113 專技高考高等考試 工業安全技師 風險危害評估 考古題詳解
第 一 題25 分
因產業製程或系統之複雜程度有所差異,風險評估模式以製程或作業特性為主要選擇依據。
如為連續製程、管線系統、自動控制系統等,係採用「工作場所導向模式」;若為批式製程、裝配作業、維修作業等,則採用「作業步驟導向模式」。
請依照工作場所導向模式與作業步驟導向模式,說明兩者之評估細節,並繪製流程圖。
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核心觀念
本題在考風險評估的兩種模式,以及如何依製程與作業型態選擇評估單位:
- 工作場所導向模式:以工作場所、設備或製程區域為單位,適合連續製程、管線系統及自動控制系統。評估重點是辨識場所內的危害源、危害情境、可能事故及其風險。
- 作業步驟導向模式:以一項作業及其步驟為單位,適合批式製程、裝配及維修作業。評估重點是依作業順序逐步辨識每個步驟的危害與風險,並制定相應控制措施。
兩種模式的共同目的,都是辨識危害、評估風險、採取控制措施,並確認控制後的風險是否可接受;差異主要在於評估單位與辨識危害的切入方式。
解題方法
作答時先依題目給定的製程特性,說明各模式適用情境;再依「界定範圍—辨識危害—評估風險—決定控制—確認結果—記錄與檢討」的順序,分別呈現評估細節並繪製流程圖。
風險評估可用風險矩陣表達,常見概念為:
若採用的評估制度另有暴露頻率、暴露時間或人數等參數,應依該制度的評分方法計算;本題未指定特定量化公式,重點在交代評估流程及控制後的再評估。
一、工作場所導向模式
評估細節
-
界定評估範圍 劃分工作場所、製程區域、設備或管線系統,確認評估邊界、作業情境及相關人員。
-
蒐集資料 蒐集製程流程圖、設備與管線資料、物質安全資料、操作條件、事故紀錄、設備檢查與維修紀錄,以及既有作業程序。
-
辨識危害源與危害情境 由場所或系統出發,檢視化學品、機械設備、壓力與溫度、電能、火災爆炸、洩漏、設備失效及人為操作等危害。進一步判斷在正常、異常、啟停、故障及緊急狀況下,可能發生何種危害事件。
-
辨識可能暴露對象與後果 確認可能受影響的作業人員、承攬人員及其他人員,並分析人員傷害、健康損害、設備損壞或環境影響等後果。
-
評估風險 依可能性與後果嚴重度等評估準則,判定風險等級及可接受性;必要時依組織採用的矩陣或量化方法評分。
-
決定並實施控制措施 依控制層級優先考量消除危害、替代、工程控制、管理控制及個人防護具,並指定負責人與完成期限。
-
再評估與追蹤 控制措施完成後重新評估殘餘風險。若風險仍不可接受,應再提出控制措施並持續評估;若可接受,則記錄結果、維持管制並定期檢討。
流程圖
第 二 題25 分
若應用初步危害分析(preliminary hazard analysis, PrHA)針對危害性化學品的易燃、易爆性、反應性、毒性等進行本質危害分析,以及針對製程操作條件:溫度、壓力、液位、組成異常或失控時,進行系統作用危害分析,請說明此兩種分析方法。
若石化基本原料丙烯單體()於儲存區最大存量 公斤(勞動檢查法施行細則之危險物數量規定為 公斤),而其於製程區生產聚丙烯,請說明此兩區域是否為重大危害區域?
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核心觀念
初步危害分析(PrHA)是先辨識工作場所內的重大潛在危害,並據此決定後續應採取的製程安全評估方法。分析分為兩個互補面向:
- 本質危害分析:檢視化學物質本身的危害性,以及物質與其他物質或設備材質接觸時可能造成的危害。
- 系統作用危害分析:檢視製程系統在操作條件異常或失控時,可能發生的危害情境,並據此辨識重大潛在危害區域。
以下法規依題意以命題當年(民國 113 年)法規為準。當時適用的判定基準包括:製程區域中危險物或有害物的瞬間最大量 大於法定限量 的 ,或製程具有指定的高放熱反應等情形,即可列為重大潛在危害區域。
解題方法
一、本質危害分析
本質危害分析以化學品及其處理方式為分析對象,常用三類檢核表:
- 物質危害檢核表:檢視易燃、易爆、安定性、毒性及其他健康危害。
- 物質相容性檢核表:檢視化學品彼此間,以及化學品與設備材質間是否相容;若不正常接觸,是否會發生危險反應。
- 處理方法檢核表:檢視物質危害對儲存、運輸、處理、製程設計、廠區配置及應變程序等的要求。
這一分析回答的是:物質本身有哪些危害,以及處理方式需要哪些安全條件。
二、系統作用危害分析
系統作用危害分析先依製程實務劃分系統或單元,例如反應區、蒸餾區、萃取區、分離區,再逐區檢視操作條件異常或失控時的危害。檢視參數包括題目列出的溫度、壓力、液位、組成,也可包含流量及外在環境等因素。
第 三 題25 分
某反應器若因冷卻系統故障,會因熱蓄積作用而發生熱失控反應。所幸該反應器設置跳脫系統(Trip system),一旦冷卻系統失效造成反應溫度過高,溫度偵測控制器(TIC)即會啟動跳脫系統打開洩放閥,將反應物料洩流而不致發生失控反應。
試以本反應器可能導致失控反應繪製失誤樹評估,並計算其發生之機率;另,哪一種故障條件發生的後果較嚴重?
【說明】
反應器之冷卻與洩放系統如下圖,假設各種設備的故障率如下:
- 泵浦故障率 。
- 缺乏冷卻劑 。
- TIC 故障率 。
- 跳脫系統故障率 。
- 洩放閥故障率 。
【圖示:反應器及其冷卻系統與洩放系統】
圖中包含反應器、冷卻系統、泵浦、冷卻劑、溫度偵測控制器(TIC)、洩放系統、跳脫系統(Trip system)及洩放閥。
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核心觀念
本題考失誤樹分析(Fault Tree Analysis, FTA):從「頂端事件」往下拆解造成事件的設備故障,並用邏輯閘表示各故障間的關係。
頂端事件是反應器發生熱失控。熱失控必須同時具備:
- 冷卻失效,導致反應溫度升高。
- 跳脫保護失效,未能打開洩放閥。
因此,頂端事件以「及閘」連接冷卻失效與保護失效;各子系統內只要有一項設備故障就失效,則以「或閘」連接。
解題方法與計算
失誤樹可表示如下:
頂端事件:熱失控
及閘
┌──────┴──────┐
冷卻失效 跳脫保護失效
或閘 或閘
┌───┴───┐ ┌────┼────┐
泵浦故障 缺乏冷卻劑 TIC故障 跳脫系統故障 洩放閥故障
以下假設各設備故障彼此獨立,且題目所列故障率可直接視為一次需求下的故障機率。題目未提供故障率的時間基準;若視為每單位時間的故障率,還須提供運轉時間才能計算。
冷卻系統在泵浦故障或缺乏冷卻劑時失效:
其中 代表冷卻失效。
跳脫保護系統在 TIC、跳脫系統或洩放閥任一故障時失效:
第 四 題25 分
危害性化學品主要依據聯合國化學品分類及標示全球調和制度(GHS)辨認特性,而工業界亦常參考美國國家消防協會 NFPA 704(Standard System for the Identification of the Hazards of Materials for Emergency Response)之標示分類,作為製程潛在危害評分標準。
某工廠之危害性化學品中包含過氧化氫()、氫氟酸(HF)、硫酸()與一氧化碳(CO),請依據下表之兩種標示系統,說明四種化學品本質危害特性與注意事項,以利相關製程安全評估之依據。
| 化學品 | HF | CO | ||
|---|---|---|---|---|
| GHS | ||||
| NFPA 704 |
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核心觀念
本題要讀懂兩種不同用途的危害標示:
- GHS 以圖示傳達危害類別,例如氧化性、腐蝕性、急毒性、易燃性與氣體加壓危害。圖示本身不代表危害程度;實際分類與防護要求仍須依化學品濃度、產品標示及安全資料表(SDS)判讀。
- NFPA 704 是緊急應變用的菱形標示:左側藍色為健康危害、上方紅色為燃燒性、右側黃色為反應性,底部白色為特殊危害。各區通常以 0 至 4 表示,數字越高,該項危害越嚴重;底部的 OX 表示氧化劑,COR 表示腐蝕性。
解題方法
先依圖辨認各化學品的 GHS 圖示,再讀取 NFPA 菱形的分區位置與數字。回答時把數字轉成危害意義,並連結到製程評估中的儲存、隔離、通風、監測、個人防護及緊急應變措施。
四種化學品判讀與注意事項
| 化學品 | 圖示判讀與本質危害 | 製程及操作注意事項 |
|---|---|---|
| 過氧化氫(H₂O₂) | **GHS:**氧化劑、腐蝕性、驚嘆號(有害或刺激性危害)。**NFPA:**健康 3、燃燒性 0、反應性 2,特殊危害 OX。 | 氧化性可助長燃燒;分解會放出氧氣,受熱、污染或接觸不相容物質時須防範劇烈分解。與可燃物、還原劑及不相容金屬隔離,避免污染;防止眼睛和皮膚接觸,並依濃度設置適當通風與防護。 |
| 氫氟酸(HF) | **GHS:**腐蝕性、骷髏與交叉骨(急毒性)、人體胸部星芒圖(嚴重健康危害)。**NFPA:**健康 4、燃燒性 0、反應性 0。 | 高度急毒且有強腐蝕性,皮膚接觸可能造成深部組織傷害及全身性毒性,症狀也可能延遲。須採密閉或局部排氣、相容材質與專用防護裝備;建立立即沖洗、緊急通報及迅速就醫的程序。 |