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大宗矽甲烷事故緊急應變程序

矽甲烷氣體是晶圓製造中的基本材料,大量運用在半導體製程上。矽甲烷 在常溫下具有自燃性,在氣瓶櫃及其他密閉設施中曾發生洩漏火災或爆炸事 故,造成人員的傷亡、設備財產損失及生產中斷。由於半導體及光電產業設備 投資龐大,一旦發生重大工安事件,其損失往往非常龐大,不可不慎。

最近一起矽甲烷事故發生在2005 年 11 月台南科學工業園區太陽能電池製 造工廠的洩漏爆炸火災事故,造成1 人死亡及新台幣約 1 億元的損失。

為了避免類似工安事故的發生,對於矽甲烷相關之儲存與使用,需依高壓 氣體相關法規規定辦理,同時使用或儲存超過50 公升以上者,也要進行甲類工 作場所審查或檢查合格,始得作業。並依勞工安全衛生設施規則第185 條之 1 之相關規定辦理。

為降低風險,火災危害始終是高科技廠在安全工作上的重要課題,雖災害 的風險可藉由管理手段與工程手法加以控制,然殘存風險猶存,因此必須建立 緊急應變系統,針對不同性質的災害情境(Scenario)如火災、爆炸、毒性、洩 漏、…等,訂定適用於廠內之應變計畫書。故此,本應變程序將對矽甲烷提供 工廠做為應變及防災的參考,將火災損失降到最低,達到控制風險的目的。

一、目的

本緊急應變程序之目的,在於提供使用,設有大宗矽甲烷氣體設施的事業 體,於氣體發生洩漏、火災爆炸時的緊急處置參考依據。期能透過適當的緊急 應變,迅速控制災害事故的規模,降低人員的傷害與財產的損失。

二、適用範圍

本程序適用於包括內容積大於 250 公升以歧管連接之集結容器、集合容器

之矽甲烷氣體容器,包括儲存、操作使用時發生的洩漏、火災爆炸時的緊急應 變程序。

三、應用限制

本矽甲烷氣體應變程序,不包括大宗矽甲烷氣體於運送時相關事故的處置。

四、名詞解釋

(一) 小量洩漏:係指矽甲烷容器因為管路接合處密封不良等所造成的微小洩 漏,該洩漏之後果(洩漏、火災)須以特殊偵測儀器或肉眼偵測,或該 洩漏因限流無擴大之虞者稱之。

(二) 大量洩漏:係指矽甲烷容器發生大量非預期或難以控制之洩漏,如釋壓 閥或安全閥動作、管路破裂、蓄積等;或其他非屬小量洩漏的洩漏情形。

五、矽甲烷危害與特性

矽甲烷是無色的、可以自燃的壓縮氣體。大多數洩露的矽甲烷接觸到空氣 立刻就會點燃。燃燒時會釋放出未結晶的二氧化矽濃煙,空氣中濃度在 1.37%體 積百分比至 96%體積百分比可自動反應起火。雖然矽甲烷具有自燃性,在高壓 下釋放、洩漏或在高流率下,以及有阻礙物的撞擊(impingement)或是換氣不 足,會造成蓄積,矽甲烷並不一定立即燃燒起火,惟可能發生延遲性的爆炸。

一旦發生矽甲烷非預期排放卻沒有發生自燃時,需小心其發生延遲性爆炸危險 性的可能。

六、矽甲烷供應系統洩漏防範

容器洩漏通常發生在焊縫處(低壓氣瓶),或者在容器閥門處。材料的正 確品質控制和檢查可降低了容器洩漏的機率。

每次容器灌裝時,要求壓縮氣體供應商檢查容器是否有可見的損傷。另外,

氣體生產商必須確定容器的密封是徹底防漏的,在指定時間間隔內要進行容器 內部檢查和耐壓、氣密試驗。這些檢查的目的是驗證容器處在完好狀態且在運 輸過程中是安全的。儘管有這些防範措施,在運輸、儲存和使用中,洩漏還是 可能發生。最大的洩漏可能點是容器閥門。容器閥門上有四個特殊區域可能發 生洩漏:

(一)閥螺接處(Valve Threads)

在閥門旋進容器的螺紋處可能發生洩漏,這些一般稱為“頸部漏孔”。不能 也不應該在現場修理這種洩漏,這樣做會違反非常重要的安全慣例:禁止在有 壓力下修理設備。這種洩漏只能在氣體供應商的幫助下來處理。

(二)釋壓裝置(Pressure-Relief Device)

在釋壓裝置上有兩個位置可能發生洩漏—螺紋附近或通過減壓管線。再一 次提醒,不能在現場修理釋壓裝置處的洩漏。試圖現場修理違背了兩非常重要 的安全慣例:禁止帶壓下修理設備和禁止阻斷釋壓裝置,阻斷減壓裝置會危及 容器的安全。來自減壓管線的洩漏可能會變得很嚴重,所有人員必須馬上撤 離,並且立刻聯繫氣體供應商,取得他們的幫助。

(三)閥桿(Valve Stem)

洩漏可能沿著閥桿通過襯墊或瓣膜處發生。關閉閥門,從出口排出壓力可 以停止這種洩漏,應該把這種洩漏報告給氣體供應商,這樣他們才能夠建議你 那個特定的閥門設計是否允許透過調整襯墊來扭正問題,或者安排你安全正確 的返還容器,切記不能在現場修理或調整瓣膜。

(四)閥門出口(Valve Outlet)

由於閥座洩漏,洩漏可能在閥門出口處發生,多數情況下這種洩漏可以通 過使用正確的閥門操作技術來修正或預防。當正確的關閉程序不能徹底阻止洩 漏時,可以裝上閥門出口密封蓋來阻止洩漏。

當容器內的產品是氧化劑、惰性氣體、易燃壓縮氣體或這些氣體的混合物 時,發生在閥門附近的洩漏一般非常小,而且正常情況下不會改變。但是當洩 漏與腐蝕性產品有關時,由於腐蝕性物質侵蝕洩漏點,一般而言洩漏會惡化。

必須對任何正在以無法控制的方式排放到空氣中的危險物質採取正確的 行動,以減少人員和設備的暴露危險,下列緊急情況應變程序儘管很粗略,在 減少暴露於危險物質洩漏的危險方面是極端重要的。

在採取任何行動之前,你必須首先正確鑑別危險。由於大多數產品有不止 一種危險,鑑別並不簡單。記住,美國交通部 DOT 的運輸分類不可能詳細說 明特定產品的所有危險,問題的最終解決應該包括氣體供應商,沒有人比氣體 供應商對產品和它的包裝更加瞭解,氣體供應商對產品和包裝有根本的責任,

不能僅依靠法規解決問題。

七、緊急應變處理

(一)矽甲烷操作時之法規要求

矽甲烷操作時應依勞工安全衛生設施規則第185 條之 1 之規定:雇主對於 常溫下具有自燃性之四氫化矽(矽甲烷)之處理,除了依據高壓氣體相關法規 規定外,應依下列規定辦理:

1. 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。

2. 氣體容器之閥門應具有限制最大流率之流率限制孔(RFO)。

3. 氣體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,使用時應置氣瓶櫃內。

4. 未使用之氣體容器與供氣中之容器,應分隔放置。

5. 提供必要之個人防護具,並使勞工確實使用。

6. 避免使勞工單獨操作。

7. 設置火災時,提供冷却用途之灑水設備。

8. 保持逃生路線通。

(二)操作矽甲烷之基本需求

勞工於操作矽甲烷時應注意以下事項:

1. 確保通風。

2. 穿戴適當的個人防護裝備(PPE)。

3. 設置偵測警報、檢知器,定期執行洩漏與檢查。

4. 遵循標準作業程序(SOP)。

5. 二人夥伴作業。

6. 不可在現場修理或調整瓣膜。

容器更換操作,或任何要求開啟系統的操作,或存在有暴露於矽甲烷可能 的地方,只能由穿戴適當的個人防護裝備的兩人小組來進行。最少量的個人防 護裝備,包括防焰面罩、防焰頭罩和安全眼鏡、皮手套或相當產品、用於上身 保護的諾梅克斯(Nomax)或相當的保護裝置、或者含頭部保護的諾梅克斯工 作服。

系統的任何部分的維護都要把系統當作加壓系統來進行,因此必須穿戴適 當的個人防護裝備,每天應目視檢查矽甲烷供應系統,注意所有的機械裝置、

閥帽、壓力表入口等,找出呈褐色/白色粉塵的輕微洩漏的痕跡,且應遵守安全 工作許可程序,包括掛牌和上鎖程序,在正在運轉的系統的工作區域之間至少 應有二個盲板和排放系統,避免高壓氣體自工作區域釋放造成危害。

(三)急救

如果吸入了矽甲烷,將患者轉移到有新鮮空氣處。如呼吸停止,進行人工 呼吸。如果呼吸困難或微弱,供給氧氣並且呼叫醫生,提供醫生矽甲烷的物質 安全資料表(Material safety data sheet, MSDS)。

暴露於高濃度的矽甲烷會導致延遲的肺水腫。因此,應該觀察個人是否有 延遲的呼吸道損傷,如果發生肺水腫,進行適當的治療。在皮膚或眼睛接觸的 情況下,應該用自來水沖洗患處15 分鐘。如果刺激繼續存在,應該請教醫生,

燃燒的矽甲烷導致的皮膚燒傷應像一般熱燒傷一樣處理。

(四)個人防護裝備

對於任何要求除去容器或鋼瓶保護帽、更換容器或暴露於正在運轉的矽甲 烷設施的操作,至少應該使用的個人防護裝備是:

1. 防焰面罩、防焰頭罩和安全眼鏡。

2. 皮手套或等效的防火手部保護裝置。

3. 帶有防火頭盔或等效的頭部保護裝置的防火全身保護裝置。

4. 安全鞋。

對於需要緊急應變的狀態:

1. 帶有防火頭盔或等效的頭部保護裝置的防火全身保護裝置。

2. 正壓自攜式呼吸器(SCBA)

3. 皮手套或等效的防火手部保護裝置。

(五)緊急時之處理原則

大宗矽甲烷之處理原則可參考北美洲緊急應變指南之處理原則 116,相關 資訊如下所示。

1. 潛在的危害

(1) 火災或爆炸 A. 極度易燃

B. 將易被熱、火花或明火引燃

C. 與空氣混合後將形成爆炸性混合物 D. 矽甲烷在空氣中將自行引燃

E. 受熱或陷於火場時,註記”P”的此類物質可能會產生爆炸性聚合 反應

F. 蒸氣可擴散,遇引火源會產生回火現象 G. 容器受熱可能發生爆炸

H. 破裂的氣瓶或容器本體,存在有破片飛射之潛在危害

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