电镀锌生产线PHA－MES危险性评价方法

　　1  引言

　　电镀是现代工业中常用的一种重要的表面处理工艺。我国电镀加工涉及最广的是镀锌、镀铜、镀镍和镀铬，其中镀锌占45%～50%，镀铜、镍、铬占30%，氧化铝和阳极化膜占15%，镀铅、锡和金约占5%,电镀锌生产过程中，由于工艺的要求，存在着较多危害因素，若人－机－环境失调，能量失控，就可能会产生中毒、灼烫、污染等事故，而且会造成设备腐蚀，导致意外伤亡事故、环境污染和重大的经济损失。据统计，电镀行业每年排放出4亿吨含重金属废水、50000吨固体废物和3 000万立方米酸性有害气体，因此，对电镀工艺的危险性进行分析和评价是十分必要的。常见的分析、评价方法主要有：作业条件危险分析法(IEC)、预先危险性分析法(PHA，Prelim Hazard Analysis)和改进型的作业条件危险性评价法(MES，Measurement Exposure Sequence)。

　　LEC法可以对作业环境的潜在危险进行半定量评价与分级，虽然简便易行，但它只能对一般作业条件的危险进行评价，它强调的是操作人员在具有潜在危险性的环境下作业的危险性，它的3个因子中有关指标的取值主观、任意性很大，其危险性等级的划分仅仅是美国人经验划分的结果，难免带有局限性。通常，LEC法用于评价简单化工系统操作人员的危险性是可行的，但对于电镀生产线这样一个复杂、持续的作业系统，仅靠这一种方法分析系统的危险性是不够的。

　　PHA法对电镀生产线进行定性的危险性分析具有很大的优越性，不仅能够比较深入地分析电镀生产线的危险因素、致因机理，而且该方法简单易行、经济、有效，具有很大的经济适用性。但由于该方法主要靠宏观概略分析来确定危险等级，对个人的经验水平有很大的依赖性。

　　MES法作为LEC的改进方法，考虑了安全补偿系数——控制措施对事故发生的抑制作用，但在适用性上仍存在一定局限。

　　由于电镀生产的复杂性(容易发生中毒、灼烫事故，而且事故一旦发生，会对大气、水体造成很大的污染)，单靠一种方法难以全面地评价电镀生产的危险性，需要构建适用性和综合性更好的评价方法。

　　PHA法结合MES具有较好的使用效果，通过某厂电镀车间碱性锌酸盐挂镀锌生产线的危险评价表明：二者结合，不仅能够发挥PHA法分析上的优势，而且由于MES法的使用，可以有效弥补PHA法靠宏观分析确定危险性等级的不足。

　　2 PHA-MES危险性评价法

　　2.1 评价原理

　　PHA-MES危险性评价法(以下简称PHA-MES)是充分利用PHA和MES在预先分析与险指标定量上的特长，共同完成对生产系统潜在危险全面分析和定量评价的方法。

　　1)利用PHA的分析方法对评价对象进行危险因素分析，找出系统的危险因素、危险因素作用机理、导致事故的可能途径和后果。

　　2)利用MES危险性指标体系，确定各种有害因素的危险程度、导致事故发生的概率、人出现在危险环境的概率以及事故的致命度等概率参数，对危险因素的危险程度进行定量计算，得出特定条件下的危险性，为危险等级的划分提供参数和依据，并根据其危险程度制定有针对性、突出重点的控制措施。

　　2.2 评价方法

　　PHA─MES实质上是用MES中“危险性等级”的定量分析置换PHA中“后果严重性等级”(见表1)的定性分析。其评价形式采用的是表格化，具体内容参见PHA─MES危险性评价表(见表2)。表中的分析项、参数确定和等级划分仍然是根据原有评价方法的理论依据进行。

表1  预先危险分析表

表2  PHA-MES危险性评价表

　　具体评价程序和步骤：

　　1)对生产目的、工艺过程、操作条件和周围环境进行的调查和了解，参照以前的经验和同类系统中发生过的事故，详细分析在设计、施工、生产等活动之前系统可能存在的潜在危险类别和影响。

　　2)确定具有潜在危险性环境中作业的危险程度(F)，计算表达式如下：

　　F=LS            （1）

　　式中，L——事故发生的可能性

　　　　　S——事故后果。

　　由于人身伤害事故发生的可能性主要取决于人体暴露于危险环境的概率E和控制措施的状态M，因此：

　　F=MES           (2)

　　M，E，S的取值标准参如表3、表4所示。

　　3)根据分析和危险程度计算结果划分危险级别，划分标准F如表5所示。

　　4)提出相应的安全防范或整改措施。

 

 

表5  危险性分级表

　　3 应用实例

　　3.1 某厂电镀车间介绍

　　某电镀热处理公司主要从事电镀、热处理和磷化工作，在电镀生产过程产生的废气(硝酸雾、铬酸雾、盐酸雾等)、废水(含重金属元素镉离子和铬离子等)不仅会对环境造成重大破坏，而且还会严重影响附近居民的生活，对其健康造成威胁。同时，在生产过程中，由于需接触到硝酸、重金属盐等危险化学品，职工的安全健康也受到了严重影响。另一方面，电镀车间工作场地潮湿、设备易受腐蚀，也容易导致事故。车间平面布局如下图所示，该车间拥有一条挂镀锌生产线、两条滚镀锌生产线、一条挂镀铬生产线、一条挂镀锡生产线、一条小滚镀锌生产线、一条镀银生产线。每条生产线配备4名工人，1名操作行车，2名挂、取镀件，1名检查镀件质量。笔者选取碱性锌酸盐挂镀锌生产线作为研究对象，进行危险性研究。

　　3.2 镀锌生产线危险源辨识

　　危险源是导致事故发生的根源，是事故能量与物质释放的主体。因此，危险源辩识是进行系统危险性评价的基础和前提。该电镀生产车间布局和镀锌生产工艺如下图所示。

 

　　依据作业环境条件和生产工艺设备进行危险区域划分，将镀锌生产线划分为发黑槽排风子系统、配置槽液子系统、除油子系统、除锈子系统、电镀子系统、供电子系统、槽液管理子系统和加热子系统共8个子系统，子系统单元中主要危险因素为酸碱雾、停电、工件掉入槽中、加热蒸汽管腐蚀穿口喷气等。通过危险源辨识和事故原因预先性分析，识别出系统中存在的酸罐出现裂纹、槽液挥发和工件掉入槽内等13处主要事故隐患(见表6)。

 

　　3.3 镀锌生产线危险性评价

　　根据PHA─MES的分析原理和评价步骤，电镀锌生产线危险分析和评价结果如表7所示。危险等级划分与安全整改措施如下：

　　1)发黑槽排风子系统出现故障时的危险性等级为二级，除油、除锈、电镀和槽液管理子系统的槽液挥发的危险性为二级。对于已有通风装置的发黑槽子系统应该增加备用系统，增加系统可靠性。而该厂在除油、除锈、电镀和槽液管理子系统上无通风装置，需立即配置一套有效的通风系统，并对酸碱雾进行净化处理。

　　2)其他子系统为四级，危险性较小。为了防止事故发生，应该对员工进行安全教育，增强安全意识；同时进行专门的安全操作和知识培训，提高安全技能；加强监督管理，实施安全奖惩制度。

表7  碱性锌酸挂镀锌生产线PHA-MES危险性分析表