ביום עיון שהתקיים לאחרונה בנושא ניהול סיכונים של אמוניה, הציג דורון שורץ מחברת אקוסייפ סקירה מסודרת של מעגלי הסיכון הקשורים לשימוש באמוניה [NH₃]. לפניכם תמצית הדברים.

אמוניה הינה גז רעיל (קורוזיבי למעשה) אך נפוץ בשימוש תעשייתי ובפרט במתקני קירור רבים בישראל ובעולם הודות ליתרונותיו הרבים כקרר יעיל שאינו מזיק לאוזון ולאפקט החממה.

רקע | מבנה מערכת קירור מבוססת אמוניה

ראשית נבין את תהליך הקירור של מערכות קירור מבוססות אמוניה. כדי להתגבר על הנטייה הטבעית של השוואת טמפרטורות ע"י זרימת חום למקום קר יש צורך בהשקעת עבודה. במערכת קירור מבוססת אמניה, העבודה נקראת דחיסה המבוצעת באמצעות מדחסים.

להגדלת התמונה לחץ כאן

האמוניה נדחסת לטמפ' של 90-100º ולחץ של כ- 13 אטמוספירות. מהמדחסים האמוניה זורמת בקו דחיסה (קו חם/קו גז) למחליף חום (מעבה מים או מעבה אוויר) שם האמוניה מתקררת לכ- 34º ומתעבה, אך נשארת בלחץ גבוה של כ- 13 אטמוספירות. האמוניה שהתעבתה לנוזל נאספת בקולט הנוזלים (רסיבר) ומשם זורמת דרך מפריד הטיפות לצרכן – המקרר (מאייד). האמוניה הנוזלית שמגיעה למקרר בלחץ של כ- 13 אטמוספירות מתפשטת והופכת לגז – ומכאן השם, מאייד.

כאשר האמוניה הופכת לגז היא מתפשטת, כלומר תופשת נפח גדול יותר, ועקב כך מבצעת עבודה שכרוכה בניצול אנרגיה. מאחר וההתפשטות מהירה, אין לאמוניה "זמן" לקחת אנרגיה, בצורת חום –מהסביבה, ולכן היא לוקחת את החום מעצמה ומתקררת. תהליך התפשטות כזה נקרא תהליך אדיאבטי, כלומר ללא מעבר חום עם הסביבה (לדוגמא, במכשיר הסיפולוקס הישן לאחר הכנת הסודה מיכל הגז מתקרר).

האמוניה הקרה במאייד (-8°C)  עוברת בצנרת ומקררת את המדיום אותו מיועדת לקרר – אוויר במקרר או המים/גליקול במיתקנים בהם הקירור נעשה ע"י מים/גליקול. מהמקרר יוצאת תערובת של אמוניה גזית עם טיפות נוזל. מאחר ואסור שנוזל יגיע למדחס, כי הוא יהרוס אותו יש צורך להפריד את הגז מהנוזל. הפרדה זו מתבצעת במפריד הטיפות. לבסוף, האמוניה הגזית זורמת מראש מפריד הטיפות חזרה למדחס שדוחס אותה שוב ובכך נסגר מעגל הקירור.

מקורות סיכון לדליפת אמוניה

אמוניה יכולה להשתחרר מברזים ומחברים במערכת הקירור, ובמקרים נדירים גם עקב שבר בצנרת עצמה. להלן דוגמאות לתאונות בהן השתחררה אמוניה שאירעו במהלך שנה אחת בלבד:

1. 4/6/2011 - צפון Rhine-Westphalia, גרמניה: מספר אנשים נפצעו כתוצאה מדליפת אמוניה במפעל בשר.האירוע התרחש בערב במהלך עבודות תחזוקה יזומות במקרר. הסיבה לתאונה היתה ברז פתוח לפני שסתום הבטיחות.  4 עובדים סבלו מפציעות נשימה חמורות.  16 עובדים טופלו בבית חולים.
2. 15/9/2011 - אוטווה, קנדה: שני אנשים פונו לבית החולים לאחר שנחשפו לאמוניה ב- Scotiabank Place. הבניין פונה לאחר שהחומר דלף בחדר הקירור של הבניין.
3. 12/11/2011 - הודו: תאונה במפעל קרח גבה את חייהם של 3 אנשים. התאונה אירעה כאשר העובדים עסקו בעבודת תחזוקה של מיכל האמוניה במפעל בשעות הערב. ממצאים ראשונים מצביעים על לחץ עודף במיכל.
4. 16/12/2011 - אלנה, בולגריה: 15 עובדים נפצעו מדליפת אמוניה במחלבה לאחר שנחשפו לדליפת אמוניה, 3 מהם במצב של סכנת חיים. הדליפה אירעה בעקבות פגיעה של משאית בצינור אמוניה המוביל לתוך מיתקן קירור. 70 ליטר אמוניה דלפו.
5. 8/1/2012 - זלצבורג, אוסטריה: עובד בתחנת כח טיפל תקלה במערכת האמוניה כאשר המתג הראשי של משאבת האמוניה הורם ואמוניה השתחררה ופגעה בעובד שנפצע קשה.
6. 14/1/2012 - קנדה: מחליקה אולימפית לשעבר בשם קרן מגנוסן, סובלת מקשיי נשימה, קשיים בדיבור, פגם בראיה ועייפות לאחר שאיפת אמוניה ב- מועדון החלקה על הקרח.

הגורמים לתאונות שנסקרו לעיל היו:

1. עבודות תחזוקה: כאשר הצנרת נפתחה לצורך ביצוע עבודה ומישהו הפעיל את המשאבות והזרים אמוניה.
2. שבר מכני של צנרת: יכול להיגרם גם כתוצאה מפגיעת מלגזה או כלי רכב או דריכה על צנרת.
3. התבקעות מיכל אמוניה שמולא יתר על המידה.

ככלל, אמוניה יכולה לדלוף מכל חלק במערכת, וההשפעות משתנות בהתאם למיקום הדליפה. למשל, ברוב מתקני הקירור באמוניה בארץ מותקנים כיום בקווי הנוזל (הקווים מהמעבה ועד למפריד הטיפות), על פי דרישת פיקוד העורף, ברזים אוטומטיים שסוגרים מקטעים במקרה של דליפה וכך מגבילים את כמות האמוניה הדולפת. מנגד, על קווי הגז אין כיום ברזי ניתוק, אולם בחדרי המדחסים מותקנים גלאים שיפסיקו את זרימת האמוניה מעבר לריכוז מסוים. למרות אמצעים אלו עדיין יכולה להשתחרר אמוניה עד הפעלת הברזים, או מצנרת מחות לחדרי מכונות, בכמות משמעותית שתיפגע בעובדים ובאוכלוסייה מסביב למפעל, אם היא מספיק קרובה.

הערכות לטיפול בדליפת אמוניה | שלב א' | מניעה

המעגל הראשון לטיפול בדליפת אמוניה הוא מניעה, שמתחילה עם איתור מוקדם של נקודות כשל באמצעות סקר סיכונים.

קיימות מספר שיטות לביצוע סקר סיכונים: סיעור מוחות, עצי כשל [Fault Tree Analysis], רשימת תיוג [צ'ק ליסט] ועוד. השיטה המומלצת מניסיוני הינה HAZOP – Hazard and Operability study.

בשיטת ה HAZOP, לוקחים את תזרים המערכת (P&ID – Process & Instumentation Diagram), מחלקים את המערכת למקטעים תפעוליים ובכל מקטע בודקים בצורה שיטתית אילו כשלים עלולים להתרחש.

הרעיון ב- HAZOP הינו שכל עוד אין סטייה מכוונת המתכנן, הכול תקין. לפיכך, המטרה היא לסרוק את המערכת בצורה שיטתית ולמצוא את כל (או לפחות מירב) האפשרויות לסטייה מכוונת המתכנן. עבור כל סטייה מוצאים אילו סיבות יכלו לגרום לה, מה התוצאות של סטייה זו, מה ההסתברות לסטייה, מה החומרה של תוצאות הסטייה ובהתאם מוצאים מה דירוג הסיכון של הסטייה מכוונת המתכנן. לבסוף נותנים המלצות למניעת הסטייה מהתכנון ו/או לטיפול בתוצאות.

דוגמא לניתוח סיכונים HAZOP לאיתור כשלים במערך קירור אמוניה

להגדלת התמונה לחץ כאן

במקביל לביצוע סקר הסיכונים, יש להערך למילוי דרישות הרשויות המתעדכנות מעת לעת. הרשויות הרלוונטיות הן בעיקר המשרד להגנת הסביבה, פיקוד העורף והרשות הארצית לכיבוי והצלה. דוגמא לדרישות הן הנחיות הנדסיות למיגון אמוניה של פיקוד העורף או תנאים למערכות קירור המשתמשות באמוניה של המשרד להגנת הסביבה או המדריך לניהול סיכונים סיסימיים של המשרד להגנת הסביבה.

הערכות לטיפול בדליפת אמוניה | שלב ב' | טיפול באירוע

הטיפול באירוע דליפת אמוניה מבוצע תוך שימוש בנהלים, כוח אדם וציוד ייעודי שמטרתם לתת מענה לאירוע מחד, ולמנוע פגיעה במטפלים, מאידך.

תפישת העולם של הח"מ, היא הקפאת מצב מהירה לצורך מניעת התפשטות אירוע, ולאחר מכן טיפול במוקד האירוע על מנת לנטרל את הסיכון לחלוטין.

הקפאת מצב מבוצעת ע"י שימוש במזנקי ערפל טורבו סילון ותותחי מים המוהלים את ענן האמוניה. ניטרול סופי של האירוע מבוצע ע"י סגירת ברזים. לצורך הטיפול באירוע יש לעשות שימוש בציוד מגן המותאם לרמת החשיפה לאמוניה. ציוד המגן מחולק בהתאם לסיווג הבא:

סיווג ציוד מגן אישי

לתפישת כותב המאמר, להקפאת מצב ניתן לעשות שימוש בציוד מגן ברמה C, המתאים לריכוזי אמוניה שאינם גבוהים מידי. (הערה: קיימת גם תפישה הגורסת שהקפאת מצב ניתן לבצע רק בציוד מגן ברמה B. נושא זה יידון במאמר אחר).

בטיפול במוקד דליפת האמוניה (למשל בתוך חדר מדחסים) בו נמצאים ריכוזים גבוהים של גז, יש צורך בציוד מגן Level A כגון חליפות אטומות ומנ"פים – מאחר ומסננים ייפרצו מהר.

לרוב, הטיפול באירוע דליפת אמוניה מתחיל עם הצוותים המפעליים ובהמשך מצטרפים כוחות ההצלה אשר יכולים לסייע בציוד שלא קיים בידי המפעל, כמו מנוף גבהים לחילוץ לכודים או התזת רסס מים מנקודה שולטת, או מצלמה תרמית לאיתור מקור הדליפה וכו'

הערכות לטיפול בדליפת אמוניה | שלב ג' | תגובה אוטומטית לצורך הקפאת מצב מהירה

לפחות בחלק מהמקרים לוקח זמן על מנת לזהות במדויק את מיקום דליפת האמוניה ואת ריכוז האמוניה באוויר. זאת משום שלצורך איסוף הנתונים הדרושים, אנשים צריכים להתמגן, להיכנס לאזור האירוע ולקרוא את המיקום והריכוז ברכזת הגלאים. לאחר גילוי המיקום צוות החירום פועל להקפאת מצב לפי המתואר לעיל. לכן, רצוי שהגלאים ישדרו את מיקום וריכוז האמוניה באזורים השונים למרכזי שליטה ולאנשי מפתח רלוונטיים, ובכך יאפשרו זיהוי מהיר של האירוע והערכות מהירה לטיפול. דוגמא טובה הינה קריאת גלאים בשער המפעל.

בנוסף, רצוי שתהיינה מערכות אוטומטיות, כגון מסכי מים שתופעלנה באופן אוטומטי ע"י גלאי אמוניה, או שלפחות תהיינה בעלות אפשרות להפעלה מרחוק ובכך יחסך זמן יקר בהשגת הקפאת מצב. לצורך יישום פתרונות אוטומטיים, כגון וילונות מים, יש כמובן לדאוג שחדרי המדחסים יהיו אטומים מלבד הפתחים התפעוליים. מצב בו קיימים פתחים רבים בחדר מדחסים, כגון בדוגמאות הבאות לא יאפשר מיהול יעיל של האמוניה לא בצורה אוטומטית וגם לא ע"י צוותי החירום

לסיכום, להלן תרשים זרימה עקרוני לטיפול בארוע דליפת אמוניה

להגדלת התמונה לחץ כאן

הדברים הוצגו ביום עיון בנושא ניהול ניהול סיכונים של אמוניה על ידי דורון שורץ, מנהל חברת אקו-סייפ (1994) בע"מ העוסקת בייעוץ בתחומי חומרים מסוכנים, ניתוח סיכונים והערכות לשעת חרום.

קישורים רלוונטיים:

1. הפתרון המסתמן: אוניית אמוניה קטנה בחיפה ומפעל לייצור אמוניה בדרום, 29.05.2017
2. עיריית חיפה לביהמ"ש העליון: ליישם מיד את חלופת האיזוטנקים, 08.05.2017
3. גזרת האמוניה רותחת: נתניהו, ברוש, ניסנקורן, יהב ונוספים, 27.04.2017
4. ביהמ"ש העליון מאשר מילוי חד פעמי של מכל האמוניה בחיפה, 18.04.2017
5. מומחה לניהול סיכונים: "השימוש במכל הקיים הוא בטיחותי ביותר" 06.04.2017
6. מיכל האמוניה | אסון קטסטרופלי או סיכון סביר? 01.02.2017
7. מידע נוסף על חומרים מסוכנים | infospot