيرة في هذه الحادثة، ويعود ذلك إلى الإخلاء السريع لموقع الحدث.