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减轻工业设施的地震风险

张贴者 The 福斯克Team 于08.18.15

By Jeff Griffin 和 Jens Conzen, 福斯克& Associates, LLC

本文重点讨论地震对化学,制药,石化和制造设施造成的风险,以及如何应对这些风险。具体来说- 老化的化学,制药和工业设施队伍如何评估其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处理有害物质的核电厂或处理设施附近发生大幅度的地面运动,会发生什么情况。 2011年3月11日日本东北地震发生后,媒体对这一事件的后果进行了广泛的说明。 在瞬间震级上测得的9.0级地震导致了海啸深入内陆几英里。 这场灾难导致福岛第一核电站重要基础设施发生故障,最终导致三个反应堆发生故障。 同样,它引起火灾,释放有害物质,并在其遭受袭击的地区损坏了100,000多栋建筑物。 电力和输水基础设施也受到严重破坏,在地震发生后以及随后的几天内立即导致停电和缺水。

似乎公众最关注的是核灾难,这具有讽刺意味,因为核设施可能是抵御地震事件的最佳准备。大多数核设施(甚至是较旧的核设施)都按照严格的标准和规范进行工程设计,以确保结构完整性和基本设备的功能性,使其地震级别超出预期的最坏情况。 实际上,安全系统 福岛第一 开始并按预期工作。 海啸引起的大约33英尺的大海浪导致地面以上和地下的基础设施发生故障-最终导致安全系统停止运行。 不幸的是,在工厂的设计基础上没有考虑到如此严重的海啸。 但是,某些设备的设计基础已涵盖了地震引起的地面加速度,而其他设备并未大大超出地震加速度,这就是安全系统最初运行的原因。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破坏,其中包括“石油和农业化工厂,铸铁厂,钢铁厂,汽车,电子,食品加工,造纸,塑料和制药厂”。[一世]

世界上许多现有的化学,制药和其他工业设施都是几年前建造的,没有考虑潜在的地震风险。甚至现代化的设施有时也掩盖了这个主题。 考虑到对于某些化学过程而言,最糟糕的情况是冷却损失,这很有趣,这可能是由功率损失引起的。 处理设施的不正常状况可能会产生两个重大后果:1)释放危害公共卫生的有害物质,以及2)昂贵产品的损失和工厂停运。 Sera和Fumanti的一篇论文(2012年)[ii] 探索地震活动的强度 人口稠密地区的工厂影响了日本,印度和土耳其的高风险工厂。这并不是说风险并不重要。实际上, 制药业 指出了解风险(例如在地震带中并表征材料的稳定性)是管理风险的必要步骤。[iii]

福岛事件发生后,核监管委员会(NRC)进行了有关“美国工厂的潜在地震脆弱性”的研究。[iv] 下面的美国地质调查局(USGS)地震危险性地图说明了“危险”区域。 从地图上,我们可以推断出加利福尼亚大部分海岸以及几个关键地区,如圣路易斯,波特兰,西雅图,温哥华,新泽西州大区等,都有可能经历相对较强的地震活动。这篇文章中的一篇文章证实了这一推论。 有线,[v] 指出许多危险区域在100年来没有发生过重大事件,这使得发生更大事件的可能性更大。 NRC强调,在许多“中部和东部州(CEUS)中都存在地震风险,这些风险会影响工厂设计”。[vi] 尽管可能不会发生这些灾难性事件,但故障的存在足以引发潜在的危险事件。 

美国_地质

http://www.usgs.gov/

那么,工厂需要采取什么措施来应对这些危害?

Sundararajan(2005)的《概率结构力学手册》提到了加利福尼亚等某些州如何制定特定计划来减轻公众对“过度风险”的承受。[vii] 其他人,例如Paolacci,Giannini和De Angelis(2013)建议使用被动控制技术来缓解化工厂。[viii] 可以说,有很多可用的观点。对于许多机构而言,降低风险的尝试始于准备计划,例如OSHA建议的计划。[ix] 与大多数缓解风险的方法一样,挑战在于找到足够的时间和资源来解决。

我们的解决方案

福斯克& Associates, LLC 有独特的方法 地震工厂分析 因为我们结合使用实验室测试来表征和理解化学物质和工艺的能力, 步行技巧 结构评估 从我们在电力行业的工作。结果是一种有意义的方法,可以解决与反应过程相关的直接危害,结构设计的充分性以及对工厂风险的现实理解。我们可以执行 地震安全评估 确定现有结构和存在顾虑的风险的设施。然后,我们可以查看原材料和缓解控制措施,例如泄压孔,淬火槽等,以确保对它们进行适当设计以防止出现任何问题。

Jens Conzen是Fauske工厂服务总监&Associates,LLC。他拥有工程力学硕士学位,并且在核设施中进行了多次地震评估。 Jeff Griffin是销售总监&业务发展。有关更多信息,请联系Jeff [email protected] and 630-887-5278. www.yqlife.cn

[一世] 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erspect. A290-a301. Source: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3222972/

[ii] 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

[iii] Brettler, D.S. (16 Feb 2015). Managing Pharmaceutical Supply Chain Risks. 制药业. Source: http://www.pharmamanufacturing.com/articles/2015/managing-pharmaceutical-supply-chain-risks/

[iv] http://www.wsj.com/articles/SB10001424052702303795304576453842076898316

[v] http://www.wired.com/2008/10/five-us-earthqu/

[vi] “Fact Sheet on Seismic Issues for 核 Power Plants” http://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/fact-sheets/fs-seismic-issues.html

[vii] http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4615-1771-9_19#page-1

[viii] “Analysis of the Seismic Risk of Major-Hazard Industrial Plants 和 Applicability of Innovative Seismic Protection Systems” http://www.researchgate.net/publication/236347022_Seismic_response_mitigation_of_chemical_plant_components_by_passive_control_techniques

[ix] “新的OSHA网页突显了工作场所的地震准备” //www.osha.gov/as/opa/quicktakes/qt080114.html#13

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