國 立 交 通 大 學 工 學 院 產 業 安 全 與 防 災 學 程 碩 士 論 文 矽 甲 烷 槽 車 供 應 安 全 評 估 The security assessment for silane trailer supply 研 究 生 : 熊 淑 珍 指 導 教 授 : 張 翼 教 授 謝 明 宏 副 教 授 中 華 民 國 101 年 9 月
矽 甲 烷 槽 車 供 應 安 全 評 估 The security assessment for silane trailer supply 研 究 生 : 熊 淑 珍 Student:Shu-Chen Hsiun 指 導 教 授 : 張 翼 Advisor:Edward Yi Chang 謝 明 宏 國 立 交 通 大 學 工 學 院 產 業 安 全 與 防 災 學 程 碩 士 論 文 Ming-Hong Hsieh A Thesis Submitted to Degree Program of Industrial Safety and Risk Management College of Engineering National Chiao Tung University in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science In Industrial Safety and Risk Management September 2012 Hsinchu, Taiwan, Republic of China 中 華 民 國 101 年 9 月
矽 甲 烷 槽 車 供 應 安 全 評 估 學 生 : 熊 淑 珍 指 導 教 授 : 張 翼 謝 明 宏 國 立 交 通 大 學 工 學 院 產 業 安 全 與 防 災 學 程 摘 要 矽 甲 烷 (SiH4) 氣 體 近 年 來 廣 泛 的 應 用 在 半 導 體 光 電 及 太 陽 能 產 業, 是 這 些 產 業 的 製 程 中 相 當 重 要 的 生 產 原 料 然 而, 矽 甲 烷 氣 體 具 有 與 空 氣 接 觸 會 自 燃 易 爆 等 特 性, 並 且 燃 燒 時 會 釋 放 出 未 結 晶 的 二 氧 化 矽 濃 煙 若 製 程 進 行 時 或 運 送 過 程 中 發 生 洩 漏 或 防 護 失 效 等 情 形, 除 了 可 能 導 致 環 境 污 染 外, 更 會 損 壞 光 半 廠 中 昂 貴 的 設 備, 嚴 重 時 可 能 造 成 人 員 傷 亡 或 火 災 爆 炸, 是 不 可 忽 視 的 重 要 議 題 TFT-LCD 廠 的 矽 甲 烷 使 用 量 是 半 導 體 廠 的 倍 數, 因 此 TFT-LCD 廠 的 矽 甲 烷 氣 體 槽 車 的 安 全 評 估 為 相 當 重 要 的 環 節 本 論 文 以 矽 甲 烷 自 燃 濃 度 是 否 超 過 最 低 爆 炸 濃 度 以 及 是 否 低 於 臨 界 流 速, 做 為 矽 甲 烷 氣 體 槽 車 安 全 設 計 之 考 量 並 且 本 論 文 分 析 了 槽 車 置 放 環 境 的 狀 況, 並 評 估 了 在 不 同 置 放 環 境 下 的 安 全 性 本 研 究 並 評 估 了 矽 甲 烷 槽 車 作 業 的 安 全 性, 並 分 析 了 槽 車 作 業 防 災 策 略 槽 車 安 全 設 計 與 管 理 以 及 槽 車 置 放 與 裝 載, 對 於 矽 甲 烷 的 槽 車 供 應 的 安 全 評 估 做 出 極 為 詳 盡 的 評 估 與 分 析 關 鍵 字 : 矽 甲 烷,TFT-LCD, 槽 車 作 業, 槽 車 安 全, 防 災 策 略 - i -
The security assessment for silane trailer supply student:shu-chen Hsiung Advisors:Dr. Edward Yi Chang Dr. Ming-Hong Hsieh Degree Program of Industrial Safety and Risk Management College of Engineering National Chiao TungUniversity ABSTRACT In recent years, silane (SiH 4 ) gas is one of important raw materials for semiconductor, electro-optical, and solar energy industries. However, the silane gas ignites spontaneously when exposed to air and explosive easily. It also releases the smoke of uncrystallized silica when it ignites. When leakage or protection failure occurs during the delivery process, it will damage the facilitles of factory, and leads to the environmental pollution. It may also cause the injuries or fire explosion in severe cases. The usage of silane in TFT-LCD factory is for more than that in semiconductor factory, therefore it is a important issue to evaluate the safety of silane gas trailer. This thesis studies the safety of silane gas trailer by the cases of whether the spontaneous combustion concentration of silane is more than minimum explosive concentration and lower than critical flow velocity. The condition of parking environment of trailer and the security in the different parking - ii -
environments are also evaluated. This study also investigates the operation security of silane trailer and analyzes the strategy of disaster prevention of operation, the safety management devise and parking and loading of trailer. keywords : Silane, trailer operation, trailer safety,tft-lcd, strategy of disaster prevention - iii -
誌 謝 用 了 一 千 多 個 日 子 才 完 成 論 文, 感 謝 這 些 年 指 導 教 授 張 翼 博 士 謝 明 宏 博 士 的 辛 苦 指 導, 與 口 試 審 議 委 員 謝 宗 雍 博 士 張 立 博 士 對 論 文 的 細 心 指 導 與 提 供 寶 貴 的 建 議 在 研 究 所 求 學 的 日 子 裡, 感 謝 學 長 學 姊 與 同 學 們 對 研 究 上 的 幫 助 更 感 謝 家 人 的 陪 伴 與 鼓 勵, 終 於 在 努 力 多 年 後 拿 到 碩 士 學 位 學 習 是 無 止 境 的 在 獲 得 碩 士 學 位 後, 仍 將 繼 續 提 昇 個 人 的 專 業 能 力 也 會 隨 社 會 進 步 的 腳 步 不 斷 的 學 習 與 進 步, 並 將 個 人 所 學 回 饋 社 會 - iv -
目 錄 中 文 提 要 i 英 文 提 要 ii 誌 謝 iv 目 錄 v 表 目 錄 vii 圖 目 錄 viii 第 一 章 緒 論 1 1.1 研 究 動 機 1 1.2 文 獻 回 顧 2 1.3 研 究 目 的 4 第 二 章 主 體 研 究 5 2.1 研 究 主 體 5 2.2 分 析 範 圍 探 討 11 2.2.1 矽 甲 烷 燃 燒 原 理 11 2.2.2 矽 甲 烷 開 放 空 間 之 安 全 防 護 14 2.3 基 本 資 料 21 2.3.1 矽 甲 烷 基 本 物 理 化 學 特 性 資 料 21 2.4 矽 甲 烷 在 產 業 上 的 應 用 24 2.4.1 矽 甲 烷 在 產 業 上 的 應 用 角 色 24 2.4.2 矽 甲 烷 在 光 電 產 業 上 的 重 要 性 與 風 險 24 2.4.3 矽 甲 烷 在 TFT-LCD 的 應 用 25 2.4.4 矽 甲 烷 目 前 之 存 放 方 式 28 2.5 研 究 流 程 圖 30 第 三 章 矽 甲 烷 拖 車 供 應 系 統 之 防 災 與 安 全 評 估 31 3.1 矽 甲 烷 配 送 系 統 安 全 設 計 32 3.1.1 危 害 與 可 操 作 性 分 析 32 3.1.2 矽 甲 烷 配 送 系 統 設 計 33 3.1.3 矽 甲 烷 ISO Trailer 容 器 之 認 35 3.1.4 典 型 矽 甲 烷 Trailer 容 器 規 格 36 3.2 大 型 矽 甲 烷 供 應 系 統 需 求 38 3.2.1 矽 甲 烷 安 全 測 試 研 究 介 紹 40 3.2.2 矽 甲 烷 供 應 系 統 優 缺 點 比 較 43 3.2.3 鋼 瓶 與 拖 車 系 統 安 全 防 護 措 施 比 較 44 3.2.4 由 拖 車 大 量 洩 漏 之 FTA 分 析 結 果 45 第 四 章 結 果 與 分 析 56 4.1 矽 甲 烷 槽 車 作 業 56 - v -
4.2 矽 甲 烷 槽 車 作 業 防 災 策 略 58 4.2.1 槽 車 安 全 設 計 59 4.2.2 槽 車 安 全 裝 置 62 4.2.3 槽 車 安 全 管 理 70 4.3 矽 甲 烷 運 送 規 範 法 規 分 析 74 4.3.1 法 規 分 析 75 4.3.2 法 規 討 論 78 第 五 章 結 論 與 建 議 80 5.1 結 論 80 5.2 建 議 81 參 考 文 獻 82 - vi -
圖 目 錄 圖 1 半 穩 定 狀 態 下 矽 甲 烷 的 反 應 特 性 10 圖 2 利 用 不 同 管 徑 之 系 統 測 試 矽 甲 烷 之 外 洩 危 害 13 圖 3 不 同 管 徑 下 矽 甲 烷 爆 炸 時 溫 度 與 流 速 之 關 係 13 圖 4 矽 甲 烷 工 安 危 害 事 件 ( 一 ) 洩 漏 起 火 點 源 15 圖 5 矽 甲 烷 工 安 危 害 事 件 ( 二 ) 災 害 現 場 15 圖 6 矽 甲 烷 工 安 危 害 事 件 ( 三 ) 現 場 滅 火 16 圖 7 TFT LCD 製 程 中 使 用 的 危 害 物 與 有 害 物 27 圖 8 450 公 升 Y 型 鋼 瓶 暫 存 區 28 圖 9 拖 車 暫 存 區 29 圖 10 露 天 鋼 瓶 暫 存 區 29 圖 11 研 究 流 程 圖 30 圖 12 化 學 槽 車 示 意 圖 31 圖 13 典 型 的 大 宗 系 統 製 程 流 程 圖 32 圖 14 與 槽 車 等 效 之 矽 甲 烷 包 裝 33 圖 15 矽 甲 烷 ISO 規 格 貨 櫃 容 器 之 各 部 名 稱 33 圖 16 矽 甲 烷 ISO 規 格 貨 櫃 容 器 與 裝 置 之 各 部 名 稱 34 圖 17 矽 甲 烷 槽 車 之 輸 送 岐 管 裝 置 35 圖 18 ISO 之 矽 甲 烷 槽 車 規 範 36 圖 19 拖 車 大 量 洩 漏 之 FTA 分 析 52 圖 20 不 同 排 放 口 徑 之 立 即 引 燃 的 引 燃 位 置 與 矽 甲 烷 流 速 的 關 係 58 圖 21 槽 體 安 全 裝 置 裝 設 位 置 及 構 造 圖 65 圖 22 車 用 安 全 連 結 器 設 計 簡 圖 ( 一 ) 66 圖 23 車 用 安 全 連 結 器 設 計 簡 圖 ( 二 ) 66 圖 24 槽 車 安 全 管 理 系 統 架 構 圖 72 - vii -
表 目 錄 表 1 製 程 各 階 段 之 危 害 分 析 方 法 8 表 2 矽 甲 烷 燃 燒 濃 度 範 圍 11 表 3 矽 甲 烷 物 理 化 學 特 性 22 表 4 矽 甲 烷 槽 車 規 格 36 表 5 矽 甲 烷 供 應 系 統 優 缺 點 比 較 43 表 6 鋼 瓶 與 拖 車 系 統 安 全 防 護 措 施 比 較 44 表 7 矽 甲 烷 供 應 系 統 危 害 因 素 與 預 防 建 議 49 表 8 SEMATECH 對 矽 甲 烷 鋼 瓶 與 大 量 矽 甲 烷 拖 車 比 較 54 表 9 槽 體 安 全 裝 置 之 種 類 型 式 功 能 及 用 途 彙 整 表 64 表 10 矽 甲 烷 儲 存 及 處 理 國 內 外 規 範 74 - viii -
第 一 章 緒 論 1.1 研 究 動 機 1970 及 1980 年 代,IBM/HRC,Union Carbide 及 San Diego State 對 矽 甲 烷 (Silane;SiH4) 作 過 研 究 90 年 代, 更 有 FM/SEMATECH,Intel,CGA 或 其 他 機 構 ( 如 日 本 ) 對 矽 甲 烷 做 更 多 的 研 究 長 久 以 來 矽 甲 烷 被 半 導 體 業 視 為 頭 號 危 險 物 質, 除 了 其 自 燃 的 危 險 外, 氣 瓶 櫃 爆 炸 更 威 脅 到 人 生 安 全 及 財 物 安 全 TFT-LCD 是 繼 半 導 體 產 業 後 成 為 我 國 高 科 技 產 業 目 前 最 主 要 的 科 技 工 業 為 提 昇 在 國 際 市 場 的 競 爭 力 及 產 能, 從 第 3.5 代 第 4 代 第 5 代 第 6 代, 發 展 至 現 有 的 第 7 代, 甚 至 8 代 以 上, 其 因 生 產 設 備 大 型 化 自 動 化, 廠 房 挑 高 化 學 品 使 用 量 變 大 等, 導 致 工 廠 安 全 衛 生 風 險 管 理 需 求 更 甚 於 半 導 體 廠 有 國 內 光 電 廠 持 續 的 擴 建, 使 得 廠 房 潛 藏 了 更 多 安 全 衛 生 之 風 險, 若 製 程 單 元 發 生 防 護 失 效 或 洩 漏 等 情 形, 除 了 可 能 導 致 設 備 損 壞 環 境 污 染 外, 嚴 重 時 可 能 造 成 人 員 傷 亡 或 火 災 爆 炸 由 於 光 電 產 業 投 注 之 資 本 非 常 龐 大, 一 旦 發 生 工 安 事 件 損 失 往 往 難 以 估 計 本 論 文 針 對 矽 甲 烷 災 害 之 防 制, 探 討 矽 甲 烷 之 物 理 性 質 化 學 性 質 燃 燒 與 爆 炸 及 其 破 壞 情 形, 並 提 出 安 全 防 災 之 矽 甲 烷 拖 車 供 應 系 統 操 作 方 式 之 安 全 防 護, 以 降 低 TFT-LCD 廠 之 生 產 風 險 並 保 障 相 關 作 業 人 員 之 安 全 與 衛 生 矽 甲 烷 為 半 導 體 製 造 上 所 必 須 之 原 物 料, 其 具 有 自 燃 之 特 性 且 為 最 具 威 脅 及 破 壞 性 化 學 物 質 矽 甲 烷 於 廠 務 區 以 氣 瓶 櫃 供 應 之 方 式 供 至 - 1 -
TFT-LCD 廠, 矽 甲 烷 其 管 線 亦 分 布 於 全 廠 各 區, 使 得 TFT-LCD 廠 之 生 產 運 轉 可 能 發 生 火 災 之 風 險 相 對 升 高 目 前 大 量 供 應 (Bulk Supply) 矽 甲 烷 可 因 減 少 更 換 氣 瓶 次 數 而 減 少 風 險 但 由 於 量 大 且 佔 面 積, 目 前 之 使 用 仍 有 限 ( 如 TI) 未 來 製 程 發 展 若 能 兼 顧 安 全 及 技 術, 則 矽 甲 烷 使 用 量 及 頻 率 降 低 可 降 低 工 廠 風 險 危 害 分 析 包 含 : 製 造 端 運 輸 端 與 使 用 端, 本 文 研 究 運 輸 端 與 使 用 端 的 防 災 區 域 防 災 機 制 及 防 護 練 習 等 1.2 文 獻 回 顧 光 電 及 半 導 體 業 界 近 幾 十 年 來 蓬 勃 發 展, 如 何 確 保 廠 務 設 施 運 轉 穩 定 及 供 應 品 質 符 合 要 求, 並 減 少 故 障 等 造 成 工 業 安 全 事 件 之 異 常 發 生, 為 廠 內 廠 務 及 工 安 部 門 之 迫 切 課 題 [1] 為 了 解 產 業 界 目 前 與 未 來 可 能 之 問 題 與 困 難, 針 對 作 業 安 全 進 行 研 究 與 探 討 [2] 根 據 矽 甲 烷 的 物 質 安 全 資 料 表 MSDS 資 料 顯 示, 矽 甲 烷 為 一 無 色 會 與 空 氣 反 應 有 窒 息 性 影 響, 與 空 氣 接 觸 會 自 燃, 燃 燒 時 會 釋 放 出 未 結 晶 的 二 氧 化 矽 濃 煙, 主 要 的 健 康 危 害 是 此 氣 體 在 空 氣 中 會 自 燃 且 有 劇 烈 燃 燒 危 害, 高 溫 或 火 燄 時, 若 鋼 瓶 的 釋 壓 裝 置 故 障 可 能 引 起 鋼 瓶 爆 炸 若 矽 甲 烷 在 高 壓 下 釋 放 或 在 高 流 速 下, 可 能 發 生 延 遲 性 的 爆 炸, 排 放 矽 甲 烷 時 若 沒 有 發 生 自 燃, 便 要 小 心 有 極 大 危 險 將 發 生, 亦 不 可 靠 近 排 放 區, 緊 急 應 變 人 員 當 進 入 洩 漏 區 需 穿 著 SCBA 及 全 身 防 火 衣, 在 未 關 閉 瓶 閥 前 不 要 企 圖 滅 火 [3] 矽 甲 烷 在 某 特 定 壓 力 下 外 洩 時 並 不 會 立 即 自 燃, 但 外 洩 氣 體 會 與 空 氣 混 合 成 為 爆 炸 性 混 合 氣 體, 形 成 一 個 龐 大 的 爆 炸 性 氣 雲, 當 來 源 停 止 或 排 放 壓 力 降 低 時, 矽 甲 烷 達 到 自 燃 條 件, 此 時, 矽 甲 烷 自 燃 之 火 焰 會 引 燃 爆 炸 性 混 合 氣, 造 成 威 力 強 大 的 爆 炸, 這 也 是 自 燃 性 矽 甲 烷 所 最 容 易 產 生 的 - 2 -
危 險 狀 況, 故 存 放 矽 甲 烷 的 槽 車 安 全 設 計 極 為 重 要 1982 年,Cruice 針 對 矽 甲 烷 外 洩 進 行 測 試, 此 研 究 的 動 機 是 因 為 美 國 IBM 公 司 發 生 了 嚴 重 的 矽 甲 烷 爆 炸 事 故 後, 委 託 Hazards Research Co. 對 矽 甲 烷 進 行 的 研 究, 研 究 主 要 是 針 對 純 的 矽 甲 烷 外 洩 至 氣 瓶 櫃 與 風 管 中 進 行 測 試, 在 某 一 次 的 測 試 中 發 現, 矽 甲 烷 外 洩 到 氣 瓶 櫃 後, 經 過 約 五 秒 鐘, 氣 瓶 櫃 發 生 嚴 重 爆 炸, 這 是 首 次 證 實 自 燃 性 矽 甲 烷 亦 會 延 遲 引 燃, 進 而 引 發 侷 限 空 間 爆 炸 的 危 害 [4] 近 幾 年, 國 內 學 界 對 於 矽 甲 烷 在 空 氣 中 的 外 洩 危 害 的 研 究 有 : (1) 王 聖 瑋 的 矽 甲 烷 外 洩 至 空 氣 之 引 燃 特 性 研 究 [5]: 該 研 究 是 針 對 純 矽 甲 烷 經 由 透 過 流 量 控 制 器 來 控 制 出 口 流 速 來 進 行 穩 流 的 外 洩 進 行 測 試, 藉 由 搭 配 不 同 管 徑, 並 利 用 暗 影 法 搭 配 高 速 攝 影 機 來 捕 捉 出 口 端 的 流 場 與 矽 甲 烷 自 燃 與 延 遲 引 燃 等 特 性 狀 況 (2) 陳 政 任 教 授 的 高 壓 矽 甲 烷 外 洩 之 行 為 及 危 害 研 究 [6]: 針 對 高 科 技 光 半 廠 最 常 用 的 自 燃 性 矽 甲 烷 氣 體, 進 行 外 洩 引 燃 行 為 爆 炸 機 制, 透 過 有 系 統 的 測 試, 尋 找 純 矽 甲 烷 外 洩 至 空 氣 中 立 即 引 燃 之 明 確 的 條 件 矽 甲 烷 的 危 害 除 了 自 身 的 特 性 外, 有 很 大 的 部 份 是 由 於 人 為 疏 失, 近 幾 年 國 內 對 於 矽 甲 烷 的 人 為 可 靠 度 的 論 文 研 究 有 游 原 鑑 的 矽 甲 烷 供 氣 系 統 作 業 人 為 可 靠 度 評 估 [7] 與 劉 鴻 世 的 矽 甲 烷 (SiH4) 氣 瓶 櫃 操 作 人 為 失 誤 之 分 析 [8] - 3 -
1.3 研 究 目 的 半 導 體 業 及 光 電 業 因 製 程 需 求, 於 廠 區 內 設 置 大 型 矽 甲 烷 供 應 系 統 (Trailer), 我 們 探 討 大 型 供 應 系 統 與 氣 瓶 櫃 供 應 系 統 不 同 處 及 安 全 管 理 緊 急 應 變 上 的 風 險 大 型 化 氣 體 供 應 系 統 為 產 業 的 趨 勢, 隨 著 在 半 導 體 工 業 中 危 險 的 特 殊 氣 體 用 量 持 續 增 加, 使 用 較 大 型 之 包 裝 容 器, 並 配 合 大 流 量 自 動 供 給 系 統, 成 為 半 導 體 製 造 工 廠 氣 體 輸 送 技 術 主 流 更 多 有 關 安 全 標 準 的 研 究 及 測 試, 特 別 是 氣 體 槽 車 的 安 全 性 評 估, 也 隨 之 被 建 立 本 論 文 探 討 矽 甲 烷 的 物 質 特 性 及 其 外 洩 情 況, 來 了 解 矽 甲 烷 之 各 種 洩 漏 方 式, 藉 此 評 估 槽 車 運 送 的 安 全 性 - 4 -
第 二 章 主 體 研 究 2.1 研 究 主 體 矽 甲 烷 是 半 導 體 製 造 上 最 具 威 脅 及 破 壞 性 化 學 物 質, 不 但 人 員 之 身 體 傷 害 死 亡, 更 會 造 成 財 產 損 失 及 生 產 中 斷 日 本 發 生 曾 災 害 案 例, 因 操 作 者 不 知 其 可 怕 特 性, 認 為 矽 甲 烷 與 氧 氣 形 成 二 氧 化 矽, 殊 不 知 矽 甲 烷 與 氧 氣 成 爆 炸 性 氣 體, 會 造 成 設 備 損 害 及 營 業 中 斷 矽 甲 烷 燃 燒 後 產 生 二 氧 化 矽 或 一 氧 化 矽, 後 者 會 因 衝 擊 或 振 動 而 引 起 爆 炸 矽 甲 烷 氣 體 是 一 種 在 正 常 自 燃 溫 度 下 具 有 自 燃 性 之 氣 體 矽 甲 烷 釋 放 時 如 一 噴 射 式 火 焰 理 論 上, 矽 甲 烷 濃 度 在 LEL 濃 度 以 上 或 以 下 會 引 起 氧 化 反 應 是 因 排 氣 造 成 亂 流 排 氣 管 內 的 死 角 在 正 常 排 氣 下, 未 反 應 矽 甲 烷 不 會 累 積 至 危 險 濃 度 ; 如 果 亂 流 沈 澱, 矽 甲 烷 燃 燒 會 造 成 壓 力 上 升 在 某 些 情 形 下, 矽 甲 烷 洩 漏 不 會 燃 燒, 而 會 形 成 矽 甲 烷 蒸 氣 雲 因 為 矽 甲 烷 的 高 反 應 性 及 不 穩 定 特 性, 一 旦 蒸 氣 雲 燃 燒, 會 引 起 爆 炸 及 破 壞 性 過 壓 力 [9] 目 前 矽 甲 烷 供 應 方 式 受 到 高 度 的 研 究 重 視 就 日 本 美 國 對 矽 甲 烷 研 究 結 果 整 理, 並 引 用 美 國 UFC (Uniform Fire Code) NFPA (National Fire Protection Association) 及 SEMATECH 研 究 作 一 建 議 及 研 討 1992 年 美 國 聯 邦 政 府 公 佈 實 施 的 高 危 害 性 化 學 製 程 安 全 管 理 法 規 (Process Safety Management,PSM) 中, 其 對 安 全 衛 生 管 理 的 執 行 提 出 較 完 整 的 規 範, 要 求 業 者 執 行 製 程 危 害 分 析 (Process Hazard Analysis, - 5 -
PHA), 特 色 是 以 製 程 的 操 作 特 性 為 基 礎 訂 定 安 全 管 理 計 畫 ; 即 依 操 作 特 性 建 立 製 程 安 全 資 訊, 利 用 製 程 安 全 資 訊 執 行 製 程 危 害 分 析, 再 運 用 危 害 分 析 的 結 果 加 強 人 員 訓 練 設 備 的 管 理 及 各 項 操 作 管 理 許 多 因 毒 性 或 爆 炸 性 物 質 外 洩 等 重 大 工 業 災 害 的 發 生, 其 原 因 多 為 製 程 的 管 理 缺 失, 有 關 製 程 安 全 管 理 的 實 施 故 逐 漸 受 到 重 視, 希 望 可 預 防 或 減 少 此 類 重 大 工 業 的 危 害 發 生 此 外, 高 危 害 性 製 程 工 廠 建 立 制 度, 對 製 程 之 修 改 應 有 正 式 的 申 請 程 序 核 准 程 序 執 行 必 要 的 安 全 評 估 相 關 人 員 必 須 告 知 / 訓 練 技 術 資 料 須 作 必 要 之 更 新 等 我 國 危 險 性 工 作 場 所 審 查 暨 檢 查 辦 法 亦 要 求 訂 定 製 程 修 改 安 全 計 畫, 有 別 於 以 往 業 界 慣 用 的 工 程 服 務 申 請 程 序, 僅 作 經 費 與 時 程 之 管 控, 及 ISO 9000 較 著 重 於 文 件 管 制, 製 程 變 更 風 險 評 估 成 為 一 項 重 要 的 課 題 PHA 的 要 求 包 括 : 1. 應 評 估 下 列 項 目 : (1) 辨 識 危 害 (2) 由 類 似 製 程 曾 發 生 之 事 故 研 究 所 發 現 之 工 作 場 所 潛 在 危 害 (3) 工 程 及 管 理 控 制 措 施 (4) 設 備 設 施 配 置 (5) 人 因 工 程 考 量 (6) 對 人 員 安 全 與 健 康 之 可 能 影 響 的 評 估 2. 可 選 用 的 分 析 方 法 有 : (1)What-if 腦 力 激 盪 法 (2) 檢 核 表 (Checklist) 分 析 (3)What-if 與 檢 核 表 分 析 (4) 危 害 及 可 操 作 性 分 析 (Hazard and Operability Study,HAZOP) - 6 -
(5) 失 誤 模 式 與 影 響 分 析 (Failure Mode and Effects Analysis,FMEA) (6) 失 誤 樹 分 析 (Fault Tree Analysis,FTA) (7) 其 他 具 有 同 等 效 力 的 方 法 3. 危 害 分 析 應 由 對 工 程 操 作 及 製 程 有 經 驗 的 人 員 組 成 評 估 小 組 來 完 成 評 估 小 組 至 少 有 一 人 需 熟 悉 評 估 方 法 4. 針 對 評 估 小 組 之 發 現 與 建 議 應 有 追 蹤 系 統 5. 至 少 每 五 年 再 評 估 一 次 6. 只 要 製 程 繼 續 運 作,PHA 的 相 關 資 料 與 紀 錄 都 應 保 存 表 1 為 製 程 各 階 段 之 危 害 分 析 方 法 [10] - 7 -
表 1 製 程 各 階 段 之 危 害 分 析 方 法 製 程 研 發 基 本 設 計 試 驗 工 廠 細 部 設 計 建 廠 階 段 試 車 階 段 正 改 常 運 轉 擴 廠 或 修 停 廠 拆 除 文 獻 搜 尋 / 工 業 實 務 調 查 如 果 - 會 如 何 (What-If) 初 步 危 害 分 析 (PrHA) 檢 核 表 (Checklist) 相 對 危 害 等 級 分 析 危 害 與 可 操 作 性 分 析 (HAZOP) 失 誤 模 式 及 影 響 分 析 (FMEA) 失 誤 樹 分 析 (FTA) 工 場 巡 查 安 全 稽 核 - 8 -
系 統 安 全 分 析 的 方 法 種 類 繁 多, 其 用 途 亦 依 其 功 能 而 有 所 不 同, 危 害 及 可 操 作 性 分 析 是 由 引 導 詞 與 製 程 參 數 的 結 合 而 產 生 有 意 義 的 製 程 偏 離, 但 是 並 非 所 有 的 引 導 字 都 可 應 用 於 製 程 參 數 中, 例 如, 當 製 程 參 數 在 溫 度 的 考 慮 下, 它 的 引 導 字 只 有 較 高 或 較 低, 而 其 它 的 參 數 則 使 得 偏 離 而 變 得 沒 有 意 義 基 本 的 進 行 模 式 是 由 幾 個 不 同 背 景 的 專 業 人 員 以 一 種 創 造 性 系 統 性 的 方 式 相 互 交 換 意 見, 並 將 所 得 到 的 結 果 整 合 起 來, 這 種 方 式 比 起 每 個 人 獨 自 工 作 的 方 式 可 以 辨 識 出 較 多 的 問 題 其 分 析 為 定 性 性 質, 缺 乏 計 量 化 分 析 以 集 會 討 論 方 式 進 行, 時 間 結 果 往 往 造 成 工 程 設 計 複 雜 化 也 可 能 推 衍 出 一 些 無 意 義 後 果 之 事 件, 如 矽 甲 烷 流 動 方 向 錯 誤 導 致 SiH4 流 入 N2 管 線 上 混 合, 最 後 污 染 製 程 管 / 線, 當 事 故 發 生 時, 會 涉 及 多 種 作 性 分 析 文 獻 上 曾 對 矽 甲 烷 與 氧 的 燃 燒 爆 炸 機 制 的 研 究 進 行 探 討, 在 氧 含 量 較 高 的 情 形 下 (>70%), 其 燃 燒 生 成 物 為 H2O 與 SiO2 如 進 一 步 增 加 矽 甲 烷 濃 度, 則 H2 會 代 替 H2O, 形 成 生 成 物 當 矽 甲 烷 濃 度 極 高 時 (>70%), 其 生 成 物 為 H2 SiOx 與 Si, 矽 甲 烷 濃 度 極 高 時 的 反 應 機 制 可 能 為 熱 生 成 爆 炸 反 應 雖 然 該 研 究 並 未 針 對 自 燃 的 機 制 進 行 詳 細 探 討, 但 有 提 及 微 量 之 水 氣 可 能 穩 定 矽 甲 烷 與 氧 的 混 合, 特 別 是 在 高 矽 甲 烷 濃 度 的 條 件, 因 此, 大 氣 中 的 濕 度 可 能 為 矽 甲 烷 自 燃 與 否 的 關 鍵 條 件 之 一 [11] 美 國 FM 研 究 公 司 曾 針 對 矽 甲 烷 進 行 了 目 前 最 完 整 的 測 試, 如 圖 2-1 所 示 研 究 結 果 發 現, 當 矽 甲 烷 濃 度 介 於 1.4%~4.1% 之 間 時, 矽 甲 烷 與 空 氣 的 混 合 物 具 有 爆 炸 性 但 其 安 定 性 很 好, 亦 即 不 會 自 燃, 但 會 被 引 火 源 引 燃 而 發 生 威 力 強 大 的 爆 炸 而 矽 甲 烷 濃 度 介 4.5%~38%( 最 高 測 試 濃 度 ) 之 間 之 混 合 狀 態 稱 為 半 穩 定 (Metastable) 狀 態, 在 此 狀 況 下, 會 發 生 延 遲 引 燃, 延 - 9 -
遲 時 間 介 於 15~120 秒, 而 延 遲 時 間 與 矽 甲 烷 濃 度 成 反 比, 當 矽 甲 烷 濃 度 越 高 時 其 延 遲 時 間 則 越 短 此 文 獻 之 測 試 結 果 顯 示 立 即 自 燃 特 性 與 初 始 壓 力 出 口 條 件 有 關, 並 推 論 與 外 洩 環 境 的 通 風 條 件 無 關 [12] 圖 1 半 穩 定 狀 態 下 矽 甲 烷 的 反 應 特 性 [12] - 10 -
2.2 分 析 範 圍 探 討 在 FMRC 指 出 五 種 矽 甲 烷 可 能 燃 燒 方 式 中, 大 部 分 的 燃 燒 都 是 發 生 在 大 量 洩 漏 時 的 釋 放 燃 燒 與 釋 放 速 率 減 少 ( 或 壓 力 變 化 過 大 時 ) 的 自 燃 行 為 至 於 在 怎 樣 的 情 況 下 會 導 致 爆 炸, 則 需 視 矽 甲 烷 鋼 瓶 洩 漏 情 況 與 周 邊 之 防 護 設 備 而 定 表 2 矽 甲 烷 燃 燒 濃 度 範 圍 濃 度 範 圍 燃 燒 特 性 0< CSIH4< 1.4% 非 易 燃 燒 性 1.4%< CSIH4< 4.5% 易 燃 燒 性, 穩 定 須 燃 燒 源 4.5< CSIH4 易 燃 燒 性, 半 穩 定 ( 時 間 延 遲 後 自 燃 ) 矽 甲 烷 洩 漏 的 技 術 數 據 可 用 以 建 立 此 物 質 輸 送 系 統 安 裝 及 儲 存 的 最 小 分 離 距 離, 距 離 的 限 制 在 洩 漏 事 件 中 將 財 產 的 損 失 與 人 員 的 傷 害 降 到 最 低 距 離 之 決 定 依 據 其 立 即 點 燃 及 延 遲 點 燃 潛 在 爆 炸 效 應 的 或 然 率, 雖 然 壓 縮 氣 體 的 失 控 洩 漏 起 因 於 疏 忽, 但 其 可 應 用 於 工 程 上 與 管 理 上 的 管 制 以 避 免 此 物 質 釋 放, 從 而 使 使 用 者 在 操 作 此 一 物 質 時 將 風 險 降 低 到 一 定 的 程 度 2.2.1 矽 甲 烷 燃 燒 原 理 ( 一 ) 矽 甲 烷 燃 燒 原 理 可 表 示 為 :( 矽 甲 烷 空 氣 中 燃 燒 參 數 ) SiH4+2O2 +N2 -->SiO2 (s)+2h2o+n2-11 -
燃 燒 熱 為 -341 仟 卡 / 莫 耳 ( 或 -44.42 仟 焦 耳 / 克 ), 計 算 式 中 矽 甲 烷 濃 度 9.51 莫 耳 百 分 比 為 矽 甲 烷 的 特 性 及 在 常 壓 自 由 擴 張 定 體 積 及 爆 燃 當 矽 甲 烷 一 氧 氣 爆 炸 低 於 或 等 於 30 莫 耳 百 分 比 矽 甲 烷, 是 不 會 形 成 氫 氣 但 矽 甲 烷 濃 度 在 70 莫 耳 百 分 比 或 更 高 時, 唯 一 氣 態 產 物 是 氫 氣 而 非 水 SiH4+O2-->SiO2+2H2 矽 甲 烷 燃 燒 會 放 出 大 量 二 氧 化 矽 粒 一 磅 矽 甲 烷 完 全 燃 燒 約 生 成 1.8 磅 二 氧 化 矽 當 矽 甲 烷 濃 度 在 室 溫 下 與 空 氣 的 混 合 體 積 比 率 為 4.5%, 則 可 能 自 燃 達 到 此 最 低 濃 度 時, 並 不 表 示 一 定 會 燃 燒 而 此 種 延 遲 燃 燒 現 象 會 依 矽 甲 烷 濃 度 及 與 可 能 的 亂 流 (Turbulence) 而 定 若 要 自 燃 產 生, 通 常 需 要 先 達 到 半 穩 定 的 混 合 狀 態, 並 且 混 合 時 間 需 夠 長 但 在 矽 甲 烷 混 合 物 濃 度 高 時 不 易 預 測 若 要 排 除 自 燃 可 能 性 亦 不 因 難, 只 要 控 制 矽 甲 烷 累 積 混 合 濃 度 在 4.5% 閥 限 量 以 下 文 獻 曾 以 不 同 管 徑 之 測 試 系 統 對 矽 甲 烷 外 洩 危 害 進 行 探 討, 如 圖 2 所 示 [13], 其 外 洩 管 徑 內 徑 大 小 有 1/4 1/2 3/4 1 四 種, 利 用 旁 通 原 理, 將 測 試 前 矽 甲 烷 通 至 安 全 地 點, 使 用 氣 動 閥 將 矽 甲 烷 切 換 至 測 試 管, 在 由 所 選 定 的 管 徑 排 出, 計 算 出 其 出 口 流 速 - 12 -
圖 2 利 用 不 同 管 徑 之 系 統 測 試 矽 甲 烷 之 外 洩 危 害 圖 3 不 同 管 徑 下, 矽 甲 烷 爆 炸 時 溫 度 與 流 速 之 關 係 上 圖 3, 顯 示 各 管 徑 在 不 同 溫 度 下 矽 甲 烷 立 即 引 燃 之 出 口 流 速, 可 發 現 不 管 任 何 管 徑, 當 溫 度 上 升 時, 其 立 即 引 燃 的 出 口 流 速 亦 會 隨 之 上 升, 其 中 特 別 提 及 當 矽 甲 烷 外 洩 時, 引 燃 機 率 與 外 洩 流 速 成 反 比, 此 外 洩 模 式 應 有 一 臨 界 速 度, 當 外 洩 流 速 超 過 此 速 度 時, 矽 甲 烷 即 不 會 自 燃, 當 未 達 此 流 速 時, 則 會 立 即 自 燃, 此 臨 界 速 度 應 與 溫 度 呈 現 相 關 性 [14] - 13 -
2.2.2 矽 甲 烷 開 放 空 間 之 安 全 防 護 近 年 來 台 灣 半 導 體 業 大 幅 成 長, 因 此 矽 甲 烷 在 半 導 體 業 的 應 用 也 十 分 廣 泛, 也 引 起 多 起 矽 甲 烷 的 工 安 事 件 2011 年 9 月 16 日 清 晨 5 點 多, 某 面 板 公 司 后 里 廠 發 現 矽 甲 烷 鋼 瓶 ( 約 450 公 升 125 公 斤 ) 有 外 洩 現 象, 立 即 通 知 供 應 廠 商 更 換, 但 在 廠 商 抵 達 前, 洩 漏 氣 體 於 上 午 9 時 許 自 行 引 發 燃 燒, 該 廠 之 緊 急 應 變 人 員 立 即 以 水 霧 灑 水 降 溫, 並 將 火 勢 控 制 在 鋼 瓶 周 圍 本 案 發 生 後, 在 該 面 板 公 司 的 相 關 應 變 程 序 及 持 續 灑 水 下, 立 即 受 到 控 制, 發 生 洩 漏 之 鋼 瓶 位 於 獨 立 區 隔 之 建 物 ( 氣 體 房 ) 內, 與 廠 房 建 物 及 其 他 原 物 料 保 持 相 當 安 全 的 距 離, 火 勢 未 影 響 到 廠 房 及 製 程, 無 人 員 受 傷, 對 營 運 亦 無 影 響 當 天 下 午 即 將 洩 漏 鋼 瓶 內 之 矽 甲 烷 抽 出, 移 至 另 一 安 全 鋼 瓶 內, 現 場 狀 況 已 全 部 解 除 由 於 矽 甲 烷 氣 體 接 觸 空 氣 就 會 燃 燒, 廠 區 人 員 以 水 柱 降 溫 隔 離 火 勢, 並 通 知 消 防 單 位 協 助, 研 判 是 鋼 瓶 瑕 疵 造 成 氣 體 外 洩, 幸 好 是 非 毒 性 氣 體 不 會 造 成 危 害 這 起 意 外 事 故 因 該 廠 商 於 供 應 系 統 中 安 裝 洩 漏 偵 測 系 統, 否 則 後 果 將 不 堪 設 想 [15] \ - 14 -
圖 4 矽 甲 烷 工 安 危 害 事 件 ( 一 ) 洩 漏 起 火 點 源 [2] 上 圖 4, 洩 漏 源 起 火 點 在 壓 力 釋 放 裝 置 (Pressure Relief Device,PRD) 產 生 外 洩 現 象 後, 洩 漏 氣 體 經 過 一 段 時 間 後 自 行 引 發 燃 燒 圖 5 矽 甲 烷 工 安 危 害 事 件 ( 二 ) 災 害 現 場 [2] - 15 -
上 圖 5, 為 何 火 警 自 動 灑 水 設 備 未 啟 動? 地 板 與 周 邊 是 乾 的? 因 該 廠 自 動 滅 火 系 統 之 設 定 為 UV/IR 及 火 警 探 測 器 必 須 同 時 發 現 異 常 才 可 起 動, 導 致 而 目 前 的 預 警 系 統 完 全 失 效, 無 任 何 作 用 圖 6 矽 甲 烷 工 安 危 害 事 件 ( 三 ) 現 場 滅 火 [2] 上 圖 6, 該 廠 之 緊 急 應 變 人 員 立 即 以 水 霧 灑 水 降 溫, 在 消 防 人 員 抵 達 迅 速 撲 滅 火 勢, 火 場 受 到 控 制 發 生 洩 漏 之 鋼 瓶 位 於 獨 立 建 物 ( 氣 體 房 ) 內, 與 廠 房 建 物 及 其 他 原 物 料 保 持 相 當 安 全 的 距 離, 火 勢 未 影 響 到 廠 房 及 製 程, 無 人 員 受 傷, 對 營 運 亦 無 影 響 當 天 下 午 即 將 洩 漏 鋼 瓶 內 之 矽 甲 烷 抽 出, 移 至 另 一 安 全 鋼 瓶 內, 現 場 狀 況 已 全 部 解 除 本 事 意 外 故 建 議 事 項 : 1. 必 須 找 尋 第 三 公 正 單 位 鑑 定 事 故 原 因 ( 避 免 由 氣 體 供 應 商 自 己 鑑 定, 以 防 有 球 員 兼 裁 判 之 現 象 發 生 ) - 16 -
2. 應 避 免 同 樣 事 情 及 類 似 事 故 之 發 生 3. 應 要 求 氣 體 供 應 商 提 供 處 理 本 類 事 故 之 緊 急 應 變 器 材 4. 此 次 事 件 業 者 危 害 認 知 不 足, 一 開 始 誤 判 自 清 晨 5 點 開 始 外 洩 到 9 點 發 現 火 災, 中 間 歷 經 交 換 班 時 間 顯 得 有 所 疏 忽, 且 應 變 不 夠 迅 速, 應 再 強 化 物 質 危 害 特 性 認 知 知 教 育 訓 練, 並 檢 討 現 有 緊 急 應 變 機 制 之 合 宜 性 5. 自 動 滅 火 系 統 之 水 霧 作 動 建 議 改 成 UV/IR 或 火 警 探 測 器 有 一 發 現 異 常 即 起 動, 而 目 前 二 者 同 時 發 現 才 作 動 根 據 許 多 研 究 機 構 的 研 究 調 查 歸 納 顯 示, 矽 甲 烷 外 洩 的 事 故 中 絕 大 部 分 會 造 成 火 災, 其 中 的 事 故 有 些 是 在 氣 體 供 應 系 統 中 所 發 生 的, 如 發 生 在 換 鋼 瓶 過 程 在 台 灣 半 導 體 產 業 的 發 展 中, 矽 甲 烷 造 成 事 故, 多 為 切 錯 管 不 當 排 放 等, 導 致 少 量 矽 甲 烷 外 洩 燃 燒, 因 此 了 解 矽 甲 烷 的 特 性 有 其 必 要 性 根 據 勞 工 安 全 衛 生 設 施 規 則 ( 民 國 98 年 10 月 13 日 修 正 ) 第 185-1 條, 針 對 雇 主 在 矽 甲 烷 的 使 用 上 有 其 規 範 [16] 雇 主 對 於 常 溫 下 具 有 自 燃 性 之 矽 甲 烷 之 處 理, 除 依 高 壓 氣 體 相 關 法 規 規 定 外, 應 依 下 列 規 定 辦 理 : 一 氣 體 設 備 應 具 有 氣 密 之 構 造 及 防 止 氣 體 洩 漏 之 必 要 設 施, 並 設 置 氣 體 洩 漏 檢 知 警 報 系 統 二 氣 體 容 器 之 閥 門 應 具 有 限 制 最 大 流 率 之 流 率 限 制 孔 三 氣 體 應 儲 存 於 室 外 安 全 處 所, 如 必 須 於 室 內 儲 存 者, 應 置 於 有 效 通 風 換 氣 之 處 所, 使 用 時 應 置 於 氣 瓶 櫃 內 四 未 使 用 之 氣 體 容 器 與 供 氣 中 之 容 器, 應 分 隔 放 置 五 提 供 必 要 之 個 人 防 護 具, 並 使 勞 工 確 實 使 用 - 17 -
六 避 免 使 勞 工 單 獨 操 作 七 設 置 火 災 時, 提 供 冷 荥 用 途 之 灑 水 設 備 八 保 持 逃 生 路 線 暢 通 形 成 未 限 制 蒸 氣 雲 爆 炸 必 須 先 有 物 質 洩 漏, 蒸 氣 雲 濃 度 在 燃 燒 上 下 限 間, 並 達 到 穩 定 態, 最 後 要 有 引 火 源 產 生 以 矽 甲 烷 而 言, 引 火 源 是 流 量 降 低 或 關 閉 時 以 氣 瓶 櫃 而 言 影 嚮 蒸 氣 雲 爆 炸 為 釋 放 燃 料 的 量 及 釋 放 速 率 及 型 態 阻 檔 物 限 制 區 間 釋 放 型 態 風 速 及 風 向 也 會 決 定 蒸 氣 雲 的 位 置 及 尺 寸 而 燃 燒 源 位 置 型 態 及 燃 燒 延 遲 則 決 定 蒸 氣 雲 規 模 及 蒸 氣 雲 爆 炸 的 爆 炸 能 量 探 討 如 下 : 一 閥 件 被 關 閉 燃 燒 : 在 FMRC 及 UC 實 驗 中 指 出 在 閥 件 被 關 閉 時, 會 持 續 產 生 爆 炸 聲 或 POP 聲 一 種 例 子 是 釋 放 至 地 面 或 建 築 物, 加 上 非 常 低 的 風 速, 會 在 釋 放 點 形 成 蒸 氣 雲, 如 立 即 關 閉 釋 放, 引 起 燃 燒, 造 成 如 覃 造 雲 似 中 央 燃 燒 較 非 中 央 燃 燒 ( 尾 部 或 側 邊 ) 或 由 拉 長 形 狀 蒸 氣 雲 過 壓 力 危 險 性 大 二 緩 慢 降 低 流 量 : 因 氣 瓶 櫃 內 氣 體 用 盡 或 閥 件 在 離 洩 漏 端 很 遠 處 被 關 上, 當 噴 嘴 速 度 減 少 時, 矽 甲 烷 在 釋 放 口 變 得 因 傳 導 而 點 火 這 種 結 果 將 導 致 最 糟 的 中 央 蒸 氣 雲 燃 燒 三 未 侷 限 空 間 蒸 氣 雲 爆 炸 (UVCE): 因 為 內 部 過 壓 而 造 成 容 器 失 效 或 在 開 放 空 間 累 積 燃 燒 迅 速 引 起 爆 炸 波 這 些 現 象 如 果 發 生 在 室 外, 則 會 造 成 破 壞 性 的 過 壓 力 UVCEs 不 同 型 態 有 爆 炸, 爆 燃 及 大 量 自 動 燃 燒 - 18 -
爆 燃 是 一 種 放 熱 反 應, 如 非 常 快 速 易 燃 性 粉 塵 或 空 氣 中 蒸 氣 氧 化 未 燃 燒 物 質 以 低 於 音 速 進 行 質 量 傳 送 機 制 是 延 燒 的 來 源 爆 炸 是 一 種 放 熱 反 應, 因 建 立 及 維 持 反 應 引 起 振 波 存 在 特 徵 在 反 應 區 間 物 質 進 行 速 度 大 於 音 速 加 熱 機 制 原 理 是 因 震 波 壓 縮 震 波 機 制 是 延 燒 來 源, 而 這 些 反 應 在 開 放 空 間 中 產 生 震 波 大 量 自 燃 參 與 反 應 的 所 有 顆 粒 同 時 燃 燒, 當 自 性 氣 體 在 大 量 自 燃 情 況 下 燃 燒 時, 不 會 產 生 燃 燒 波, 且 物 質 在 任 何 點 變 成 燃 燒 產 物, 蒸 氣 雲 每 一 個 部 份 立 即 升 至 燃 燒 氣 體 狀 況 蒸 氣 雲 在 燃 燒 時 沒 有 時 間 擴 張 壓 力 上 升 速 度 應 為 無 限 且 沒 有 任 何 可 完 全 控 制 的 功 能 在 完 全 開 放 空 間 下, 矽 甲 烷 氣 體 大 量 洩 漏, 會 造 成 延 遲 燃 燒 而 造 成 爆 炸 的 適 當 條 件, 但 UVCEs 釋 放 與 蒸 氣 雲 形 成 的 頻 率 是 很 低 的, 結 果 是 不 會 有 爆 炸 危 險 在 室 外 供 應 矽 甲 烷 時, 引 燃 蒸 氣 雲 造 成 過 壓 力, 有 室 外 侷 限 空 間 及 亂 流 形 成 矽 甲 烷 洩 漏 通 常 會 燃 燒, 在 局 部 侷 限 空 間 爆 炸 區 間 的 形 成, 由 高 度 亂 流 狀 況 產 生, 易 生 成 爆 炸 蒸 氣 雲 中 央 的 阻 擋 物 不 但 加 速 混 合 且 增 加 火 焰 速 度, 引 起 較 高 的 過 壓 力 即 使 侷 限 非 常 小, 依 其 破 壞 情 形 來 看, 仍 有 爆 炸 情 形 出 現 足 夠 面 積 開 放 空 間 及 空 氣 流 量 造 成 釋 放 矽 甲 烷 立 即 燃 燒 減 少 爆 炸 之 風 險 矽 甲 烷 輸 送 系 統, 可 使 自 供 應 的 氣 源 傳 輸 矽 甲 烷 到 另 一 定 點 的 系 統, 其 使 用 管 路 銜 接 內 部 傳 送 器 及 / 或 使 用 此 物 質 ; 矽 甲 烷 氣 體 輸 送 系 統 的 管 路 與 元 件 包 括 : 容 器 銜 接 製 程 控 制 盤 面 及 整 合 元 件 - 19 -
沖 吹 氣 體 盤 面 及 整 合 元 件 製 程 氣 體 盤 面 與 沖 吹 氣 體 盤 面 之 間 的 管 路 製 程 氣 體 盤 面 的 出 口 點, 此 氣 體 可 能 流 向 建 築 物 管 路 系 統 或 如 果 使 用 氣 體 供 應 分 歧 箱 / 模 組 供 個 別 點 使 用 的 氣 體 供 應 分 歧 箱 矽 甲 烷 釋 放 顯 現 的 危 害 是 由 於 它 具 有 潛 在 的 可 燃 性 或 者 爆 炸 如 果 矽 甲 烷 釋 放 到 侷 限 的 空 間, 矽 甲 烷 立 即 或 延 遲 或 自 動 點 燃 的 效 應 如 同 當 大 氣 立 即 包 圍 燃 燒 物 質 時 潛 在 嚴 重 的 放 熱 與 膨 脹 大 氣 的 膨 脹 與 潛 在 震 波 經 由 點 燃 物 質 的 傳 播 可 導 致 鄰 近 氣 源 之 人 員 傷 害 與 建 物 及 設 備 的 受 損 室 外 區 域 使 用 是 減 少 或 消 除 這 些 效 應 的 方 法 依 HRC 研 究 結 果, 未 侷 限 情 況 下, 矽 甲 烷 燃 燒 能 量 可 以 爆 燃 情 形 敘 述 低 度 及 中 度 洩 漏 一 般 會 立 即 自 燃, 而 在 中 度 空 氣 混 合 下, 速 度 更 快 - 20 -
2.3 基 本 資 料 2.3.1 矽 甲 烷 基 本 物 理 化 學 特 性 資 料 矽 甲 烷 具 自 燃 性, 但 被 排 放 至 大 氣 中 時, 並 不 一 定 會 著 火 若 缺 乏 瞬 間 點 火 源, 可 能 導 致 延 遲 自 燃 而 造 成 火 球 或 蒸 氣 雲 爆 炸, 其 特 徵 介 於 爆 燃 到 爆 震 的 範 圍 重 要 的 是, 務 必 要 了 解 矽 甲 烷 的 自 燃 本 質 及 其 自 燃 周 邊 的 狀 況 純 的 矽 甲 烷 釋 放 的 點 火 及 燃 燒 已 成 為 主 要 的 研 究 課 題 根 據 這 些 研 究, 建 立 了 矽 甲 烷 在 空 氣 中 的 燃 燒 下 限 (Lower Explosive Limit,LEL) 為 1.37% 空 氣 中 矽 甲 烷 濃 度 達 1.37% 至 4.5% 時, 可 經 由 外 部 火 源 ( 前 導 點 火 ) 點 燃 而 造 成 爆 燃, 其 線 性 燃 燒 速 率 可 達 5m/sec 當 空 氣 中 矽 甲 烷 的 濃 度 超 過 4.5% 時, 混 合 物 會 成 為 介 穩 狀 態, 在 特 定 延 遲 後 會 進 行 大 量 的 自 燃, 在 較 高 濃 度 下, 其 點 火 延 遲 時 間 較 短 測 試 結 果 亦 顯 示, 矽 甲 烷 與 空 氣 混 合 物 即 使 在 較 高 的 濃 度 下 也 不 一 定 會 自 燃 延 遲 點 火 可 能 會 造 成 爆 燃 或 爆 震, 矽 甲 烷 輸 送 系 統 建 議 於 置 於 室 外, 以 預 防 當 矽 甲 烷 釋 放 造 成 潛 在 的 蓄 積 雖 然 建 議 在 室 外 使 用, 但 室 外 系 統 的 使 用 無 法 完 全 依 循, 因 為 現 場 或 環 境 考 量, 例 如 矽 甲 烷 混 合 物 的 其 他 成 分 具 有 毒 性 [17] 矽 甲 烷 的 主 要 危 害 為 矽 甲 烷 燃 燒 的 火 焰 或 熱 輻 射 之 燒 傷 因 其 自 燃 的 本 質, 矽 甲 烷 毒 性 的 資 訊 相 當 少 ; 然 而 美 國 工 業 衛 生 師 協 會 (ACGIH) 已 制 定 5 ppm 濃 度 作 為 恕 限 值 - 時 量 平 均 容 許 濃 度, 以 保 護 工 作 人 員 免 於 暴 露 在 此 物 質 時 造 成 眼 部 皮 膚 及 上 呼 吸 道 刺 激 的 風 險 此 外, 吸 入 矽 甲 烷 氧 化 物 也 潛 在 對 健 康 造 成 危 害 矽 甲 烷 燃 燒 時 產 生 的 矽 氧 化 物 可 導 致 呼 吸 道 的 刺 激 - 21 -
表 3 矽 甲 烷 物 理 化 學 特 性 中 文 : 矽 甲 烷 英 文 :Silane 化 學 式 :SiH4 成 份 辨 識 同 義 名 稱 : 四 氫 化 矽 資 料 含 量 :>99.% 化 學 文 摘 社 登 記 號 碼 (CAS No.):7803-62-5 特 殊 危 害 : 自 燃 性 分 子 量 32.118 密 度 @ 一 大 氣 壓 & 1.33 kg/m 3 21 比 重 (70 O F) 比 重 體 積 (70 O F) 1.2(air=1) 12.0 ft3/lb 特 性 沸 點 -111.7 (-169.0 ) 氣 體 密 度 0.0899 lb/ft 3 燃 燒 熱 物 質 狀 態 自 燃 溫 度 顏 色 氣 味 0.67 KJ/mol 壓 縮 氣 體 未 知, 室 溫 以 上 會 自 燃 無 色 窒 息 性 味 臨 界 溫 度 -3.4 臨 界 壓 力 703 psia 火 災 臨 界 密 度 15.4 lb/ft 3 爆 炸 上 限 (UEL) 100% 爆 炸 下 限 (LEL) 1.37 % - 22 -
健 康 危 害 等 級 (Nh):1 NFPA 分 類 火 災 危 害 等 級 (Nf):4 反 應 危 害 等 級 (Nr):3 燃 燒 後 效 應 火 災 時 可 能 產 生 刺 激 或 毒 性 氣 體 空 氣 中 燃 燒 濃 度 範 圍 1.37%~96% 空 氣 中 爆 炸 濃 度 範 圍 9%~25% 健 康 容 許 濃 度 (TLV) 5 ppm UN 編 碼 2203 運 輸 緊 急 應 變 指 南 116 圖 式 標 示 2.1 & 2.3-23 -
2.4 矽 甲 烷 在 產 業 上 的 應 用 2.4.1 矽 甲 烷 在 產 業 上 的 應 用 角 色 國 內 目 前 矽 甲 烷 使 用 量 在 2007 年 587 公 噸, 2011 年 需 求 量 約 1,200 公 噸 而 矽 甲 烷 氣 體 在 三 大 產 業 ( 半 導 體 平 面 顯 示 器 太 陽 能 ) 的 製 程 中 扮 演 著 極 重 要 的 角 色 [18] 例 如, 半 導 體 產 業 會 將 矽 甲 烷 用 在 IC 磊 晶 產 品 與 多 晶 矽 相 關 產 品 ; 在 多 晶 矽 相 關 產 品 方 面, 矽 甲 烷 氣 體 應 用 在 還 原 製 造 多 晶 矽 ; 應 用 在 磊 晶 產 品 方 面, 矽 甲 烷 氣 體 應 用 在 長 晶 品 質 在 高 溫 化 學 氣 相 沉 積 (Chemical Vapor Deposition,CVD) 製 程 中 製 造 磊 晶 矽 在 平 面 顯 示 器 產 業 方 面, 薄 膜 電 晶 體 液 晶 顯 示 器 的 面 板 產 品, 矽 甲 烷 氣 體 常 應 用 於 化 學 氣 相 沉 積 而 太 陽 能 產 業 方 面, 太 陽 能 產 業 主 要 分 為 太 陽 能 電 池 產 品 與 非 晶 矽 薄 膜 產 品, 矽 甲 烷 氣 體 常 應 用 於 製 造 過 程 ; 太 陽 能 電 池 產 業 主 要 以 矽 甲 烷 做 為 供 應 氣 源, 利 用 電 漿 輔 助 化 學 氣 相 沉 積 製 程 (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD), 在 不 銹 鋼 基 板 或 玻 璃 上 沉 積, 以 製 造 矽 薄 膜 太 陽 能 電 池 [19] 2.4.2 矽 甲 烷 在 光 電 產 業 上 的 重 要 性 與 風 險 光 電 產 業 在 製 程 中 的 矽 甲 烷 使 用 量 為 半 導 體 製 程 的 數 倍, 因 此 以 機 率 論 來 說, 光 電 業 因 為 使 用 矽 甲 烷 而 必 須 承 擔 的 風 險 與 損 失 都 遠 比 半 導 體 業 要 來 的 高, 發 生 工 安 意 外 的 次 數 也 比 半 導 體 業 來 的 多 據 統 計, 矽 甲 烷 在 國 內 平 面 顯 示 器 製 造 廠 來 說, 由 矽 甲 烷 供 應 系 統 所 引 起 的 火 災 名 列 前 十 大 火 災 起 因 [20] 在 光 電 產 業 中, 矽 甲 烷 是 以 平 面 顯 示 器 使 用 量 最 大, 尤 其 是 薄 - 24 -
膜 電 晶 體 液 晶 顯 示 器 (TFT-LCD) TFT-LCD 為 平 面 顯 示 器 的 一 種, 近 幾 年 由 於 能 源 危 機 的 產 生 與 環 保 意 識 抬 頭, 因 此 綠 能 產 業 趁 勢 而 起, 因 此 電 器 產 品 的 輕 薄 省 電 與 小 型 化 遂 成 為 消 費 者 的 基 本 需 求, 因 此 TFT-LCD 遂 成 為 台 灣 的 顯 示 器 市 場 上 最 蓬 勃 發 展 的 新 寵 兒 TFT-LCD 從 3 代 生 產 線 發 展 至 現 今 之 7 8 代 生 產 線, 投 資 金 額 也 增 加 到 1000 億 元 以 上, 形 成 了 另 一 股 資 本 密 集 及 技 術 密 集 的 產 業 2.4.3 矽 甲 烷 在 TFT-LCD 的 應 用 以 TFT-LCD 製 程 來 說, 在 製 程 中 所 用 的 氣 體 可 分 為 二 類 : 一 類 是 用 量 較 大 的 普 通 氣 體, 例 如 : 氦 氣 氬 氣 氫 氣 氧 氣 氮 氣 等 ; 而 另 一 類 是 用 量 較 小 的 特 殊 氣 體, 例 如 : 矽 甲 烷 磷 化 氫 氯 氣 在 TFT-LCD 廠 內 使 用 的 矽 甲 烷 係 高 危 害 物 質, 其 無 色 且 會 和 空 氣 反 應 有 窒 息 性 等 影 響 因 為 矽 甲 烷 與 空 氣 接 觸 會 自 燃, 而 且 燃 燒 時 會 釋 放 出 未 結 晶 的 二 氧 化 矽 濃 煙, 因 此 矽 甲 烷 在 空 氣 中 會 自 燃 而 且 會 有 劇 烈 燃 燒 的 危 害 並 引 起 爆 炸 TFT-LCD 廠 在 氣 體 供 應 規 劃 設 計 時, 為 考 量 這 些 氣 體 的 安 全 性, 所 以 按 照 氣 體 的 危 險 性 來 分 類, 將 氣 體 隔 離 供 應 上 也 會 分 區 域 [21] TFT LCD 在 工 廠 的 主 要 製 程 有 :Array 製 程 - 製 作 薄 膜 電 晶 體 基 板 CF 製 程 - 製 作 彩 色 濾 光 片 基 板 Cell 製 程 - 將 兩 片 基 板 組 合 並 灌 入 液 晶 Array 製 程 主 要 是 由 玻 璃 製 造 工 廠 生 產 之 素 玻 璃 先 完 成 洗 淨 工 作 後, 再 透 過 成 膜 黃 光 蝕 刻 與 去 光 阻 四 大 生 產 程 序 產 出 薄 膜 電 晶 體 玻 璃 基 板 ; CF 製 程 主 要 是 進 行 黑 色 矩 陣 紅 色 矩 陣 綠 色 矩 陣 藍 色 矩 陣 鍍 導 電 膜 之 生 產 程 序 製 作 出 彩 色 濾 光 片 玻 璃 基 板 ;Cell 製 程 主 要 是 將 TFT 與 CF 兩 片 - 25 -
玻 璃 基 板 分 別 洗 淨 後 進 行 配 向 框 膠 塗 怖 液 晶 注 入, 最 後 再 將 切 割 後 的 玻 璃 基 板 兩 側 分 別 以 偏 光 片 進 行 貼 附 程 序 TFT LCD 顯 示 器 在 製 程 中 所 產 生 的 危 害 主 要 由 各 生 產 程 序 中 所 使 用 的 設 備 氣 體 與 化 學 ( 藥 ) 品 產 生, 這 些 危 害 包 括 物 理 性 的 機 械 危 害 化 學 性 的 有 害 氣 體 危 險 性 氣 體 有 害 化 學 品 危 險 性 化 學 品 與 輻 射 的 危 害 ; 一 氧 化 二 氮 (N2O) 與 矽 甲 烷 (silane) 共 同 用 於 氮 化 矽 層 的 化 學 氣 相 沉 積, 氮 化 矽 層 的 主 要 作 用 則 是 鈍 化 遮 罩 或 隔 離,TFT LCD 顯 示 器 之 製 程 危 害 如 下 圖 12[18]: - 26 -
特 殊 氣 體 PH 3 NH 3 H 2 NF 3 NO 2 SiH 4 LNG BCI 3 CI 2 HCI SF 6 玻 璃 清 洗 化 學 品 清 潔 劑 薄 膜 黃 光 蝕 刻 Cell Module 包 裝 草 酸 異 丙 醇 異 丙 醇 磷 酸 乙 醇 乙 醇 醋 酸 丙 酮 丙 酮 去 光 阻 液 NMP 圖 7 TFT LCD 製 程 中 使 用 的 危 害 物 與 有 害 物 - 27 -
2.4.4 矽 甲 烷 目 前 之 存 放 方 式 圖 8 450 公 升 Y 型 鋼 瓶 暫 存 區 [2] 上 圖 8, 目 前 以 450 公 升 Y 型 鋼 瓶 暫 存 區 一 般 設 計 多 為 三 層 的 堆 疊 方 式, 此 存 放 方 式 危 險 性 極 高, 在 滅 火 系 統 在 最 上 層 鋼 瓶 上 滅 火, 下 層 的 鋼 瓶 並 無 法 有 效 防 護, 達 成 預 期 之 滅 火 效 果 - 28 -
圖 9 槽 車 暫 存 區 [2] 上 圖 9, 因 國 內 尚 未 開 放 槽 車 以 固 定 供 應 氣 體 的 方 式, 目 前 SiH4 槽 車 均 以 填 充 鋼 瓶 氣 體 做 為 現 階 段 的 功 能 圖 10 露 天 鋼 瓶 暫 存 區 [2] 上 圖 10, 露 天 置 放 鋼 瓶 等 同 於 將 危 險 曝 曬 中 - 29 -
( ) ( ) ( ) 2.5 研 究 流 程 圖 研 究 題 目 訂 定 一 準 備 階 段 相 關 資 料 蒐 集 資 料 分 析 國 內 資 料 國 外 資 料 二 執 行 計 劃 探 討 可 行 性 論 文 內 容 整 理 圖 表 製 作 第 一 章 第 二 章 彙 整 結 果 完 成 第 三 章 防 災 與 安 全 評 估 之 擬 定 第 四 章 結 果 與 分 析 三 探 討 完 成 第 五 章 結 論 與 建 議 No Yes 結 論 修 正 論 文 研 究 完 成 圖 11 研 究 流 程 圖 - 30 -
第 三 章 矽 甲 烷 拖 車 供 應 系 統 之 防 災 與 安 全 評 估 大 量 使 用 矽 甲 烷 之 設 施 目 前 被 研 究 使 用 因 其 可 以 減 少 人 機 接 觸 的 系 統 機 會, 另 一 重 要 優 點 是 可 減 少 原 料 及 人 工 成 本, 同 時 矽 甲 烷 拖 車 具 有 之 工 程 控 制 設 施 依 NFPA68 爆 燃 洩 壓 指 引,NFPA69 爆 炸 預 防,NFPA70/500 電 力 法 規 1994 年 版 UFC 80-1 儲 存 供 應 及 使 用 矽 甲 烷 及 其 混 合 物, 在 8003.8 節 允 許 灑 水 器 爆 炸 控 制 機 械 排 氣 電 器 防 爆 緊 急 電 力 供 應 及 如 果 儲 存 量 大, 則 需 要 分 開 的 建 築 物, 且 過 壓 力 時 必 須 與 主 建 築 物 有 足 夠 距 離 若 果 矽 甲 烷 或 其 混 合 物 超 過 體 積 大 於 2% 則 應 符 合 UFC No.80-1 拖 車 與 鋼 瓶 系 統 之 設 計 除 純 度 外, 在 系 統 及 元 件 上 是 相 似 的 開 放 空 間 以 防 火 牆 區 隔 重 要 閥 及 設 施, 對 於 進 入 拖 車 之 管 制 水 霧 系 統 保 護 三 個 UV 偵 測 器 專 屬 之 氮 氣 供 應 及 圍 籬 及 監 視 器 等 警 衛 系 統 圖 12 槽 車 示 意 圖 [2] - 31 -
3.1 矽 甲 烷 配 送 系 統 安 全 設 計 3.1.1 危 害 與 可 操 作 性 分 析 矽 甲 烷 大 宗 氣 源 使 用 的 設 備 包 含 大 宗 氣 源 及 其 監 控 系 統 來 源 包 含 ISO 模 組 管 式 拖 車 鋼 瓶 組 或 個 別 容 器 ( 具 總 水 容 量 大 於 8.8ft 3 (250L)) 監 控 系 統 包 括 控 制 面 板 掃 氣 氣 體 面 板 及 控 制 面 板 本 次 討 論 即 針 對 常 見 業 界 使 用 矽 甲 烷 原 料 之 製 程 流 程 標 準, 做 為 危 害 與 可 操 作 性 分 析 (HazOp) 進 行 模 擬 的 目 標, 由 此 探 討 矽 甲 烷 大 宗 氣 體 製 造 及 儲 存 安 全 風 險, 其 流 程 圖 如 下 閥 帽 排 氣 口 ISO 模 組 或 散 裝 容 器 製 程 面 板 邊 界 至 四 氫 化 矽 排 氣 口 RFO 0.125in (3.2mm) PT PCV-1 PCV-2 PT F VMB VMB 至 使 用 點 室 外 室 內 VMB RFO 0.125in (3.2mm) ISO 模 組 或 散 裝 容 器 來 自 氮 氣 房 真 空 至 四 氫 化 矽 排 氣 口 F 洗 滌 面 板 惰 氣 圖 13 典 型 的 大 宗 系 統 製 程 流 程 圖 上 圖 13, 為 目 前 製 程 上 矽 甲 烷 供 應 之 方 式 - 32 -
3.1.2 矽 甲 烷 配 送 系 統 設 計 一 等 效 的 矽 甲 烷 包 裝 圖 14 與 槽 車 等 效 之 矽 甲 烷 包 裝 上 圖 14, 有 人 就 有 失 誤,Trailer 與 Tonner Bundle 之 間 的 數 十 倍 到 數 百 倍 的 等 效 包 裝, 減 少 一 次 換 裝 氣 體 等 於 減 少 一 次 危 險 機 會 的 產 生 二 矽 甲 烷 ISO 規 格 貨 櫃 容 器 與 裝 置 之 各 部 名 稱 圖 15 矽 甲 烷 ISO 規 格 貨 櫃 容 器 之 各 部 名 稱 - 33 -
矽 甲 烷 ISO 規 格 貨 櫃 容 器 之 各 部 名 稱 : 1. 槽 車 艙 房 2. 矽 甲 烷 儲 桶 3.ISO 框 架 4. 槽 車 底 盤 ( 二 ) 矽 甲 烷 各 種 裝 置 之 各 部 名 稱 圖 16 矽 甲 烷 ISO 規 格 貨 櫃 容 器 與 裝 置 之 各 部 名 稱 矽 甲 烷 ISO 規 格 貨 櫃 容 器 與 裝 置 之 各 部 名 稱 : 1. 儲 桶 根 部 閥 : 手 動 或 氣 動 2. 壓 力 錶 : 偵 測 管 路 壓 力 3. 獨 立 閥 : 獨 立 壓 力 錶 4. 管 線 閥 : 手 動 或 氣 動 5. 管 路 :¼ 豬 尾 管 與 ½ 支 管 電 焊 連 接 6. 主 要 ( 入 口 / 出 口 ) 閥 門 : 氣 動 7. 入 口 / 出 口 連 接 : 典 型 上 是 DISS 632-34 -
圖 17 矽 甲 烷 槽 車 之 輸 送 岐 管 裝 置 [2] 3.1.3 矽 甲 烷 ISO Trailer 容 器 之 認 證 許 可 證 明 上 要 載 明 該 容 器 符 合 下 列 各 應 用 的 規 格 : 美 國 運 輸 部 (DOT) 49 CFR 美 國 鐵 路 協 會 (AAR) AAR-600 經 由 道 路 或 鐵 路 運 輸 的 危 險 品 之 國 際 車 廂 ADR & RID 歐 洲 國 際 海 上 組 織 (IMO) IMDG 世 界 海 洋 運 輸 安 全 貨 櫃 的 國 際 公 約 (CSC) 全 世 界 的 CSC 鐵 路 國 際 聯 盟 (UIC) 歐 洲 美 國 海 關 認 證 (TIR) 美 國 - 35 -
3.1.4 典 型 矽 甲 烷 Trailer 容 器 規 格 一 典 型 矽 甲 烷 Trailer 容 器 規 格 表 4 矽 甲 烷 槽 車 規 格 長 度 18.5 英 尺 (5.6m) 36 英 尺 (10.9m) 規 格 DOT/ISO 3AAX-2400 DOT 3T-2400 口 徑 22 英 吋 (55.8cm) 22 英 吋 (55.8cm) 材 料 AISI 4130 AISI 4145 設 計 壓 力 2,400 psig (166 bar) 2,400 psig (166 bar) 張 力 強 度 105 ksi 最 小 (724 MPa) 135~155ksi(931~1069 MPa) 厚 度 0.563 英 吋 (14.3mm) 0.415 英 吋 (10.5mm) 重 量 2605 lbs(1182 公 斤 ) 4011 lbs(1819 公 斤 ) 水 量 40.4 cf(1144l) 80.7 cf(2370l) 二 ISO Module/Tube Trailer 圖 18 ISO 之 矽 甲 烷 槽 車 規 範 - 36 -
以 上 設 備 名 詞 對 照 : Security Fence: 安 全 圍 籬 Concrete Fire Wall: 水 泥 防 火 牆 Main Gates: 主 要 出 口 Secured Gates: 安 全 出 口 Silane Gas Trailers: 矽 甲 烷 氣 體 拖 車 Deluge System Support Frame: 洪 水 系 統 支 持 框 架 Deluge System Nozzles: 洪 水 系 統 噴 管 Gas Lines To Building: 排 氣 管 連 接 建 築 物 Pipe Rack: 管 子 機 架 Source Gas Manifilds(Regulator Station): 氣 體 來 源 ( 調 節 站 ) Purge Gas Bundle: 洗 淨 大 量 氣 體 Ultravlolet-Infrared Sensors: 紅 外 線 偵 測 器 ISO 之 矽 甲 烷 槽 車 規 範 用 於 大 宗 矽 甲 烷 氣 源 安 裝 之 使 用 設 備, 包 含 大 宗 矽 甲 烷 氣 源 及 其 相 關 之 附 屬 控 制 設 備 大 宗 矽 甲 烷 氣 源 包 含 ISO 標 準 模 組 之 管 束 拖 車 鋼 瓶 集 束 組 或 是 水 容 積 總 計 達 8.8 立 方 英 尺 (250 公 升 ) 之 單 一 容 器 附 屬 控 制 設 備 包 含 製 程 系 統 氣 體 控 制 盤 面 沖 吹 氣 體 之 控 制 盤 面 和 儀 電 控 制 面 盤 大 宗 氣 源 供 應 系 統, 將 矽 甲 烷 分 配 傳 送 至 室 內 之 各 使 用 點 建 物 內 之 分 配 傳 送 方 式 與 設 備, 通 常 透 過 氣 體 供 應 分 歧 箱 / 模 組 (Valve Manifold Box,VMB) 來 執 行 一 台 槽 車 包 含 許 多 圓 筒 型 管 束 固 定 於 框 架 中, 適 合 陸 地 運 輸 及 海 上 船 運 典 型 的 管 束 直 徑 是 2 呎 (0.6 公 尺 ), 長 度 介 於 20 呎 至 40 呎 (6.1 公 尺 至 12.2 公 尺 ) 之 間 在 模 組 的 輸 送 端 是 以 閥 件 歧 - 37 -
管 將 各 個 管 束 互 相 連 結 管 束 拖 車 模 組 中, 每 支 管 束 本 身 必 須 安 裝 隔 離 閥, 使 管 路 盤 面 具 備 隔 離 矽 甲 烷 供 應 的 能 力 3.2 大 型 矽 甲 烷 供 應 系 統 需 求 根 據 美 國 CGA 協 會 矽 甲 烷 之 大 型 化 供 應 與 其 安 全 測 試 研 究 結 果 [22] 隨 著 在 半 導 體 工 業 中 危 險 的 特 殊 氣 體 如 矽 甲 烷 的 用 量 持 續 增 加, 使 用 較 大 型 之 包 裝 容 器, 並 配 合 大 流 量 自 動 供 給 系 統, 儼 然 成 為 半 導 體 製 造 工 廠 氣 體 輸 送 技 術 主 流 更 多 有 關 安 全 標 準 的 研 究 及 測 試, 特 別 是 儲 藏 使 用 設 施 所 需 預 留 距 離 的 估 算, 以 及 安 全 操 作 法 規 如 Uniform Fire Code 等 也 隨 之 急 須 被 建 立 本 文 除 使 用 實 際 設 計 案 例 來 介 紹 矽 甲 烷 之 大 型 自 動 供 給 系 統 外, 並 將 引 用 美 國 CGA 協 會 (Compressed Gas Association of America) 最 近 所 完 成 之 矽 甲 烷 安 全 測 試 結 果, 來 強 化 對 矽 甲 烷 危 險 性 的 認 識 此 研 究 以 一 系 列 不 同 供 應 規 模 的 矽 甲 烷 外 洩 測 試, 來 量 化 矽 甲 烷 之 各 種 洩 漏 參 數 對 累 積 外 洩 可 燃 量 及 其 潛 在 延 遲 爆 炸 之 影 響 [23] 由 於 矽 甲 烷 屬 於 高 危 險 性 的 半 導 體 製 程 用 氣 體, 其 大 型 自 動 供 給 系 統 之 設 計 也 與 一 般 惰 性 (Inert) 氣 體 有 所 不 同, 在 沖 流 (Purge) 限 流 防 護 裝 置 (Excess Flow Switch), 排 放 (Vent), 及 真 空 抽 排 (Vacuum) 功 能 上 都 有 特 別 的 考 慮 為 了 能 達 到 100% 穩 定 的 供 應 效 果, 系 統 的 設 計 也 都 是 採 用 雙 重 流 程, 不 僅 裝 置 兩 個 氣 體 來 源 容 器, 並 將 重 要 組 件 及 管 路 都 作 備 份 設 計 (Redundancy) 可 用 以 下 一 個 實 際 案 例 來 做 進 一 步 的 說 明 : 針 對 某 一 個 月 產 能 3 萬 片 的 8 吋 晶 圓 半 導 體 工 廠, 其 矽 甲 烷 月 用 量 估 計 約 在 600kg, 但 該 廠 未 來 可 能 進 行 製 程 升 級 或 產 能 擴 充, 而 月 用 量 可 能 升 - 38 -
高 到 1000kg, 矽 甲 烷 流 量 要 求 將 超 過 50 slpm, 輸 送 壓 力 在 50psig, 該 廠 若 不 採 用 大 型 自 動 供 給 系 統, 則 必 須 裝 設 10 台 以 上 的 氣 瓶 櫃, 同 時 也 需 10 支 以 上 矽 甲 烷 鋼 瓶 輸 送 氣 體 才 能 滿 足 製 程 需 求 經 過 詳 細 的 設 計 施 工 安 全 及 經 濟 效 益 評 估 後, 該 廠 決 定 採 行 大 型 供 應 的 觀 念, 以 下 則 是 所 建 議 的 大 流 量 矽 甲 烷 供 應 系 統 架 構 說 明 : ( 一 ) 輸 送 台 (Delivery Pad): 為 裝 置 大 型 氣 體 來 源 容 器 的 戶 外 區 域, 依 照 用 量 估 算, 建 議 使 用 兩 組 Y 型 容 器 ( 內 容 量 444 公 升 ), 每 組 可 內 裝 89.5Kg 之 矽 甲 烷 ( 二 ) 輸 送 連 接 裝 置 (Discharge Pigtails): 包 含 兩 組 pigtail 連 管 來 連 接 Y 型 容 器 的 閥 門 以 及 沖 流 / 排 放 / 真 空 抽 排 裝 置 來 進 行 系 統 洗 淨 操 作 這 項 裝 置 可 確 保 容 器 更 換 時 的 安 全 操 作, 惰 性 氣 體 如 氮 氣 (N2) 進 行 沖 流 操 作 來 減 少 系 統 中 矽 甲 烷 的 消 耗 量 在 pigtail 連 管 上 並 裝 有 自 動 關 閉 閥 (Automatic Shutoff Valve), 在 無 電 力 供 應 或 停 機 時 會 自 動 停 止 氣 體 流 動, 同 時 也 可 裝 設 高 壓 測 漏 裝 置 作 線 上 (On-line) 洩 漏 檢 測 (3) 交 叉 連 通 面 板 (Crossover Panel): 此 面 板 藉 由 連 接 管 路 來 控 制 矽 甲 烷 氣 流 進 入 下 游 組 件 的 方 式, 提 供 了 單 一 管 路 交 叉 管 路 或 雙 重 管 路 的 多 種 流 動 模 式 來 確 保 100% 穩 定 的 供 應 效 果 (4) 壓 力 控 制 過 濾 分 歧 模 組 (Pressure Control Filter Manifold, PCFM): PCFM 提 供 了 加 熱 壓 力 調 節 過 濾 及 安 全 性 洩 壓 的 功 能 由 高 壓 Y 型 容 器 (2100psig) 輸 送 出 的 矽 甲 烷 經 由 兩 組 PCFM 調 節 壓 力 並 經 過 濾 器 後, 即 會 合 成 單 一 低 壓 (25~75psig) 輸 送 管 路 進 入 工 廠 ; 在 上 游 高 壓 端 及 下 游 低 壓 端 均 裝 有 壓 力 量 測 裝 置 來 偵 測 壓 力 在 壓 力 調 節 閥 前 並 有 流 程 加 熱 器 來 避 免 急 劇 壓 降 所 產 生 的 Joule-Thomson 冷 凝 造 成 矽 甲 - 39 -
烷 液 化 另 有 提 供 一 個 1~6KW 的 小 型 外 部 加 熱 器 裝 設 在 PCFM 中 來 確 保 閥 門 管 件 不 會 產 生 結 冰 冷 凝 的 現 象 系 統 最 高 輸 送 流 量 可 達 100 slpm (5) 電 子 控 制 櫃 (Electrical Control Cabinet, ECC): ECC 中 的 控 制 器 提 供 了 整 個 大 型 供 應 系 統 的 自 動 操 作 功 能, 包 括 了 壓 力 調 節 及 加 熱 器 的 控 制, 內 附 有 通 訊 系 統 板 可 連 接 到 用 戶 的 中 央 設 施 管 理 控 制 系 統 上,ECC 也 包 含 了 緊 急 供 電 系 統 (UPS) 提 供 20 分 鐘 的 備 用 電 力 ECC 控 制 器 在 任 何 監 測 的 參 數 超 出 正 常 設 定 範 圍 時 會 啟 動 警 報 (Alarm) 裝 置 以 便 通 知 操 作 人 員 緊 集 處 置 ;ECC 一 般 可 隔 離 裝 設 在 建 有 防 護 牆 的 遠 端 區 域 以 遠 離 矽 甲 烷 集 中 儲 放 區 域 3.2.1 矽 甲 烷 安 全 測 試 研 究 介 紹 美 國 CGA 協 會 與 其 委 託 之 工 程 顧 問 公 司, 和 多 家 相 關 領 域 的 贊 助 公 司, 與 單 位 共 同 完 成 了 此 項 研 究 計 劃 其 結 果 顯 示, 矽 甲 烷 外 洩 至 空 氣 中 將 導 致 火 災 或 爆 炸 如 果 持 續 劇 量 外 洩 並 立 即 著 火 會 產 生 噴 射 式 起 火 若 外 洩 持 續 達 某 一 定 量 條 件 後, 甚 至 會 產 生 爆 炸 ; 爆 炸 結 果 的 主 要 影 響 則 是 震 波 的 過 壓 效 應 (Overpressure Effect) 在 試 驗 中 取 得 的 過 壓 效 應 資 料 顯 示, 與 用 來 估 計 噴 射 式 起 火 中 可 燃 量 的 暫 時 性 散 佈 模 型 理 論 相 符 合, 在 試 驗 中 也 同 時 發 現, 無 任 何 限 制 的 矽 甲 烷 自 由 性 外 洩 會 在 開 始 洩 漏 後 一 至 兩 秒 發 生 爆 炸 這 次 外 洩 試 驗 的 結 果 很 明 顯 地 與 先 前 其 他 實 驗 結 果 如 Factory Mutual Loss Prevention Data 7-OS 有 很 大 的 差 異 在 該 實 驗 模 型 中 推 測 約 30 秒 的 外 洩 會 產 生 蒸 汽 雲 式 爆 炸 ; 同 時 也 發 現 預 期 在 矽 甲 烷 噴 射 式 外 洩 中, 可 燃 量 是 與 爆 炸 所 產 生 的 過 壓 成 正 比, 進 而 與 設 施 的 安 全 預 留 距 離 成 正 比 的 - 40 -
推 測 並 未 發 生 Uniform Fire Code (UFC) 安 全 法 規 在 UFC 80,80-1 章 節 中 提 供 了 矽 甲 烷 及 其 他 自 燃 性 物 質 的 使 用 綱 要 ; 該 安 全 法 規 同 時 也 提 供 了 此 類 危 險 物 質 的 戶 外 儲 藏 的 建 議 預 留 距 離 ; 但 其 中 只 提 供 了 小 量 儲 藏 的 準 則, 並 未 說 明 半 導 體 工 業 中 矽 甲 烷 用 量 持 續 增 加 時 所 面 臨 大 量 儲 藏 供 應 時 的 狀 況 但 此 外 洩 實 驗 的 資 料 顯 示,CGA 協 會 已 經 發 展 出 矽 甲 烷 大 量 儲 藏 供 應 的 設 計 標 準, 及 矽 甲 烷 使 用 風 險 評 估 綱 要, 可 給 矽 甲 烷 氣 體 供 應 商 工 程 設 計 及 施 工 單 位 和 矽 甲 烷 最 終 使 用 者 作 為 參 考 CGA 此 項 研 究 計 劃 進 行 了 18 個 月, 包 括 兩 個 階 段 : 第 一 階 段 : 理 論 研 究 ( 一 ) 發 展 出 大 型 矽 甲 烷 測 試 系 統 的 流 程 (Process Flow Diagram, PFD) 設 計 及 安 裝 方 式 ( 二 ) 整 合 HAZOP 和 What If/Checklist 檢 查 方 法 來 進 行 流 程 危 險 分 析 (Process Hazard Analysis, PHA) ( 三 ) 利 用 錯 誤 樹 模 型 分 析 (Fault Tree Analysis, FTA) 來 決 定 各 類 矽 甲 烷 外 洩 的 可 能 機 率 ( 四 ) 利 用 噴 射 散 佈 模 型 短 暫 性 外 洩 模 型 以 及 噴 射 火 燄 可 燃 性 外 洩 量, 來 進 行 矽 甲 烷 外 洩 的 結 果 影 響 分 析 第 二 階 段 : 實 驗 工 作 ( 一 ) 發 現 矽 甲 烷 自 由 性 外 洩 會 導 致 無 限 制 的 蒸 汽 雲 式 爆 炸 (Unconfined Vapor Cloud Explosion, UVCE), 且 在 開 始 洩 漏 後 一 至 兩 秒 爆 出 火 花, 而 非 以 往 Factory Mutual Loss Privation Data 7-OS 研 究 模 型 所 推 - 41 -
得 之 30 秒 ( 二 ) 發 現 矽 甲 烷 自 由 性 外 洩 是 否 爆 出 火 花, 如 外 洩 速 度 壓 力 外 界 溫 度 溼 度 等 的 影 響 - 42 -
3.2.2 矽 甲 烷 供 應 系 統 優 缺 點 比 較 表 5 矽 甲 烷 供 應 系 統 優 缺 點 比 較 供 應 方 式 優 點 缺 點 備 註 氣 瓶 櫃 Tonner Bundle Trailer 使 用 區 量 少 ( 每 瓶 10 公 斤 ) 1. 容 積 量 約 在 100 公 斤 或 470 公 升 2. 無 岐 管 且 連 接 點 少 3. 更 換 頻 率 約 少 氣 瓶 櫃 5 倍 更 換 頻 率 明 顯 減 少 ( 平 均 用 量 約 2 星 期 一 次 ) 儲 存 量 大 更 換 頻 率 小 戶 外 獨 立 區 域 1. 更 換 頻 率 非 常 大 2. 儲 存 量 大 1. 更 換 頻 率 約 是 bundle 3 倍 1. 岐 管 多 且 連 接 點 多, 易 造 成 洩 漏 2. 現 場 放 置 量 太 大 ( 使 用 及 倍 用 共 56 支, 約 560 公 斤 ) 3. 更 換 有 較 多 人 為 失 誤 潛 在 問 題 500 公 升 以 上 屬 高 壓 氣 體 設 備, 要 經 過 檢 查 因 屬 氣 體 集 合 裝 置, 非 屬 高 壓 氣 體 容 器, 不 需 經 申 請 檢 查, 安 全 性 堪 慮 - 43 -
3.2.3 鋼 瓶 與 拖 車 系 統 安 全 防 護 措 施 比 較 表 6 鋼 瓶 與 拖 車 系 統 安 全 防 護 措 施 比 較 鋼 瓶 拖 車 容 量 5,000 克 790 psig 鋼 瓶 室 內 儲 存 必 須 符 合 UBC 要 求 容 量 每 支 管 375,000 克,ㄧ 般 為 8 支 因 為 室 外 儲 存 不 受 UBC 管 制 室 內 儲 存 若 是 氣 密 系 統 存 放 只 允 許 50ft3 在 許 可 之 櫃 子 內 可 有 N/A 100% 數 量 增 加 (UFC 表 8001.13A) 分 開 儲 存 量 >2,000ft3 室 外 儲 存 最 多 每 個 位 置 體 積 量 10,000ft3 儲 存 位 置 距 離 生 產 線 / 街 道 及 建 N/A 室 外 儲 存 最 多 每 個 位 置 體 積 量 10,000ft3 也 許 會 有 些 差 異 儲 存 位 置 距 離 生 產 線 / 街 道 及 建 築 物 依 UFC 表 8003.8 築 物 為 25 ft 必 須 符 合 Class I,Division2 之 電 氣 防 爆 標 準 使 用 0.01 吋 限 流 孔 必 須 符 合 Class I,Division2 之 電 氣 防 爆 標 準 N/A 但 是 應 提 供 限 流 孔 氣 瓶 櫃 內 接 頭 處 須 有 200 lfpm 排 氣 速 度 且 由 緊 急 電 力 支 援 其 排 氣 開 放 空 間 不 需 排 氣 電 源 使 用 專 屬 的 掃 氣 (purge gas) 系 統 使 用 專 屬 的 掃 氣 (purge gas) 系 統 並 有 Kirk Key 系 統 以 強 化 重 - 44 -
要 系 統 室 外 儲 存 須 要 警 戒 避 免 未 經 授 權 人 員 進 入 使 用 CCTV 監 視 必 須 備 有 鋼 瓶 洩 漏 處 理 氣 瓶 櫃 管 路 串 接 以 焊 接 及 VCR 方 式 消 防 灑 水 系 統 氣 體 探 測 器 Burn Box, Wet Scrubber 用 鏈 條 圍 堵 鎖 上 並 與 廠 務 保 全 系 統 結 合 使 用 CCTV 監 視 N/A 管 路 串 接 以 焊 接 及 VCR 方 式 水 霧 系 統 使 用 UV 火 警 感 知 器 及 失 效 時 之 手 動 控 制 不 需 要 Flare stack 火 焰 燃 燒 式 煙 囪 3.2.4 由 拖 車 大 量 洩 漏 之 FTA 分 析 結 果 某 大 型 研 究 針 對 運 用 失 效 模 式 與 影 響 分 析 評 估 矽 甲 烷 供 應 系 統 之 安 全 性 該 研 究 是 依 據 FMEA 進 行 矽 甲 烷 供 應 系 統 相 關 危 害 之 研 究 調 查, 將 結 果 資 料 陳 述 與 討 論, 如 下 [21] 在 失 誤 機 率 評 量 上, 得 知 認 同 失 誤 機 率 在 中 等 以 上 且 超 過 50% 以 上 只 有 Pumping Line 管 線 阻 塞 一 項, 認 同 失 誤 機 率 在 30% 以 上 有 : ( 一 ) 鋼 瓶 作 業 翻 覆 ( 二 ) 鋼 瓶 作 業 碰 撞 ( 三 ) 鋼 瓶 作 業 拆 錯 使 用 中 的 氣 瓶 ( 四 ) Exhaust 無 作 動 ( 五 ) Bellow/check valve 燒 毀 - 45 -
以 上 五 項, 表 示 現 況 矽 甲 烷 供 應 系 統 之 失 能 風 險 仍 高 失 誤 嚴 重 性 評 量 上, 從 統 計 數 字 可 以 得 知 超 過 50% 以 上 受 訪 者 認 為 有 財 產 損 失 超 過 10 萬 以 上 生 產 損 失 超 過 停 工 一 週 以 上 人 員 傷 亡 需 要 住 院 醫 療 之 嚴 重 傷 害 的 失 效 模 式, 包 括 有 : ( 一 ) 鋼 瓶 作 業 種 類 錯 誤 ( 二 ) 鋼 瓶 作 業 翻 覆 ( 三 ) 鋼 瓶 作 業 碰 撞 ( 四 ) 鋼 瓶 作 業 拆 錯 使 用 中 的 氣 瓶 ( 五 ) 閥 件 鬆 脫 ( 六 ) Exhaust 無 作 動 ( 七 ) Sprinkler 無 作 動 ( 八 ) dry pump Shut Down ( 九 ) Pumping Line 管 線 阻 塞 ( 十 ) localscrubber 管 線 堵 塞,pump 故 障 ( 十 一 ) localscrubber exhaust line 阻 塞 ( 十 二 ) localscrubber O2 測 漏 失 效 等 在 中 度 以 上 之 嚴 重 度 共 12 項 顯 示 以 上 12 項 因 子 為 矽 甲 烷 供 應 系 統 危 害 之 關 鍵 點 光 電 業 與 半 導 體 業 之 差 異, 在 失 誤 機 率 評 量 上, 有 : ( 一 ) 鋼 瓶 作 業 翻 覆 ( 二 ) 鋼 瓶 作 業 碰 撞 ( 三 ) gasket( 襯 墊 ) 未 更 換 等 三 項 失 誤 機 率 光 電 業 高 於 半 導 體 業, 經 訪 問 及 查 詢 文 獻 得 知 在 原 物 料 使 用 量 之 需 求 光 電 業 高 於 半 導 體 業, 相 對 人 工 操 作 更 換 頻 率 次 數 也 較 高 - 46 -
在 嚴 重 性 評 量 上, 於 : 鋼 瓶 作 業 種 類 錯 誤 鋼 瓶 作 業 碰 撞 鋼 瓶 作 業 拆 錯 使 用 中 的 氣 瓶 閥 件 鬆 脫 鋼 瓶 連 接 器 未 鎖 緊 gasket( 襯 墊 ) 安 裝 不 良 gasket( 襯 墊 ) 未 更 換 Exhaust 無 作 動 Sprinkler 無 作 動 dry pump Shut Down Pumping Line 管 線 阻 塞 Bellow check valve 燒 毀 local scrubber 管 線 堵 塞,pump 故 障 local scrubber exhaust line 阻 塞 local scrubber O2 測 漏 失 效 等 15 項 光 電 業 高 於 半 導 體 業, 主 因 為 使 用 量 與 更 換 頻 率 皆 高 在 預 防 改 善 評 量 上, 依 據 預 防 措 施 建 議 之 選 項, 及 作 業 標 準 程 序, 予 以 回 應 最 佳 化 之 管 理 建 議 其 中 78.5% 認 同 預 防 措 施 之 建 議,67.9% 認 同 依 建 議 事 項 進 行 作 業 管 制, 改 善 後 再 發 生 頻 率 幾 乎 不 可 能 另 有 建 議 增 加 表 5 所 列 之 預 防 措 施, 以 提 供 更 加 之 安 全 保 護 本 文 之 研 究 主 要 以 矽 甲 烷 供 應 系 統 之 作 業 安 全 為 研 究 對 象, 彙 整 過 去 已 知 發 生 之 事 故 及 相 關 案 例, 以 FMEA 進 行 事 故 潛 在 發 生 因 子 的 辨 識 與 分 析 - 47 -
發 生 風 險 藉 由 失 誤 樹 之 推 演, 可 以 瞭 解 TFT-LCD 廠 矽 甲 烷 事 故 的 起 始 因 素, 並 可 提 出 防 範 措 施 綜 合 研 究 調 查 結 果, 可 歸 納 下 列 結 論 : 一 由 光 電 業 與 半 導 體 業 之 差 異 分 析, 發 現 TFT-LCD 廠 矽 甲 烷 事 故 發 生 原 因 主 要 為 人 員 不 安 全 的 行 為, 如 鋼 瓶 作 業 翻 覆 鋼 瓶 作 業 碰 撞 gasket( 襯 墊 ) 未 更 換 等 三 項, 且 發 生 事 故 之 頻 率 高 於 半 導 體 業 主 因 為 矽 甲 烷 使 用 量 之 需 求 光 電 業 高 於 半 導 體 業, 相 對 人 工 操 作 更 換 頻 率 高, 發 生 事 故 之 風 險 也 相 對 高 二 FMEA 與 FTA 分 析 中, 列 舉 出 矽 甲 烷 供 應 系 統 安 全 危 害 之 關 鍵 點 共 16 項 透 過 預 防 改 善 這 些 關 鍵 點 並 進 行 作 業 管 制, 可 提 供 完 善 之 安 全 保 護 三 由 於 TFT-LCD 廠 危 害 辨 識 與 分 析 之 過 程 繁 複, 以 及 常 未 據 實 通 報 事 故, 使 得 事 故 發 生 頻 率 與 嚴 重 性 的 資 料 不 易 獲 得, 建 議 建 立 產 業 的 安 全 文 化, 以 利 相 關 工 安 資 料 之 彙 集 並 運 用 FMEA 依 不 同 階 段 找 出 可 能 使 安 全 失 效 的 因 子, 完 整 的 收 集 及 整 理 數 據, 以 量 化 的 數 據 為 基 礎, 再 透 過 FTA 完 整 並 且 有 系 統 的 進 行 改 善 與 管 制 並 可 運 用 於 TFT-LCD 產 業, 以 作 為 全 產 業 危 害 鑑 別 及 風 險 評 估 之 工 具, 提 升 作 業 的 安 全 性 - 48 -
表 7 矽 甲 烷 供 應 系 統 危 害 因 素 與 預 防 建 議 項 次 危 害 因 素 預 防 建 議 1. 不 相 容 氣 體 分 開 儲 存 A01 鋼 瓶 作 業 種 類 錯 誤 2. 落 實 二 人 更 換 鋼 瓶 作 業 程 序 double check 3.SiH4 鋼 瓶 的 顏 色 與 其 他 的 顏 色 不 同 1. 鋼 瓶 設 置 防 撞 設 備 A02 鋼 瓶 作 業 翻 覆 2. 每 次 作 業 依 SOP 進 行 搬 運 作 業 3. 定 期 實 施 搬 運 人 員 教 育 訓 練 1. 鋼 瓶 設 置 防 撞 設 備 A03 鋼 瓶 作 業 碰 撞 2. 每 次 作 業 依 SOP 進 行 搬 運 作 業 A04 鋼 瓶 作 業 拆 錯 使 用 中 的 氣 瓶 3. 定 期 實 施 搬 運 人 員 教 育 訓 練 1. 設 有 安 全 鎖, 關 閉 後 才 能 更 換 2. 落 實 二 人 更 換 鋼 瓶 作 業 程 序 double check 3. 確 實 穿 戴 PPE( 個 人 防 護 具 ) 4. 鋼 瓶 頸 身 塑 膠 套 環 辨 識 1. 依 進 料 檢 驗 程 序 檢 查 A11 閥 件 鬆 脫 2. 每 日 點 檢 3. 確 實 穿 戴 PPE( 個 人 防 護 具 ) 1. 每 日 更 換 測 漏 A13 鋼 瓶 連 接 器 未 鎖 緊 2.UV IR Detector 3. 設 有 Spronker A15 Gasket( 襯 墊 ) 安 裝 不 良 1. 每 日 更 換 測 漏 2. 確 實 穿 戴 PPE( 個 人 防 護 具 ) 3. 落 實 二 人 更 換 鋼 瓶 作 業 程 序 double check - 49 -
A16 Gasket( 襯 墊 ) 未 更 換 1. 每 日 更 換 測 漏 2. 確 實 穿 戴 PPE( 個 人 防 護 具 ) 3. 落 實 二 人 更 換 鋼 瓶 作 業 程 序 double check 1. 設 置 低 流 量 警 報 2. 設 置 gas detector A19 Exhaust 無 動 作 3. 設 置 自 動 灑 水 系 統 4. 設 置 壓 差 警 報 5.interlock 機 台 無 法 運 作 1. 確 認 水 源 有 供 應 A21 Sprinkler 無 動 作 2. 確 認 水 壓 正 常 B01 B02 B03 Pumping Line dry Pump Shutdown Pumping Line 管 線 阻 塞 Pumping Line Bellow check valve 燒 燬 3. 確 認 閥 件 已 開 啟 1. 定 期 check pump 之 背 壓 2.chamber 系 統 設 有 高 壓 警 報 及 連 鎖 作 動 系 統 3.pump 過 高 壓 連 鎖 系 統 1. 定 期 check pump 之 背 壓 2.chamber 系 統 設 有 高 壓 警 報 及 連 鎖 關 閉 系 統 3. 定 期 保 養 及 清 潔 管 路 1. 不 相 容 物 質 減 量 2. 增 加 N2 purge 量 3. 使 用 相 容 材 質 Oring 4.check valve 型 式 5. 定 期 更 換 6. 定 期 保 養 測 漏 C03 Local scrbber 1. 管 線 採 用 防 火 材 質 - 50 -
管 線 堵 塞, pump 故 障 2. 設 有 溫 度 偵 測 器 3. 連 鎖 關 閉 裝 置 C04 C06 Local scrbber exhaust line 阻 塞 Local scrbber O2 測 漏 失 效 4. 設 置 緊 急 purge N2 5. 定 期 保 養 及 清 潔 管 路 1. 定 期 check 管 路 系 統 之 靜 壓 值 2. 定 期 進 行 exhaust line 之 保 養 3. 連 鎖 關 閉 裝 置 4. 設 置 緊 急 purge N2 1. 定 期 進 行 O2 Detector 校 正 2. 設 有 溫 度 偵 測 器 3. 管 線 採 防 火 材 質 4. 定 期 氨 氣 測 漏 - 51 -
一 由 拖 車 大 量 洩 漏 之 FTA 分 析 結 果 圖 19 拖 車 大 量 洩 漏 之 FTA 分 析 - 52 -
二 SEMATECH 對 矽 甲 烷 鋼 瓶 與 大 量 矽 甲 烷 拖 車 比 較 SEMATECH 研 究 報 告 歸 納 主 要 發 現 有 : ( 一 ) 矽 甲 烷 風 險 嚴 重 度 是 中 度 意 外 事 件 : 大 部 份 矽 甲 烷 意 外 事 故 無 法 嚴 重 到 啟 動 灑 水 器 因 為 系 統 設 計 上 包 括 氣 體 及 火 警 偵 測, 過 流 量, 限 流 量 閥, 及 流 量 或 壓 力 偵 測 器 可 關 閉 矽 甲 烷 流 量 假 如 這 些 保 護 裝 置 不 能 預 防 矽 甲 烷 洩 漏 人 為 控 制 尤 其 是 整 個 防 護 系 統 的 重 要 條 件 SEMATECH 調 查 67% 為 人 員 失 誤 結 果 在 一 九 八 一 至 一 九 九 三 年, 156 件 矽 甲 烷 意 外 只 有 一 件 造 成 嚴 重 的 灼 傷 及 兩 件 輕 微 受 傷 而 在 一 九 八 九 至 一 九 九 三 年 間, 意 外 事 件 嚴 重 性 導 致 財 產 損 生 及 或 營 業 中 斷, 發 生 頻 率 是 每 年 5.2 次, 平 均 損 失 美 金 每 年 $500,000 元 ( 二 ) 缺 少 共 同 標 準 的 共 識 : 舉 例 來 說, 矽 甲 烷 供 應 用 雙 套 管 是 否 較 單 管 安 全? 多 少 氣 體 洗 淨 (purge) 次 數 在 開 放 管 線 時 需 要? 兩 階 段 壓 力 調 節 是 否 較 單 一 階 段 調 節 器 安 全? 在 輸 送 調 節 器 下 游 端 是 否 需 高 壓 力 元 件 ( 三 ) 法 規 需 要 更 新 : 如 UFCArticle51 及 80, 或 UBC chapter 9 及 NFPA318 針 對 自 燃 性 氣 體 儲 存 及 控 制, 因 為 有 許 多 不 同 的 法 律 上 警 告, 因 此 每 一 種 警 示 必 須 非 常 小 心 許 多 工 廠 將 矽 甲 烷 鋼 瓶 存 放 在 室 內, 室 內 每 個 氣 瓶 櫃 不 可 存 放 大 於 一 支 矽 甲 烷 鋼 瓶 NFPA318 要 求 單 一 氣 瓶 儲 存, 但 不 是 佳 儲 存 方 案 因 此 NFPA318 要 求 戶 外 儲 存 及 供 應 ( 四 )HPM 系 統 維 護 是 重 要 的 : 維 護 保 養 計 劃 延 伸 至 矽 甲 烷 設 施, 危 害 性 物 質 管 理 計 劃 及 一 般 製 程 安 全 檢 討 與 調 查 變 異 狀 況 - 53 -
表 8 SEMATECH 對 矽 甲 烷 鋼 瓶 與 大 量 矽 甲 烷 拖 車 比 較 鋼 瓶 拖 車 容 量 5000 克,790psig 鋼 瓶 容 量 每 隻 管 375,000 克, 一 般 每 個 模 組 8 隻 室 內 儲 存 必 須 符 合 UBC 要 求 因 為 室 外 儲 存 不 受 UBC 管 制 室 內 儲 存 若 是 密 閉 系 統 存 放 只 允 許 50ft 3 在 許 可 之 櫃 子 內 可 有 100% N/A 數 量 增 加 (UFC 表 8001,13A) 室 內 儲 存 若 是 非 密 閉 系 統 只 允 許 10ft 3 在 許 可 之 櫃 子 內 可 有 100% N/A 數 量 增 加 (UFC 表 8001,13A) 分 開 儲 存 矽 甲 烷 量 >2000ft 3 室 外 儲 存 最 多 每 個 位 置 氣 體 體 積 10,000ft 3 儲 存 位 置 距 離 生 產 線 街 道 及 建 築 物 依 UFC 表 8003.8 N/A 室 外 儲 存 最 多 每 個 位 置 氣 體 體 積 10,000ft 3 也 許 會 有 些 差 異 儲 存 位 置 距 離 生 產 線 街 道 及 建 築 物 25ft 必 須 符 合 Class I, Division 2 之 電 器 防 爆 標 準 如 果 在 氣 瓶 櫃 內 接 頭 處 必 須 有 必 須 符 合 Class I, Division 2 之 電 器 防 爆 標 準 開 放 空 間 不 須 排 氣 200Ifpm 排 氣 速 度 且 由 緊 急 電 力 支 援 其 排 氣 使 用 0.01 吋 限 流 孔 N/A - 54 -
使 用 專 屬 的 氮 氣 作 為 充 氣 之 氣 體 室 外 儲 存 需 要 警 戒 避 免 未 經 授 權 人 員 進 入 使 用 錄 影 機 監 視 必 須 備 有 鋼 瓶 洩 漏 處 氣 瓶 櫃 焊 接 及 VCR 銜 接 管 路 消 防 撒 水 系 統 燃 燒 器 (Burn Box) 溼 式 水 洗 機 氣 體 監 視 器 傳 送 管 線 遮 蔽 及 雙 重 套 管 理 使 用 專 屬 的 氮 氣 作 為 充 氣 之 氣 體 並 有 Kirk Key 系 統 以 強 化 重 要 系 統 用 鍊 條 圍 堵 體 鎖 上 並 與 廠 務 保 全 系 統 結 合 使 用 錄 影 機 監 視 N/A 焊 接 及 VCR 銜 接 管 路 水 霧 系 統 使 用 UV 火 警 感 知 器 及 失 效 時 之 手 動 控 制 火 燄 燃 燒 式 煙 囪 不 需 要 遮 蔽 是 必 要 的 - 55 -
第 四 章 結 果 與 分 析 化 學 物 槽 車 所 載 運 之 物 品, 大 部 分 具 有 高 危 險 性, 如 因 槽 車 管 理 不 當, 或 安 全 性 設 計 不 足 或 因 駕 駛 不 當, 或 因 路 況 不 熟, 而 致 意 外 事 故, 近 年 來 已 發 生 多 起 槽 車 翻 車 事 故, 對 於 道 路 兩 旁 住 家 的 安 全 及 環 境 造 成 嚴 重 的 威 脅, 所 幸 在 消 防 單 位 環 保 單 位 緊 急 應 變 得 宜 下 均 能 化 險 為 夷, 惟 廠 商 應 妥 善 管 理 化 學 物 質 運 輸 車 輛 及 提 升 其 安 全 性 設 計, 並 要 求 司 機 小 心 駕 駛, 以 免 對 運 輸 路 線 沿 線 之 住 家 及 環 境 造 成 潛 在 危 機, 而 致 增 加 社 會 成 本 的 支 出 4.1 矽 甲 烷 槽 車 作 業 安 全 分 析 化 學 槽 車 載 送 化 學 品 的 槽 罐 及 車 輛 均 需 有 適 當 的 標 示, 且 應 考 量 下 列 幾 點 : 一 化 學 物 質 的 包 裝 和 標 示 二 運 輸 儲 槽 的 裝 載 和 定 位 三 車 輛 的 標 示 和 文 件 錯 誤 的 標 示 會 造 成 嚴 重 的 後 果, 宜 特 別 小 心 另 外 槽 車 駕 駛 座 和 儲 槽 間 需 有 防 火 簾 幕, 照 明 用 電 流 的 電 壓 不 可 超 過 24 伏 特, 必 要 時 應 切 斷 電 池 電 流 槽 車 應 備 有 適 當 的 緊 急 設 備, 包 括 工 具 箱 緊 急 照 明 急 救 設 備 防 護 衣 和 呼 吸 面 具 等, 同 時 攜 帶 的 滅 火 器 需 與 所 載 運 的 物 質 相 容, 並 應 有 標 示 牌 說 明 化 學 品 的 危 害 性 及 緊 急 時 所 應 採 取 的 行 動 有 些 化 學 物 質 不 允 許 用 一 般 槽 車 載 送, 需 有 特 殊 的 設 計, 方 可 利 用 公 路 運 輸 例 如 運 送 聚 合 性 物 質 時 特 別 的 設 計, 包 括 使 用 絕 緣 槽 體 和 防 聚 合 劑 ; 運 送 過 氧 化 氫 需 用 - 56 -
鋁 或 不 銹 鋼 槽 體 時, 槽 車 上 不 可 有 會 與 過 氧 化 氫 反 應 的 木 頭 或 潤 滑 劑, 同 時 必 須 備 有 水 槽 以 處 理 意 外 事 故 ; 在 運 送 有 機 過 氧 化 物 則 需 使 用 具 保 冷 效 果 的 槽 體, 以 降 低 因 其 不 穩 定 性 質, 且 液 體 管 線 接 頭 處 需 配 有 快 速 關 閉 的 內 部 閥, 蒸 氣 管 線 接 頭 處 需 有 溢 流 閥 或 快 速 關 閉 的 內 部 閥 ; 其 他 像 溴 則 必 須 置 於 鉛 襯 的 不 銹 鋼 槽 內 運 送, 烷 基 鉛 則 需 置 於 外 部 有 特 別 保 護 的 儲 槽 運 送, 因 此 槽 車 的 結 構 需 要 特 殊 性 設 計 而 矽 甲 烷 外 洩 若 沒 有 立 即 引 燃, 管 線 便 會 切 換 至 廢 棄 處 理 室 進 行 處 理, 但 這 切 換 的 過 程 中 會 產 生 短 暫 的 流 速 中 斷, 即 造 成 矽 甲 烷 延 遲 引 燃 的 發 生, 引 燃 位 置 會 在 排 放 口, 此 引 燃 足 夠 去 引 燃 周 遭 未 反 應 的 矽 甲 烷 而 造 成 一 個 小 爆 炸 觀 察 以 上 最 初 引 燃 的 位 置 是 在 下 游 噴 流 中 心, 而 不 是 噴 流 的 邊 界, 表 示 引 燃 核 心 必 須 發 生 在 矽 甲 烷 與 空 氣 混 合 的 中 心 點 由 圖 五 可 以 看 出 不 同 排 放 口 徑 之 無 因 次 的 引 燃 距 離 ( 定 義 為 引 燃 距 離 對 排 放 口 直 徑 的 比 值 ) 與 矽 甲 烷 的 流 速 都 呈 同 一 線 性 關 聯, 與 排 放 口 徑 無 關, 表 示 控 制 矽 甲 烷 外 洩 至 空 氣 中 立 即 引 燃 的 機 制 對 不 同 排 放 口 徑 是 相 同 的 [25] 由 此 可 知, 在 矽 甲 烷 的 槽 車 安 全 設 計 上, 管 徑 的 影 響 較 少, 影 響 較 大 的 則 是 流 速 因 素, 可 做 為 安 全 設 計 上 的 一 大 考 量 - 57 -
圖 20 不 同 排 放 口 徑 之 立 即 引 燃 的 引 燃 位 置 與 矽 甲 烷 流 速 的 關 係 [25] 4.2 矽 甲 烷 槽 車 作 業 防 災 策 略 大 量 使 用 矽 甲 烷 之 設 施 目 前 被 研 究 使 用 因 其 可 以 減 少 人 機 接 觸 的 系 統 機 會, 另 一 重 要 優 點 是 可 減 少 原 料 及 人 工 成 本, 同 時 矽 甲 烷 拖 車 具 有 之 工 程 控 制 設 施 依 NFPA68 爆 燃 洩 壓 指 引,NFPA69 爆 炸 預 防,NFPA70/500 電 力 法 規 1994 年 版 UFC 80-1 儲 存 供 應 及 使 用 矽 甲 烷 及 其 混 合 物, 在 8003.8 節 允 許 灑 水 器 爆 炸 控 制 機 械 排 氣 電 器 防 爆 緊 急 電 力 供 應 及 如 果 儲 存 量 大 於 2000ft 3, 則 需 要 分 開 的 建 築 物 且 過 壓 力 時 必 須 與 主 建 築 物 有 足 夠 距 離 若 果 矽 甲 烷 或 其 混 合 物 超 過 體 積 大 於 2% 則 應 符 合 UFC No.80-1 槽 車 與 鋼 瓶 系 統 之 設 計 除 純 度 外, 在 系 統 及 元 件 上 是 相 似 的 開 放 空 間 以 防 火 牆 區 隔 重 要 閥 及 設 施, 對 於 進 入 拖 車 之 管 制 水 霧 系 統 保 護 三 個 - 58 -
UV 偵 測 器 專 屬 之 氮 氣 供 應 及 圍 籬 及 監 視 器 等 警 衛 系 統 另 外 使 用 氦 氣 之 管 線 測 漏 及 排 氣 管 使 用 氮 氣 灌 充 及 由 煙 囪 排 出 槽 車 事 故 之 防 災 對 策 可 從 安 全 設 計 安 全 裝 置 及 安 全 管 理 面 三 方 面 著 手, 安 全 設 計 即 指 槽 體 安 全 結 構 之 設 計, 安 全 裝 置 包 括 槽 車 預 防 事 故 所 需 要 之 各 種 裝 置 如 安 全 閥 防 焰 器 接 地 裝 置 緊 急 停 止 卸 料 裝 置 防 止 駛 離 裝 置 自 動 灑 水 系 統 等, 安 全 管 理 則 包 含 設 備 及 人 員 之 各 種 安 全 管 理 措 施 規 劃 及 執 行 其 詳 細 敘 述 如 所 示 下 : 4.2.1 槽 車 安 全 設 計 槽 車 槽 體 之 結 構 對 於 槽 車 安 全 性 至 為 重 要, 其 影 響 槽 體 是 否 能 夠 承 受 內 容 物 所 產 生 之 壓 力 而 不 致 發 生 破 裂 造 成 內 容 物 外 洩 引 起 中 毒 火 災 爆 炸 污 染 環 境 等 危 害 槽 車 槽 體 結 構 之 安 全 性 從 設 計 之 初 就 必 須 予 以 考 慮, 其 考 量 之 要 素 為 一 槽 體 材 質 種 類 及 加 工 方 法 二 槽 體 厚 度 及 強 度 三 槽 內 防 波 板 ; 我 國 對 於 槽 車 槽 體 結 構 槽 體 材 質 種 類 及 加 工 方 法 設 計 規 範 見 於 CNS 7248 CNS 2947 CNS 4271 CNS 2673 CNS 3828 其 中 CNS 7248 為 液 化 石 油 氣 汽 車 運 輸 槽 體, 其 重 要 規 範 項 目 如 下 : CNS7248 3.2 校 對 擬 用 材 料 記 號 及 製 鋼 爐 號 之 刻 印 或 噴 印 與 材 料 證 明 書 應 相 符, 並 由 施 工 負 責 人 簽 認 若 需 分 割 處 理 時 應 將 材 質 符 號 及 批 號, 刻 印 或 噴 寫 於 - 59 -
被 分 割 之 鋼 板 上 以 資 識 別 CNS7248 2.3 胴 體 及 端 板 實 測 厚 度 應 在 算 出 最 小 必 要 厚 度 以 上, 且 胴 體 實 測 厚 度 不 得 小 於 6mm CNS7248 3.2 材 料 外 表 應 無 疊 層 龜 裂 深 痕 顯 著 銹 蝕 或 其 他 有 害 之 缺 陷 CNS7248 3.8.2 端 板 成 形 之 公 差 應 在 端 板 凸 緣 部 位 公 稱 內 徑 之 1.25% 以 下 CNS7248 3.16 熔 接 部 開 槽 形 狀 及 尺 寸 與 構 造 詳 圖 相 符 CNS7248 3.17 胴 體 成 形 後 之 真 圓 度 不 得 超 過 其 內 徑 1% CNS7248 2.7 1. 胴 體 縱 向 熔 接 縫 位 置 不 得 在 胴 體 圓 心 與 鉛 垂 線 最 低 點 連 線 的 左 右 角 度 20 以 內 2. 鄰 近 之 兩 條 胴 體 縱 向 熔 接 縫 距 離, 或 胴 體 縱 向 熔 接 縫 與 端 板 熔 接 縫 距 離 應 保 持 板 厚 5 倍 以 上 CNS7248 3.9 縱 向 對 接 熔 接 縫 偏 位 差 應 在 1/4 t( 最 大 3.2mm) 以 下 CNS7248 3.9 周 向 對 接 熔 接 縫 偏 位 差 應 在 1/4 t ( 最 大 5mm) 以 下 CNS7248 3.16.9 檢 查 熔 接 部 外 表 不 得 有 裂 痕 熔 入 不 良 重 疊 過 熔 低 陷 等 有 害 缺 陷, 且 銲 冠 應 在 2mm 以 下 - 60 -
CNS7248 4.2.1 槽 體 應 在 縱 向 熔 接 縫 線 上 假 焊 一 塊 試 驗 板 於 同 條 件 下 繼 續 熔 接, 並 經 槽 體 同 條 件 之 熱 處 理, 以 供 機 械 性 能 試 驗 使 用 該 熱 處 理 或 性 能 試 驗 結 果 須 經 施 工 負 責 人 簽 章 CNS7248 4.2.3 1. 試 驗 片 依 CNS 12455 規 定 形 狀 尺 寸 裁 取 及 實 施 拉 伸 試 驗 2. 試 驗 結 果 其 抗 拉 強 度 或 降 伏 點 在 計 算 槽 體 厚 度 所 用 之 抗 拉 強 度 或 降 伏 點 以 上 為 合 格 CNS7248 4.2 1. 試 驗 片 為 CNS 3940 尺 寸, 依 CNS 12676 模 彎 試 驗 法 實 施 正 面 反 面 及 側 面 彎 曲 試 驗 2. 彎 曲 至 規 定 的 彎 曲 半 徑 後, 結 果 無 產 生 3mm 以 上 裂 疵 為 合 格 CNS7248 4.2 1. 機 械 性 能 試 驗 結 果 不 合 格 者, 符 合 再 試 驗 條 件 得 實 施 再 試 驗 2. 再 試 驗 片 尺 寸 試 驗 方 法 及 結 果 應 符 合 各 該 試 驗 合 格 規 定 CNS7248 4.3 1. 槽 體 縱 向 及 周 向 熔 接 縫 全 部 長 度 應 實 施 放 射 線 檢 查 2. 縱 向 及 周 向 放 射 線 檢 查 結 果 屬 於 二 級 以 上 缺 陷 為 合 格 CNS7248 4.3 1. 抗 拉 強 度 58kgf/mm2 以 上 或 厚 度 25mm 以 上 碳 鋼 製 槽 體 熱 處 理 後, 表 面 應 依 磁 粒 檢 測 法 實 施 檢 查 2. 承 受 壓 力 之 熔 接 縫 中 屬 A 類,B 類 及 D 類 者 應 全 長 磁 粉 探 傷 檢 查 3. 實 施 MT 檢 測 結 果 不 得 有 任 何 缺 陷, 檢 查 紀 錄 須 由 認 可 之 判 片 人 員 及 施 工 負 責 人 簽 章 CNS7248 4.3-61 -
施 行 非 破 壞 檢 測 相 關 人 員 資 格 : 具 有 主 管 機 關 核 發 之 執 照 CNS7248 3.18.1 當 槽 體 完 成 所 有 熔 接 作 業 及 經 非 破 壞 檢 查 合 格 後, 應 置 於 爐 內 施 行 熔 接 後 熱 處 理 CNS7248 3.18.3 熱 處 理 之 保 持 溫 度 非 調 質 鋼 為 625±22 ; 調 質 鋼 為 回 火 溫 度 下 50 ; 母 材 厚 度 6~12mm 保 持 時 間 為 0.5 小 時 CNS7248 3.18.4 熱 處 理 自 動 記 錄 曲 線 應 清 晰 可 直 接 判 讀 保 持 溫 度 及 時 間, 並 註 明 槽 體 編 號 及 厚 度, 實 施 紀 錄 須 經 施 工 負 責 人 簽 章 4.2.2 槽 車 安 全 裝 置 槽 車 設 置 安 全 裝 置 可 有 效 減 少 事 故 發 生 之 機 會 或 將 事 故 所 造 成 之 危 害 降 至 最 低, 而 其 安 全 裝 置 之 種 類 依 其 用 途 可 分 為 1. 槽 車 進 行 裝 卸 作 業 時 所 裝 設 之 作 業 安 全 裝 置 ( 如 緊 急 停 止 卸 料 裝 置 防 止 駛 離 裝 置 等 );2. 裝 設 於 槽 體 上 之 槽 體 安 全 裝 置 ( 如 安 全 閥 防 焰 器 等 ) 兩 大 類, 其 說 明 如 下 : 一 裝 卸 作 業 安 全 裝 置 槽 車 在 進 行 裝 卸 作 業 時, 為 防 止 卸 料 時 所 可 能 產 生 的 危 害, 應 設 置 相 關 之 安 全 衛 生 設 備 及 消 防 設 施 其 敘 述 如 下 : ( 一 ) 安 全 連 鎖 系 統 : 將 檢 出 結 果 與 卸 料 幫 浦 連 鎖, 當 接 地 效 果 不 佳 時, 則 顯 示 紅 燈, 卸 料 - 62 -
泵 浦 便 無 法 啟 動 ( 二 ) 緊 急 停 止 卸 料 裝 置 : 萬 一 卸 料 蛇 管 破 裂 或 其 它 原 因, 導 致 物 料 外 洩 時, 除 了 現 場 可 以 緊 急 停 止 卸 料 外, 為 防 止 洩 漏 量 擴 大, 人 員 進 入 卸 料 區 之 危 險, 可 在 20 m 處 安 全 之 場 所, 設 置 緊 急 停 止 按 鈕 ( 三 ) 卸 料 平 衡 管 : 防 止 因 壓 力 異 常 造 成 安 全 閥 跳 脫, 導 致 氣 體 外 洩 之 危 險, 設 置 卸 料 平 衡 管 可 回 收 氣 體 並 可 避 免 揮 發 性 氣 體 逸 散 ( 四 ) 可 燃 性 氣 體 偵 測 器 於 易 卸 漏 處 如 槽 車 卸 料 泵 浦 端, 設 置 可 燃 性 氣 體 偵 測 器, 並 將 警 報 系 統 與 控 制 室 連 接 ( 五 ) 防 止 駛 離 裝 置 防 止 停 車 後 因 車 體 滑 動 而 導 致 危 險, 藉 由 防 止 駛 離 裝 置 將 車 體 緊 急 自 動 油 門 反 鎖, 以 避 免 車 體 移 動 ( 六 ) 自 動 灑 水 系 統 如 有 熱 源 加 熱 於 槽 體 或 槽 體 本 身 發 生 燃 燒, 自 動 灑 水 系 統 會 作 動 以 降 低 槽 體 之 溫 度 避 免 災 害 擴 大, 此 系 統 除 了 現 場 可 手 動 操 作 外, 並 需 在 20 m 處 設 緊 急 啟 動 裝 置, 以 供 緊 急 使 用 ( 七 ) 等 電 位 聯 結 與 接 地 裝 置 槽 車 進 行 裝 卸 作 業 時 極 容 易 產 生 靜 電 而 發 生 危 險, 裝 置 等 電 位 聯 結 與 接 地 裝 置, 可 將 靜 電 荷 導 入 大 地 予 以 消 除 - 63 -