Onnettomuustutkintaraportti, UPM Pietarsaari, sellutehdas Räjähdys laimeiden hajukaasujen piipussa

Pietarsaari 1 (21) Kari Parviainen, Kenneth Winberg, Kaj Nordbäck, Teuvo Pietilä, Lauri Mattila, Tomi Heikkinen, Heikki Öhman Onnettomuustutkintaraportti, UPM Pietarsaari, sellutehdas Räjähdys laimeiden hajukaasujen piipussa 28.12.2008 Tiivistelmä Onnettomuustapaus Tehtaan betonipiipussa tapahtui räjähdys, jossa vaurioitui laimeitten kaasujen teräspiippu (halk. 1,8 m) koko pituudeltaan, osa meesauunin savukaasupiipusta (halk. 2,2 m) ja pala väkevien hajukaasujen putkea (halk. 0,4 m). Räjähdys ei aiheuttanut henkilövahinkoja. Omaisuusvahinko oli n. 600.000. 28.12.2008 klo 20.35 tehtaan ollessa vielä seisokkitilassa. Tapahtuma-aika Tapahtumapaikka UPM-Kymmenen sellutehdas Pietarsaaressa Yhteenveto onnettomuudesta ja tutkinnan tuloksista Piippuräjähdys aiheutui usean tekijän yhteisvaikutuksesta: Räjähdystä edelsi ajotilanteita, jotka lisäsivät piipun kaasuseoksen pitoisuuden syttymis- ja räjähdyspitoisuuksiin. Samanaikaisesti vallitseva tuuli työnsi meesauunin kuumat savukaasut ulostulevien laimeitten kaasujen sekaan aiheuttaen syttymisen. Piipun TRS ja tärpättipitoineen laimeakaasu mahdollisti riittävän liekin etenemisnopeuden ja palamisrintama siirtyi alaspäin piipussa. Korkeasta lämpötilasta johtuva kaasun laajentuminen paineisti piipun yläosan kaasun, jolloin paine muuttui nopeudeksi ja aiheutti alipaineen, joka lommahdutti piipun yläosan n. 120 m:n matkalta. Tämän jälkeen piipun alaosa räjähti kappaleiksi kaasuräjähdyksen ja rekyylin seurauksena. Pääasialliset syyt: 1. Haihduttamon laimeakaasukeräilyn kaasut olivat konsentroituneet normaaliajon ja seisokin aikana räjähdyspitoisuuteen. 2. Polttolipeäsäiliöstä purkautui voimakkaasti kaasuja 22 tuntia ennen räjähdystä. 3. Kuitulinjoilta ei tullut laimeita kaasuja, jotka olisivat voineet laimentaa piippuun meneviä kaasuja. 4. Meesauunin kuumat savukaasut olivat kääntyneet laimeakaasupiipusta tulevien kaasujen päälle ja sytyttäneet kaasut. Liekki eteni piipussa (humahdus) alaspäin. Tämän jälkeen piipun alaosa räjähti kappaleiksi kaasuräjähdyksen ja rekyyli seurauksena. Alustavien laskelmien mukaan piipun alaosan jatkeessa on ollut tärpättiä räjähdyspitoisuudessa. Member of the UPM-Kymmene Group UPM-Kymmene Corporation Tel. +358 (0)204 16 113 Domicile Helsinki Fax +358 (0)204 16 8803 Business identity code 1041090-0 www.upm-kymmene.com P.O.Box 42 VAT No FI10410900 FIN-68601 Pietarsaari Finland

2 (21) Työryhmän ehdottamat korjaavat toimenpiteet Vastaavan onnettomuuden estämiseksi työryhmä esittää seuraavat korjaavat toimenpiteet Seisokkiaikaiset toimenpiteet: - kuitulinjan laihakaasun puhallin tulisi pitää käynnissä laimennuksen aikaansaamiseksi. Puhaltimen imupuolelle laimennusilman otto. - polttolipeäsäiliön kaasut tulee johtaa vahvakaasukeräilyyn tai sarjalle ei laimeakaasukeräilyyn. - polttolipeäsäiliön vahvalipeän lämpötila ja kuiva-aine pudotetaan 117 C:een ja 67-69 % kuiva-aineeseen seisokkia varten kaasunmuodostumisreaktioitten estämiseksi - kaasupesurin kierrätyspumppua ei tule pysäyttää seisokin aikana - laimeakaasukeräilyn seisokkiaikaiselle ajolle tulee antaa selvä ohjeistus - haihduttamon kaasunpesurin kiertovettä ei tulisi pumpata vuotolipeäsäiliöön, josta kaasut imetään takaisin pesurille. Raportin päiväys 6.3.2009 Työryhmä Muut toimenpiteet ja suositukset - tulee tehdä metanolin, TRS yhdisteitten ja tärpätin kartoitus laimeakaasuille, lipeille ja lauhteille. - laimeakaasukeräilyyn tulee lisätä pitoisuusmittaus / virtausmittaus valvontaa varten. - tulee laatia esim. Excel simulointiohjelma, jolla luotettavasti voidaan määrittää laimennusilmojen määrät keräilyyn pitoisuuksien pitämiseksi alemman räjähdysrajan alapuolella eri ajotilanteissa. - haihduttamon suljetun laihakaasukeräilyn puhaltimen kapasiteettia tulisi lisätä ja imupuoli varustaa laimennusilman sisäänotolla. - laihakaasun piipun alaosan suunnittelu pitää miettiä uudelleen. Tulee välttää piipun alaosan jatkamista alaspäin pitkällä osuudella. - jos laimeakaasut konsentroituvat räjähdysalueelle, puhaltimen käyttö kaasunsiirtoon tulee lopettaa ja johtaa kaasut imupuolella olevaan omaan piippuun. - konsulttitoimistoja ja laitevalmistajia aktivoidaan selvittämään ja kehittämään laimeakaasuprosesseja. Laimeakaasukeräilylle tulee tehdä poikkeama-analyysi (Hazop) kaasujen väkevöitymiselle normaaliajossa ja seisokkitilanteessa. Kari Parviainen (ulkopuolinen asiantuntija, KEP Consulting Oy), Kenneth Winberg, Kaj Nordbäck, Teuvo Pietilä, Lauri Mattila, Tomi Heikkinen, Heikki Öhman

3 (21) 1. Yleiskuvaus onnettomuudesta Sellutehtaan seisokin aikana laimean hajukaasun piipun yläosan kaasut syttyivät meesauunin kuumista savukaasuista ja palorintama eteni piipun sisällä piipun jatkeena olevaan alatilaan, 14 m3:n, joka räjähti voimakkaasti. Alatilaan oli kerääntynyt ajon aikana TRS yhdisteitä ja tärpättiä ja kaasuseoksen pitoisuus oli ylittänyt alemman räjähdysrajan (LEL). Ennen räjähdyshetkeä piippuun oli johdettu haihduttamon säiliöalueen kaasuja ilman hönkäpesuria, myös polttolipeän kaasut oli johdettu näihin säiliöalueen kaasuihin. Polttolipeäsäiliössä oli alkanut kehittyä kuumia kaasuja n. 22 h ennen räjähdystä ja laimeakaasun lämpötila oli noussut 20 C:sta 60 C:een. Kuitulinjan laimeakaasupuhallin oli pysäytetty, joten näillä kaasuilla ei ollut laimentavaa vaikutusta piippuun meneviin kaasuihin. Räjähdyksen seurauksena piipun alaosa hajosi lukuisiin pienempiin ja muutamiin suurempiin metallikappaleisiin ja videofilmin perusteella räjähdysaalto oli voimakas, joten mahdollisuudet henkilövahinkoihin olivat olemassa. Tapaus aiheutti huomattavia aineellisia vahinkoja, viivytyksen tuotantoprosessiin ja laimeitten hajukaasujen pääsyn ympäristöön. 2. Sellutehdas 2.1 Yleistä Pietarsaaren tehtaasta Pietarsaaressa sulfiittisellun tuotanto aloitettiin kesällä 1935. Vuonna 1962 käynnistettiin sulfaattisellutehdas ja siihen integroitu voimapaperitehdas. Sulfaattisellutehtaan toinen linja valmistui 1976, jolloin sulfiittisellun tuotanto lopetettiin. Väkevien hajukaasujen keräily- ja polttojärjestelmä otettiin käyttöön ensimmäisenä Suomessa. Kaasut poltettiin meesauunissa. Varapolttopaikkana oli Volvo Flygmotorin valmistama polttouuni. Sulfaattisellu- ja paperitehtaan tuotantoa on lisätty ja laitteistoja uusittu useissa investointihankkeissa 1980-, 1990- ja 2000-luvulla. Viimeisin suuri uudistushanke oli vuosina 2002 2004, jolloin tehtaan talteenottolaitos uusittiin. Investoinnin jälkeen väkevien ja laimeiden hajukaasujen polttopaikka on soodakattila. Lisäksi kaustistamoalueen laimeat hajukaasut ohjataan meesauunin palamisilmaan. Varapolttopaikkana väkeville hajukaasuille on soodakattilarakennuksen katolla sijaitseva soihtu.

4 (21) Seisokeissa laimeat hajukaasut ohjataan betonipiipun sisäpiippuun, josta ne purkautuvat ilmaan 150 m korkeudessa. Betonipiippuun on mahdollista ottaa myös väkevät hajukaasut, mikäli soihtu ei ole käytettävissä. Väkevien hajukaasujen putki ulottuu 152 m korkeuteen (merenpinnasta +154,8 m). Tehtaan kapasiteettiluvut ovat 800.000 t sellua/a ja 200.000 t paperia/a. Markkinatilanteen vaikeuduttua viime syksynä vuoden 2008 tuotannot olivat 713.385 t sellua ja 185.704 t paperia. Lisäksi tehdas tuotti 27.778 t mäntyöljyä ja 612 t tärpättiä. Puun käyttö oli 3,564 milj. m³, josta ostohaketta oli 0,749 milj. m³ ja ostopurua 0,116 milj.m³. Henkilöstön määrä sellu- ja paperitehtaalla vuoden 2008 lopussa oli yhteensä 520. Pietarsaaren tehtaiden johtamisessa käytössä ovat laatujärjestelmä ISO 9001, ympäristöjärjestelmä ISO 14001 ja TTT-järjestelmä OHSAS 18001. Tehtaalle on myönnetty EMASsertifikaatti vuonna 1999. 2.2 Laimeiden hajukaasujen keräilyjärjestelmä Laimeilla hajukaasuilla tarkoitetaan tässä raportissa sellaisia hajukaasuja, joiden väkevyys on alle alemman räjähdysrajan (LEL = lower explosion limit). Tehtaalla on käytössä jatkuvatoiminen Suber-Batch keitto, jolle on tyypillistä ajoittain korkeammat pitoisuudet ja haihduttamon säiliökaasujen suljettu keräilyjärjestelmä. Laimeat kaasut voidaan luokitella myrkyllisiksi. Laimeita hajukaasuja kerätään kuitulinjoilta, haihduttamoalueelta ja kaustisoinnin säiliöistä ja laitteista, ks. Liite 1 Tehtaan laimenakaasukeräily Laimeiden kaasujen keräily kuitulinjoilta: Laimeat kaasut kerätään koivu- ja havulinjojen ruskean massan säiliöistä ja laitteista hajukaasupesuriin, josta puhallin siirtää kaasut polttoon soodakattilassa tai laimeitten hajukaasujen piipuun. Laimeiden kaasujen keräys haihduttamoalueelta, ks. Liite 2. Haihduttamon laimeakaasukeräily : Laimeat kaasut kerätään haihduttamon hajukaasupesurille seuraavista laitteista: - CO2-esihapotuken laitteista - HDS-erottimesta ja sen laitteista - Haihduttamon säiliöistä ja lattiakaivoista Hajukaasupesurin puhallin siirtää laimeat kaasut soodakattilaan poltettavaksi tai laimeitten hajukaasujen piippuun. Laimeiden kaasujen keräily kaustisointilaitoksella: Laimeakaasut kerätään pesurin kautta meesauuniin poltettavaksi tai johdetaan laimeitten kaasujen piippuun. Laimeiden kaasujen poltto soodakattilassa, ks. Liite 3 Soodakattilan palamisilma/laimeakaasut Poltto soodakattilassa edellyttää, että soodakattilassa on lipeäpolttoa riittävästi ja muut polttoehdot voimassa laimeille kaasuille.

5 (21) Kaasut menevät polttoon hajukaasujen esilämmittimen kautta hajukaasusykloniin, jossa kaasuihin sekoitetaan liuottajankaasut. Kaasut imetään edelleen laimeiden kaasujen/sekundääri-ilmapuhaltimella kahden esilämmittimen kautta polttoon soodakattilan tulipesässä. Pöyry on laatinut laimeiden hajukaasujen käsittelystä kokoavan käyttöohjeen sisältäen. käynnistyksen, pysäyttämisen ja valvonnan eri osastojen laitteille, päivätty 03.02.2004. Käyttöohje kuvailee myös työturvallisuuteen ja räjähdysriskeihin liittyviä asioita. Osastokohtaiset käyttöohjeet on laadittu seuraavasti: - Kuitulinjojen ohje (tehty aikaisemman projektin aikana) - Kaustisointilaitoksen ohje, Andritz - Hajukaasujen poltto soodakattilassa, Andritz Pöyryn ohjeessa on turvalliseen ajotapaan liittyen todettu seuraavaa: - Koivu- ja havulinjojen laimeakaasukeräilyn alipaine ylläpidetään säätimellä PICA-1356, joka säätää puhaltimen 0190205 nopeussäädintä. Hajukaasupesurista ulostulevan kaasun lämpötila pidetään 40-45 C:ssa TICSA-1360, joka päästää sopivasti jäähdytysvettä jäähdytyskierron lämmönvaihtimeen. Alhainen kaasu lämpötila takaa sen, että kaasujen kosteuspitoisuus on alhainen ja mahdollinen tärpätti on peseytynyt pois. - Haihduttamoalueen laimeakaasukeräilyn alipaine säädetään vastaavasti säätimellä PIC-104, joka ohjaa puhaltimen 0191404 kierrosnopeutta. Hajukaasupesurin kierrätysveden lämpötilaa säädetään säätimellä TIC-113 ja ulostulevan kaasun lämpötila voidaan tarkistaa mittarista TI-122. - Soodakattilan sekundääri-ilmapuhaltimen 0191807 kierrosnopeutta säädetään virtaussäätimellä FICZ-215 siten, että sekundääri-ilmaa saadaan riittävästi tulipesän takaseinälle. Puhaltimen imupuolen alipainetta PICZ-207 säädetään päästämällä ulkoilmaa puhaltimelle. Alipaineen tulisi olla niin suuri, että tulevaan kaasulinjan saadaan lievä alipaine PI-203 ennen hajukaasulämmitintä. Alipaine takaa sen, että laimeakaasukeräilyyn saadaan imua vaikka haihduttamon puhallin vikaantuu ja pysähtyy. Kosteuden eliminoimiseksi laimeat kaasut tulee esilämmittää ennen polttoa soodakattilan tulipesässä. Esilämmitys tapahtuu kolmessa esilämmittimessä. Suunnitteluvaiheessa otettiin huomioon mahdollisuus, että haihduttamon suljettu laimeitten kaasujen keräilyjärjestelmän kaasut voivat konsentroitua räjähdyspitoisuuteen (LEL). Tästä syystä keskusteltiin, pitääkö mäntyöljykeittimelle hankkia oma pesuri rikkivedyn poistamiseksi (ei päästetä siis keräilyyn) ja polttolipeäsäiliö varustettiin venttiilillä, joka johtaa säiliön kaasut ulos, kun haihduttamon kaasupesuri ei ole toiminnassa. Järjestettiin seuraavat lukitukset:

6 (21) - Kun haihduttamon kaasupesurin kierrätyspumppu 0191402 pysähtyy, mäntyöljykeittämön sulkuventtiili järjestelmään sulkeutuu ja mäntyöljykeittämö pysäytetään. - Kun haihduttamon kaasupesurin kierrätyspumppu 0191402 pysähtyy, polttolipeäsäiliön 4104010 venttiili 410-PV-810.3 avautuu ulos ja venttiili 410-PV-810.1 keräilyyn sulkeutuu Järjestelmään on tehty Hazop tarkastelut ja pöytäkirjat ovat Liitteessä 11. Hazop pöytäkirjat. Ennen laimeakaasukeräilyn käynnistämistä Pöyry mittasi osastojen välisten kaasuputkien kallistukset ja paikallisti lauhteenpoistimet jottei putkiin keräänny lauhteita ja niistä erkanevia räjähtäviä kaasuja. Andriz teki vastaavan tarkastuksen omille laitteilleen. Pöyryn tarkastuslista hajukaasujärjestelmälle on Liitteessä 9 Pöyryn hajukaasujärjestelmän tarkastuslista. Tehtaan toimesta tarkastettiin kaikki laimeakaasujärjestelmän liittyvät sähkösaatot ja maadoitukset. Laimeiden hajukaasujen keräilyjärjestelmä on otettu käyttöön 31.03.2004. Laimeitten hajukaasujen piippu Räjähdys tapahtui laimeiden hajukaasujen piipussa, johon hajukaasut olivat konsentroituneet. Piippu on varustettu alaspäin menevällä piipun jatkeella ja on ajateltavissa että kyseinen tila kerää raskaampia kaasuja kuten tärpättiä kaasuseoksen räjähdyspitoisuuteen asti. Piipun kaasuseos on syttynyt piipun päällä, kun kuumat meesauunin kaasut ovat osuneet ulospurkautuviin laimeisiin kaasuihin. Piipun sisällä on ollut myös syttyvää kaasuseosta ja liekkirintama on edennyt piipun sisällä alaspäin räjäyttäen alaosan ns. piipunjatkeen. Laimeitten hajukaasujen piippu sijaitsee betonimanttelin sisällä muitten piippujen kanssa. Väkevien hajukaasujen piippu on vedetty n.2 metriä muitten piippujen ulostulojen yläpuolelle jotta vältytään ko. kaasun syttymiseltä. Laimeitten kaasujen ulostulo on kuitenkin jätetty samalle tasolle muitten piippujen ulostulojen kanssa (meesuuni, soodakattila). 2.3. Hajukaasujen valvontamittaukset Laimeitten hajukaasujen keräilyä valvotaan automaatiojärjestelmän prosessikaavionäytöillä. Valvontaan käytetyt prosessikaavionäytöt ovat: - kuitulinjan keräily ja hajukaasupesuri - haihduttamon hajukaasupesuri ja hajukaasujen keräily, Liite 2. - soodakattilan palamisilman järjestelmä, Liite 3. Prosessinäyttöjen avulla valvotaan erityisesti keräilyn alipaineita ja lämpötiloja. Eri osastojen valvontainstrumentit ovat näytetty myös yhteisessä virtauskaaviossa 16A1842-0205 Laimeiden kaasujen keräily ja poltto.

7 (21) Laimeakaasujen määrät voidaan arvioida puhaltimien kierrosnopeuksien perusteella, varsinaisia määrämittareita ei ole käytössä. Laihakaasukeräilyssä ei ole pitoisuusmittauksia. Näytteet pitoisuusanalyyseja varten voidaan ottaa keräilyputkistosta ja piipusta. 2.4. Laimeiden hajukaasujen ominaisuudet ja tehtaalla tehdyt tärpätti- ja rikkitaseet Laimeitten hajukaasujen käyttöohjeeseen on liitetty Taulukko, joka antaa käsityksen laimeitten hajukaasujen ominaisuuksista, ks. Liite 4 Hajukaasujen ominaisuuksia. Hajukaasuja on mitattu räjähdyksen jälkeen ja tuloksia on esitetty liitteissä 5a ja 5b Tehtaan laimeakaasun mittaustuloksia. Laimeitten hajukaasujen TRS -pitoisuudet ovat olleet vielä korkeita. Liitteestä 5b havaitaan, että polttolipeäsäiliön DMS pitoisuudet ovat erittäin korkeita. Lipeäsäiliöiden lipeän pintakerroksissa esiintyy korkeita tärpättipitoisuuksia. Syyt korkeisiin pitoisuuksiin tulee selvittää. 3. Onnettomuustiedot 3.1. Tapahtumat ennen onnettomuutta UPM-Kymmenen Oyj sellutehdas ajettiin alas viikkoa ennen onnettomuutta. Laimean hajukaasun keräily pidettiin käynnissä seuraavasti: 1.Laimeat hajukaasut käännettiin soodakattilan poltosta piippuun, joka sijaitsee muitten piippujen kanssa betonimanttelin sisällä. Piippuun johdetaan laimeita hajukaasuja seuraavilta osastoilta: - Kuitulinjoilta 1 ja 2 sekä sahanpurukeittolinjalta - Haihduttamon säiliöistä ja mäntyöljykeittämöltä - Kaustisointilaitoksen säiliöistä ja laitteista 2. Kuitulinjojen hajukaasupesuri pysäytettiin ja huuhdeltiin kylmällä vedellä, myös pesurin jälkeinen hajukaasupuhallin pysäytettiin. Tällöin keittämöltä peräisin oleva kostea hajukaasu lauhtui putkessa ja kulkeutui hitaasti eteenpäin piipun imun vetämänä. Pöyryn aikaisempien laskelmien mukaan putken purkauspäässä on ollut alipainetta n. 100 Pa. Pesurin täytekappaleet pitää pestä kerran vuodessa, koska ne likaantuvat kuidusta ja humuksesta. 3. Haihduttamon laimeakaasukeräily pidettiin käynnissä siten, että haihduttamon laimeakaasupesuriin ajettiin vettä (normaalisti valkolipeää) ja laimeakaasupuhallin pidettiin käynnissä. Ennen onnettomuuden sattumista laimeakaasupesurin kierrätyspumppu kuitenkin pysäytettiin 10,5 tunniksi, joten laimeat hajukaasut imettiin puhaltimella sellaisenaan ja n. 40 % suuremmalla kaasuvirtauksella laimeitten kaasujen piippuun

8 (21) 4. Hajukaasupesurin kierrätyspumpun pesuneste pumpataan normaalisti haihduttamon vuotolipeäsäiliöön, josta höngät menevät takaisin laimeakaasupesuriin. Haihduttamon polttolipeäsäiliö muodostaa ns. molekyylien lämpöpilkkoutumisen tuloksena orgaanisia rikkiyhdisteitä, jotka johdetaan normaalisti haihduttamon hajukaasukeräilyyn tai seisokin aikana ulos ulkoilmaan. Onnettomuuden sattuessa ko. säiliön kaasut johdettiin kuitenkin hajukaasukeräilyyn. Trendipiirtureista voidaan havaita, että polttolipeäsäiliössä on alkanut kiihtyvällä nopeudella syntyä eksotermisiä reaktioita n. 22 h ennen räjähdystä ja laimeakaasun lämpötila on noussut 20 C:sta 60 C:een. 3.2.Tapahtumien kulku ja olosuhteet Voimakas räjähdys laimeakaasupiipussa tapahtui trendipiirtureitten mukaan 28.12.2008. kello 20.35. Ennen räjähdystä laimeita hajukaasuja johdettiin piippuun seuraavasti: - haihduttamon laimeat hajukaasut puhallettiin piippuun ilman laimeakaasupesuria. Kaasun määrä 4,5 m3/s ja lämpötila 60 C - kaustisoinnin hajukaasut puhallettiin kaustisoinnin laimeakaasupesurin läpi yhdysputkeen, joka vei kaikki laimeat kaasut piippuun Laimeakaasupiipun mitat, vrt. Liite 12 Laimeakaasupiipun piirustus : - korkeus 140 m (maanpinnalta) - läpimitta 1,8 m - seinämäpaksuus 3 mm - materiaali SIS 2343 Piipun alapää on varustettu piippujatkeella ja sen mitat ovat: - korkeus 5,4 m - muut mitat kuten yllämainitulla piipulla Tuuli ja virtausolosuhteet: - tuulen nopeus 3.0 m/s - meesauunin savukaasun purkausnopeus 9 m/s, meesauunin savukaasut purkautuivat kutakuinkin laimeitten kaasujen päälle. - meesauunin savukaasujen lämpötila 260 C. - konsentroituneen laimeakaasun purkausnopeus 2,2 m/s Piippujatkeen tehtävänä on koota lauhde, joka kondensoituu piipun sisäpinnoille ja johtaa lauhde vesilukkosäilön kautta kanaaliin. Voimakas räjähdys alkoi piipun yläosassa ja eteni alaspäin. Piipun jatke räjähti kappaleiksi räjähdyksen ja rekyylin voimasta

9 (21) Piippu on kannatettu lukien piipun alaosasta 21,3 m korkeudelta ja piippu on varustettu liukukehikoilla 28,5 m:n välein (kehikkoja 4 kpl). Piippu on maadoitettu tehokkaalla ukkosenjohdattimella. Räjähdyksen seurauksena piipun alaosa repeytyi 7 metrin osuudelta kierteisin suikalein kokonaisuudessaan ja piipun yläosa n. 120 m:n matkalta lommahti pahoin. Vieressä oleva meesauunin savukaasun ja väkevien kaasujen putkien alaosat ja kanavat vaurioituivat räjähdyksen välittömässä läheisyydessä. Räjähdysaalto oli niin voimakas, että piippujen betonimanttelin (läpimitta 11 m, seinämänvahvuus 55 cm piipun alaosassa) kahdet pariovet lennähtivät ulos saranoiltaan noin viiden metrin päähän. Myös metallipaloja (myös yksi suurempi) lensi kauemmaksi lähiympäristöön, ks. Liitteen 6. kuvat Valokuvia tehtaan räjähdysvaurioista. Videokuvan mukaa räjähdyspilvi pöllähti ovista 30-40 m betonipiipun ulkopuolella. Räjähdyksen ääni kuultiin selvästi 15 km:n, jopa 30 km:n päässä. Silminnäkijät havaitsivat piipun päällä tulipallon räjähdyksen yhteydessä. Kaksi silminnäkijää havaitsivat pystysuoran valoilmiön, kun räjähdyksestä oli kulunut 1-2 minuuttia. 3.3. Palo- ja pelastustoimenpiteet Räjähdysalueella ei ole palohälytysjärjestelmän antureita. Räjähdyksen aiheuttama tärähdys kulkeutui betonipiipun perustuksista B-moduulin perustuksiin. B-moduulissa vuoromestarikonttorissa ollut vuoromestari Pertti Kuittinen ja ohjaamossa olleet operaattorit havaitsivat räjähdysäänen ja tärähdyksen. Talteenottolaitoksen ohjaamossa oli normaali miehitys, joka on 2 operaattoria ja 2 kiertävää miestä. Tehdas oli seisokkitilassa lukuun ottamatta meesauunia, jonka lämmittäminen oli aloitettu aamuvuoron alussa. Meesauunin lämmitysajo keskeytettiin välittömästi, kun savukanavan vaurio tuli tietoon. Tehtaan palopäällikkö Lauri Mäkelä asuu n. 1,1 km päässä betonipiipusta. Hän kuuli räjähdyksen ja soitti välittömästi vuoromestarille. Ensimmäinen tieto vuoromestarilla oli, että räjähdys olisi tapahtunut meesauunissa. Tämän jälkeen Mäkelä soitti palopäivystäjänä toimineelle Esko Kalliolle ja käski tämän mennä tehtaalle selvittämään tilannetta. Esko Kallio oli tehtaalla klo 20.43. Hän sai vuoromestarilta selvityksen betonipiipun vieressä. Räjähdys oli tapahtunut laimeiden hajukaasujen sisäpiipussa betonipiipun alapäässä. Henkilövahinkoja ei ollut tapahtunut eikä tulipaloa syttynyt. Kallio teki ilmoituksen POHAlle (Pohjaanmaan Aluehälytyskeskus, Vaasa), joka teki palohälytyksen klo 20.46. Tehtaan palopäällikkö saapui tehtaalle samaan aikaan. Viikonloppuisin tehdasvartioinnin suorittaa Securitas. Securitaksen vartija avasi tehtaan portit, että omat palomiehet sekä pelastuslaitoksen paloauto ja ambulanssi pääsivät tehdasalueelle. Tehdaspalokunnan miehistö oli paikalla klo 20.51 ja hieman sen jälkeen pelastuslaitoksen autot.

10 (21) Palopäivystäjän ja palopäällikön tultua paikalle annettiin vartijalle lupa lähteä alueelta muihin tehtäviin. Tehdaspalokunta eristi räjähdysalueen. Tuotantopäällikkö Tero Virkkala ja vuoromestari Pertti Kuittinen pysäyttivät hajukaasujen keräilyjärjestelmät ja aloittivat kanavien huuhtelun ilmalla. Tehdaspalvelun päällikkö Sune Junell, rakennuspäällikkö Kenneth Åkerlund, ylimestari Lauri Mattila ja tekninen johtaja Heikki Öhman tekivät ensiarvion tilanteesta Ensiarvion mukaan piipun betonirakenteet olivat säilyneet ehjinä, mutta laimeiden hajukaasujen kanava, väkevien hajukaasujen putki ja meesauunin savukaasukanava sekä kierreportaiden alapää olivat vaurioituneet. Arvioinnin jälkeen todettiin, että pelastuslaitos voi poistua. Poliisi siirtyi ohjaamaan liikennettä Pohjantien ja Luodontien risteyksessä, joka oli ruuhkautunut uteliaiden autoilijoiden tukkiessa risteyksen. Muutama ulkopuolinen oli tullut tehdasalueelle avoimista porteista ja heitä kehotettiin poistumaan tehdasalueelta. Heidän joukossaan oli alueradion toimittaja Kjell Vikman, jolle Heikki Öhman antoi ensimmäisen haastattelun hieman klo 21 jälkeen. Lauri Mattila kuvasi räjähdysalueen. Sen jälkeen tehdaspalokunta aloitti alueen siivouksen. Tehtaan kuljetusmestari Niko Miettinen soitti tehtaan palopäällikölle muutama minuutti räjähdyksen jälkeen, jolloin sovittiin, että Sjöblomin Kaivin Oy:n pyöräkuormaaja ja irtolavakuorma-auto, sekä Hästbackan Bobcat tulevat vielä sunnuntai-iltana paikalle. Illalla n. klo 22.00 tehtaan johto päätti, että korjaustyöt aloitetaan vasta maanantaiaamuna. Illalla tehtiin vain alueen siivoustyöt sekä kopioitiin putki- ja kanavapiirustukset korjaustöiden aloittamisen nopeuttamiseksi. 3.4. Tiedottaminen Ensimmäinen tiedottamiseen liittyvä haastattelu räjähdyksestä annettiin alueradiolle sunnuntaina 28.12.2008 noin puoli tunti räjähdyksen jälkeen. Tästä uutinen levisi valtakunnallisesti siten, että se oli samana iltana mm. MTV 3:n Kymmenen Uutisissa. Ensimmäinen lehdistötiedote "Hajukaasuräjähdys UPM, Pietarsaaren tehtaalla" julkaistiin 28.12.2008 klo 22.30 eli noin 2 tuntia räjähdyksen jälkeen. Sen jälkeen tehtiin lehdistötiedotteet 29.12.2008 ("Räjähdyksen vauriot on selvitetty") ja 2.1.2009 ("Sellutehtaan käyntiinajo aloitetaan 4.1.2009"). Kun 2.1.2009 tehtyyn tiedotteeseen ei enää tullut uutta informoitavaa, lisätiedotteita ei tämän jälkeen ole tehty.

11 (21) Turvatekniikan Keskukselle (TUKES) räjähdyksestä raportoitiin puhelimitse maanantaina 29.12.2008 n. klo 9.00. Keskustelussa sovittiin, että tehdas tekee onnettomuudesta kattavan raportin. Edelleen sovittiin, että TUKESille toimitetaan onnettomuuspaikalta otetut valokuvat. 3.5. Vahingot Räjähdys tapahtui laimeiden hajukaasujen piipussa betonipiipun sisällä ja vaakasuorassa kanavassa juuri ennen yhtymistä betonipiipun pystysuoraan kanavaan. Räjähdyksessä vaurioitui laimeiden hajukaasujen kanavien lisäksi paineaallon iskun seurauksena ympärillä olevia rakenteita, putkia ja sähkölaitteita. Vaurioituneet kohteet olivat, vrt. Liite 12. Laimeakaasupiipun piirustus : - laimeiden hajukaasujen kanava, 120 m pystykanavaa ja 10 m vaakakanavaa - väkevien hajukaasujen putki, n. 5 m pituudelta betonipiipun alaosassa - meesauunin savukaasukanava, n. 10 m vaakasuoraosa ennen yhtymistä betonipiipun kanavaan - vesilukkoastia betonipiipun pohjatasolla - betonipiipun alapään pariovet - betonipiipun kierreportaiden alaosan runko ja kaide - betonipiipun läpivienti- ja asennusaukkojen pellitykset ja lämpöeristeet - sähkökaapelit betonipiipun alaosassa (mekaanisia vaurioita, mutta ei palovaurioita) - lentoestevalo ja sen ohjausyksikkö betonipiipun huipulla (koillispuolen vilkkuvalo) Räjähdysvaurioita on esitetty Liitteessä 7 Valokuvia räjähdysvaurioista. Aineelliset vahingot yhteensä ovat n. 600.000. Kallein korjauskohde on laimeiden hajukaasujen kanava (läpimitta 1,8 m), joka painui kasaan räjähdyksen jälkeisen alipaineen takia lähes koko pystysuoralta osuudeltaan betonipiipun sisällä. Kanavan seinämäpaksuus on 3 mm ja alipaineen kesto n. 100 mm vesipatsasta. Uuden kanavan hinta on n. 300.000, mikäli uusi tehtäisiin vaurioituneen kanavan paikalle. Sellutehtaan käynnistyminen viivästyi 7 vuorokautta suunnitellusta ja paperitehtaan käynnistys 2 vuorokautta suunnitellusta aikataulusta. 3.6. Tehdyt korjaukset Korjaustyöt aloitettiin maanantaina 29.12.2009. Kaikki edellä luetellut kohteet on korjattu lukuun ottamatta laimeiden hajukaasujen kanavaa ja lentoestevalot. Laimeiden hajukaasujen kanavaksi on rakennettu väliaikainen putki (läpimitta 1,0 m), jonka sijainti on ulosajoventtiilin jälkeen. Putki nousee soodakattilan sähkösuodatinrakennuksen itäseinällä n. 3 m kattotason yläpuolelle (korkeus n. 39 m). Mikäli laimeat hajukaasut käännetään

12 (21) ulos, ne ohjautuvat tähän väliaikaiseen putkeen. Vaara-alueelle sijoitetut varoitusvalot kertovat hajukaasujen ulosajosta. Putki on maadoitettu. Hazop-tarkastelu on tehty. Pysyvä korjaus tehdään, kun onnettomuustutkinta on valmistunut. Suunnittelussa on uuden kanavan sijoittaminen joko väliaikaisen putken paikalle tai kattilarakennuksen itäseinälle porrastornin kylkeen kattilarakennuksen katolle asti. Kolmas vaihtoehto on rakentaa kanava vaurioituneen kanavan paikalle betonipiippuun, kun on varmistettu, että sijainti betonipiipussa on turvallinen. Lukitusketjuihin on tehty räjähdyksen jälkeen kaksi muutosta. Polttolipeäsäiliön kaasausventtiili 410-PV-810.1 laimeiden hajukaasujen keräilyyn sulkeutuu kaasupesurin kiertopumpun pysähtyessä ja/tai kaasupesurin nestepinnan pudotessa. Samalla kaasausventtiili 410-PV-810.3 ulkoilmaan alkaa säätää polttolipeäsäiliön painetta. Toinen muutos on uusi valintakytkin 410-HS- 2969 (ns. seisokkikytkin), jolla voidaan valita, kumpi venttiileistä 410-PV-810.1 tai 410-PV- 810.3 säätää polttolipeäsäiliön painetta. Näistä muutoksista on tehty Hazop-tarkastelu ennen tehtaan käynnistämistä 4.1.2009. 5. Onnettomuuden tutkinta Tämä raportti on tehty riippumattoman asiantuntujan (Kari Parviainen) johdolla. Työryhmässä ovat olleet Parviaisen lisäksi sellutehtaan käyttöorganisaatiosta tuotantojohtaja Kenneth Winberg, voimalaitospäällikkö Kaj Nordbäck, voimalaitoksen ylimestari Lauri Mattila ja lipeäosastojen ylimestari Teuvo Pietilä. Tehtaan teknisestä hallinnosta työssä mukana ovat olleet Tekn. johtaja Heikki Öhman, automaation suunnittelupäällikkö Olli Ahava ja aluekunnossapidon päällikkö Markus Alenius. Lisäksi laboratoriopäällikkö Tomi Heikkinen on osallistunut työhön. Tutkintatyö on aloitettu välittömästi onnettomuuden jälkeen. Riippumaton asiantuntija on palkattu mukaan 7.1.2009. Tutkimustuloksiin on haettu varmistusta hajukaasujen pitoisuusmittauksilla ja simulaatiomalleilla. Loppuraportti on koottu 6.3.2009. Samana päivänä on tehty lehdistötiedote onnettomuuden syistä. 6. Tutkinnan tulokset; yhteenveto onnettomuuden syistä ja seurauksista 6.1. Räjähdykseen johtaneet syyt Piippuräjähdys aiheutui usean tekijän yhteisvaikutuksesta: Räjähdystä edelsi ajotilanteita, jotka lisäsivät piipun kaasuseoksen pitoisuuden syttymis- ja räjähdyspitoisuuksiin. Samanaikaisesti vallitseva tuuli työnsi meesauunin kuumat savukaasut ulostulevien laimeitten kaasujen sekaan aiheuttaen syttymisen.

13 (21) Piipun TRS ja tärpättipitoinen laimeakaasu mahdollisti riittävän liekin etenemisnopeuden ja palamisrintama siirtyi alaspäin piipussa. Korkeasta lämpötilasta johtuva kaasun laajentuminen paineisti piipun yläosan kaasun, jolloin paine muuttui nopeudeksi ja aiheutti alipaineen, joka lommahdutti piipun yläosan n. 120 m:n matkalta. Tämän jälkeen piipun alaosa räjähti kappaleiksi kaasuräjähdyksen ja rekyylin seurauksena. 6.2. Korkeitten TRS- ja tärpättipitoisuuksien syntyminen laimeitten hajukaasujen piippussa ja piippuräjähdyksen syyt Tutkijaryhmän näkemyksen mukaan korkeitten TRS- ja tärpättipitoisten kaasujen räjähtäminen laimeakaasupiipussa on johtunut seuraavista syistä. I Pääasialliset syyt: 1. Haihduttamon laimeakaasukeräilyn kaasut olivat konsentroituneet normaaliajon ja seisokin aikana räjähdyspitoisuuteen. 2. Polttolipeäsäiliöstä purkautui voimakkaasti kaasuja 22 tuntia ennen räjähdystä, vrt. trendinäytöt Liitteessä 7 Trendinäytöt ennen räjähdystä 3. Kuitulinjoilta ei tullut laimeita kaasuja, jotka olisivat voineet laimentaa piippuun meneviä kaasuja. 4. Meesauunin kuumat savukaasut olivat kääntyneet laimeakaasupiipusta tulevien kaasujen päälle ja sytyttäneet kaasut, vrt. Liite 8 Tuuliolosuhteet betonipiipun yläpuolella räjähdyshetkellä Liekki eteni piipussa (humahdus) alaspäin nostaen lämpötilan ja paineen korkeaksi. Seurauksena oli paineen muuttuminen nopeudeksi ja alipaineeksi, mikä lommahdutti 120 m piipun yläosasta. Tämän jälkeen piipun alaosa räjähti kappaleiksi kaasuräjähdyksen ja rekyylin seurauksena. II Prosessiolosuhteet, jotka edesauttoivat kohdan I Pääasialliset syyt räjähdystilanteen syntymisen: 1. Haihduttamon laimeakaasukeräilyn kaasut konsentroituivat, koska: 1.1. Haihduttamon hajukaasujen pesurin kierrätyspumppu oli pysäytetty 10,5 tuntia ennen räjähdyshetkeä. Tällöin pesurin painehäviö oli hyvin pieni ja puhallin imi kaasuja noin 40 % enemmän kuin normaalisti tuulettaen tehokkaasti säiliöistä aikaisemmin muodostuneet räjähtävät kaasut, joita kulkeutuivat piippuun. Tammikuussa 2009 normaaliajon aikana tehdyt pitoisuusmittaukset osoittavat, että haihduttamon säiliöitten lipeissä ja suovissa sekä ns. laimeissa kaasuissa oli erittäin korkeita dimetyylisulfidi (DMS) - ja tärpättipitoisuuksia. vrt. Liite 5. Tehtaan laimeahajukaasun mittaustuloksia Tuloksista voidaan päätellä, että haihduttamon suljettu keräily on konsentroinut ajon aikana ko. kaasuja.

14 (21) 1.2.Hajukaasujen pesurin kierrätyspumpun lipeäpitoinen (valkolipeä) vesi on palautettu kolmen vuoden ajan vuotolipeäsäiliöön aiheuttaen TRS-aineitten ja tärpätin konsentroitumisen säiliöön ja lisännyt vastaavasti yhdisteitten lisääntymisen laimeissa kaasuissa. 1.3. Tehtaalla on suuret selvittämättömät tärpättihäviöt. On mahdollista, että tärpätti on tullut mustalipeän mukana haihduttamoon lisäten tärpättipitoisuuksia säiliökaasuissa. 2. Polttolipeäsäiliön kaasut menivät laimeakaasukeräilyyn ennen räjähdystä. Trendeistä havaittiin että MP (matalapaine) - höyryn käsiventtiili oli kiinni seisokin aikana ja näin ollen höyry ei lämmittänyt polttolipeää. Kuitenkin trendeistä havaittiin, että polttolipeäsäiliössä alkoi kehittyä kiihtyvällä nopeudella kaasuja 22 tuntia ennen räjähdystä ja laimeakaasun lämpötila nousi 20 C:sta n. 60 C:een pesurin jälkeen. (Pesurin kierrätyspumppu oli siis pysäytetty). Polttolipeän lämpötila oli tuolloin 132 C mitattuna säiliön alaosassa. Kuumemmat ja konsentroidummat kaasut haihduttamon kaasukeräilystä sekoittuivat piipun päällä meesauunin kuumiin savukaasuihin aiheuttaen syttymisen. 3. Kuitulinjojen hajukaasupuhaltimen pysäyttäminen aiheutti sen, että kuitulinjan laimeat kaasut eivät laimentaneet haihduttamon konsentroituja kaasuja. 4. Meesauunin kuumat savukaasut olivat kääntyneet laimeakaasupiipusta tulevien kaasujen päälle ja sytyttäneet kaasut. Meesauuni oli lämmitysvaiheessa ja sen kaasumäärä ja ulospurkausnopeus olivat pieniä, joten vallitseva tuuli käänsi meesauunin savukaasut heti laimeakaasupiipun päälle sytyttäen kaasut. Laimeakaasupiipun ja meesauunin savupiipun ulostulot olivat samalla korkeudella. Liekki eteni piipussa (humahdus) alaspäin nostaen lämpötilan ja paineen korkeaksi. Seurauksena oli paineen muuttuminen nopeudeksi ja alipaineeksi, mikä lommahdutti 120 m piipun yläosasta. Tämän jälkeen piipun alaosa räjähti kappaleiksi kaasuräjähdyksen ja rekyyli seurauksena. 5.3. Räjähdyksestä aiheutuneen paineen suuruuden arvioiminen ja tärpättipitoisuus alapuolisessa piipun jatkeessa. Arvioitu räjähdyspaine piipussa ja piipun jatkeessa on ollut 6-11 bar (y) riippuen siitä, mitä haponkestävän teräksen murtolujuutta käytetään laskennassa (Hannu Heikkilä/UPM). Toisaalta voidaan laskea dimetyylisulfiidin (DMS) ja tärpätin räjähdysmäisestä palamisesta aiheutuneen lämpötilan perusteella kaasutilan paineistumisen: Stökiömetriset palamisyhtälöt: DMS:lle: (CH 3 ) 2 S + 4,5 O 2 = 2 CO 2 + 3 H 2 O + SO 2 Tärpätille: C 10 H 16 + 14 O 2 = 10 CO 2 + 8 H 2 O Kiivain palaminen syntyy, kun stökiömetrinen ilmamäärä kerrotaan ilmakertoimella 1,15: Tällöin pitoisuudet ilmassa ennen räjähdystä:

15 (21) DMS:lle 1*100/(4,5*1.15/0,21) = 4,0 % (räjähdysalue 3,9 21,8 %) Tärpätille: 1*100/(14*1.15/0,21) = 1,3 % (räjähdysalue 0,8 6 %) Simuloinnin tuloksista: Piipusta ulostulevat kaasut räjähdyshetkellä, kun saavutettu kaasuseoksen alempi räjähdysraja (LEL): DMS: 3,0 % Tärpätti: 0,11 % (suurin osa tärpätistä jäänyt kanavien lauhteisiin) LEL 3,32 % Kaasuseoksen adiapaattinen lämpötila piipussa simuloinnilla laskettujen arvojen perusteella, kun LEL saavutettu = 2200 K Simulointi antaa tuloksen, että piipun alajatkeeseen konsentroituu tärpättiä ja pitoisuus 1,3 % antaisi adiapaattisen lämpötilan = 1200 K Paineistuksen arviointi: Lämpötilan kohoamisen aiheuttama paineen nousu: Piipussa, kun LEL saavutettu: T2/T1*P1 = 0,8*2200 /(273+34)*1 = 5,5 bar (abs) = 4,5 bar (y) Piipun alajatkeessa tärpättipitoisuudella 1,3 %: T2/T1*P1 = 0,8*1200 /(273+34)*1 = 3,0 bar (abs) = 2 bar (y) Jos piipun jatkeen painekestävyys on 6 bar (y), piipun jatkeen tärpättipitoisuus on ollut yli 4 % jatkeen pohjalla. Piippujatkeen tärpättiräjähdyksen paineaalto on levinnyt nopeasti, kuten videofilmistä voidaan havaita. ( Paineen nousua ei ole laskettu adiapaattisen puristuksen yhtälöllä vaan ideaalikaasun yhtälöllä, koska TRS kaasuseoksen palaminen on tapahtunut hitaammin avonaisessa piipussa. Piipunjatkeen paineennousu on myös laskettu ideaalikaasun yhtälöllä, todellisuudessa tärpättiräjähdys on ollut räjähdyksen nopeuden perusteella lähempänä adiapaattista paineennousua. Todellinen lämpötila on ollut jonkin verran alempi adiapaattista lämpötilaa ja laskentaa on korjattu kertoimella 0,8) Räjähdyksen paine 6 11 bar (y) on niin suuri, että se voisi aiheuttaa henkilölle kuoleman. INSKO.n julkaisun perusteella paine 4,5 (y) aikaansaa tilastollisesti kuolemantapauksia 99 % (Viite 1.). Myös ympäriinsä lentäneet metallisirpaleet ovat lisänneet räjähdyksen vaarallisuutta.

16 (21) Liekki eteni piipussa (humahdus) alaspäin. Tämän jälkeen piipun alaosa räjähti kappaleiksi kaasuräjähdyksen ja rekyyli seurauksena. Alustavien laskelmien mukaan piipun alaosan jatkeessa on ollut tärpättiä räjähdyspitoisuudessa. 5.4. Laimeakaasukeräilyn ja piippuolosuhteitten simulointi Tehtaan laimeakaasukeräily mukaan lukien piippu on simuloitu Excel ohjelmalla, Liite 10. Simulointiohjelma laimeakaasupiipun räjähdyskonsentraation laskemiseksi. Liitteen 10. alkuosassa on esitetty myös simuloinnin lähtöarvot ja laskentamenetelmät. Simuloinnilla on pyritty selvittämään miten ajan funktiona tärpätti konsentroituu piipun alaosan suljettuun tilaan (tilavuus 14 m 3 ) ja mitä pitoisuuksia vaaditaan, että piipun purkauskaasut ovat saavuttaneet alemman räjähdysrajan (LEL). Simulointi on tehty moduleittain siten että lähtökohtana ensin on erikseen laskettu kuitulinjojen ja haihduttamon kaasujen siirtoputket, sitten kaasujen yhdysputket ja viimeisenä on simuloitu laimeakaasun piippu. Simulointi laskee käyntipäivien mukaan kaasuseoksen pitoisuudet ja alemman räjähdysrajan piipun alaosassa. Laimeakaasun yhdisteitten jakautuma vastaa helmikuussa 2009 tehtaalla tehtyjä analyyseja. Simulointilaskennan tulokset Laimeakaasukeräilyn ja piipun simulointi osoittaa, että piipun ulostulossa saavutetaan alempi räjähdysraja (LEL) pitoisuuksilla, jotka on esitetty Taulukossa 1. ja josta voidaan havaita, että haihduttamon laimeakaasun kokonaispitoisuus = 4,38 % ylittää alemman räjähdysrajan = 3,32 % ja näin ollen kaasuseos on räjähtävää jo kaasunsiirrossa piippuun. Ennen räjähdystä kaasuseos on helposti ylittänyt alemman räjähdysrajan, koska kuitulinjan laimeakaasukeräily oli pysäytetty ja haihduttamon keräilyn kaasut olivat konsentroituneet polttolipeäsäiliön kaasuilla useita tunteja kestäneillä kaasupurkauksilla. Taulukko 1. Haihduttamon säiliökaasujen ja piipun ulostulon pitoisuuksia alemman räjähdysrajan kohdalla. Yhdiste H 2 S CH 3 S (CH 3 ) 2 S (CH 3 ) 2 S 2 C 10 H 16 CH 3 OH Yhteensä Haihduttamon 0 2800 34000 2000 4200 800 43800 säiliökaasut, ppm Piipun ulostulon kaasut, ppm 0,7 2310 27800 530 1010 630 33200 Kaasuseoksen alempi räjähdysraja (LEL) = 3,32 %. Kun kaasun kokonaispitoisuus (yhteensä) ylittää alemman räjähdysrajan, kaasusta tulee räjähtävä.

17 (21) Kuten Taulukon 1. pitoisuuksista ilmenee dimetyylidisulfidin ((CH 3 ) 2 S 2 ja tärpätin (C 10 H 16 ) lauhtumiset kaasukanaviin ja piippuun ovat merkityksellisiä. Sitä vastoin strippauksen vaikutus siirtoputkissa ja piipussa on pientä johtuen lauhteen ja ilman (laimeakaasun) kontaktipinnan vähäisyydestä. Lauhteenmuodostus kaasuputkissa riippuu lämmönsiirtokertoimen (alfa-arvon) valinnasta. Todellinen alfa-arvo olisi helppo todentaa käytännön mittauksilla esim. käyttäen kuitulinjan kaasukanavaa lämmönsiirtoputkea. Simulointilaskenta osoittaa myös, että tärpätti konsentroituu helposti piipun jatkeeseen etenkin silloin kun piipun kaasun virtausnopeudet ovat pieniä ja piipun jatkeeseen syntyy kaasujen diffuusiolle sopivat olosuhteet. Piipunjatkeen pohjalta ilma erottuu noin kaksi kertaa nopeammin kuin tärpätti joten tärpätti kerääntyy piipunjatkeen pohjalle. Diffuusionopeus on kääntäen verrannollinen molekyylipainon neliöjuureen Tärpätin konsentroitumista jatkeen pohjalle edesauttaa myös tärpätin korkeampi tilavuuspaino, tärpätti on 4,7 kertaa painavampaa kuin ilma. Myös tärpätin konsentroituminen voitaisiin todentaa pitoisuusmittauksilla ajan funktiona jossain tehtaassa, jossa on käytössä ko. piipunjatke. 5.5. Organisatoriset syyt Sellutehtaan organisaatiokaaviot ovat Liitteissä 13a ja 13b. Hajukaasujen keräily tapahtuu eri puolilla sellutehdasta. Sellutehtaan tuotantojohtaja on Kenneth Winberg. Hajukaasujen poltto ja häiriötilanteissa tapahtuva ulosajo betonipiippuun ovat talteenottolaitoksella, jonka käytöstä vastaa voimalaitospäällikkö Kaj Nordbäck. Kunnossapidon suorittaa tehdaspalveluosasto. Sen organisaatiokaavio on Liitteessä 14. Sellutehtaan aluekunnossapidon päällikkö on Markus Alenius. Toimihenkilöiden toimenkuvaukset ovat ajan tasalla. Työntekijöiden tehtäväkuvaukset ja ryhmätyökuvaukset on päivitetty syksyllä 2008. Onnettomuuden syynä eivät ole olleet organisatoriset epäselvyydet. Räjähdyshetkellä talteenottolaitoksella oli normaali miehitys (2 operaattoria + 2 kiertävää miestä), koska tehtaan käynnistäminen oli alkanut onnettomuuspäivän aamuna. Jouluseisokin 2008 aikana sellutehtaan vuoromiehitys oli seisokkitilannetta vastaava eli vuorosta puuttui useampi operaattori. Seisokkiaikaista miehitystä suunniteltaessa on varmistettava, että työvuoroissa on riittävä osaaminen hajukaasujen keräilyjärjestelmien turvalliseen operointiin. Tarvittaessa on järjestettävä koulutusta riittävän osaamistason saavuttamiseksi.

18 (21) 7. Säädösten ja määräysten noudattaminen, luvat ja tarkastukset UPM-Kymmene Oyj:n Pietarsaaren sellutehdas on asetuksen 59/1999 mukaan turvallisuusselvityslaitos, jossa tehdään määräaikaistarkastus kerran vuodessa. Viimeisin TUKESin tekemä tarkastus on ollut 24.11.2008. Tehtaan turvallisuusselvitys on päivitetty edellisen kerran 26.9.2007. Sisäiset pelastussuunnitelmat on päivitetty 13.8.2007. Keski-Pohjanmaan ja Pietarsaaren Alueen Pelastuslaitos on hyväksynyt tehdyt suunnitelmat. Betonipiippu on osa sellutehtaan talteenottolaitosta. Talteenottolaitoksen riskinarvioinnit on tehty Wisa 800-projektissa vuoden 2003 aikana. Samassa yhteydessä on tehty ATEX-direktiivin mukaan talteenottolaitoksen alueen tilaluokitukset. ATEX-luokitellut tilat on rakennettu hyväksyttyjä komponentteja käyttäen. Räjähdyssuojausasiakirja on tehty ja sen mukaan toimitaan. Betonipiippua ja sen laimeiden hajukaasujen kanavaa ei ole luokiteltu ATEX-tilaksi, koska räjähdysriskiä ei ole tunnistettu. Tiedossa ei ole ollut laimeiden hajukaasujen räjähdystä vastaavassa paikassa millään sellutehtaalla. Talteenottolaitoksen riskinarviointeja ei ole päivitetty. Vaikka oleellisia muutoksia talteenottolaitoksella ei ole tehty, projektinaikaiset riskinarvioinnit tulisi päivittää vuoden 2009 aikana ja ottaa niissä huomioon lähes 5 vuoden käyntijaksosta saadut kokemukset. Betonipiippu ei ole ollut pelastussuunnitelmissa, koska sen riskit on arvioitu pieniksi. Wisa 800- projektin riskinarviointien pohjalta vuoden 2003 lopussa ennen käyttöönottoa piippuun rakennettiin hoitosilta sähkösuodatinrakennuksesta n. 38 m korkeudelle. Tällä korkeudella sijaitsevat piipun savukaasumittarit ja osa niihin liittyvistä näytteenottoyhteistä. Tämä hoitotaso varustettiin umpinaisella turkkilevyllä, kun muut tasot ovat ritilätasoja. Vaaratilanneilmoituksia vuoden 2008 aikana on tehty 192 ilmoitusta, joista 36 on tullut paperitehtaalta. Määrä on n. 36 ilmoitusta per 100 työntekijää, kun UPM:n tavoite on päästä jokaisella työpaikalla yli tason 20. Inspectan auditointi on ollut tehtaan kolmelle johtamisjärjestelmälle (laatu-, ympäristö- ja TTTjohtaminen standardien ISO 9001, ISO 14001 ja OHSAS 18001) 6.-7.2.2008. Johtamisjärjestelmien yhdistäminen yhdeksi toimintajärjestelmäksi on aloitettu vuoden 2008 alussa. Uuden toimintajärjestelmän sisäinen auditointi on tehty 15.12.2008. Ulkoinen auditointi on tehty Inspectan toimesta 20.-21.1.2009. Järjestelmä on ollut käytössä vanhojen johtamisjärjestelmien rinnalla sisäisestä auditoinnista alkaen. Vanhat järjestelmät poistetaan kokonaan käytöstä

19 (21) 31.3.2009. Inspecta kirjasi viimeisimmässä auditoinnissa 2 lievää poikkeamaa, joista toinen koski riskinarviointien suoritusväliä kohteissa, joissa ei ole tehty muutoksia. Inspectan suositus on tehdä riskinarvioinnit 3 4 vuoden välein. Toinen lievä poikkeama liittyi toimintajärjestelmän käyttökoulutukseen, johon yhtiön on panostettava, että jokainen tietää järjestelmän rakenteen ja löytää siitä omaan työhön tarvitsemansa tiedot. 8. Ehdotukset vastaavien onnettomuuksien ehkäisemiseksi Työryhmän käsityksen mukaan seuraavilla toimenpiteillä voitaisiin ehkäistä vastaavia onnettomuuksia: 7.1. Seisokkiaikaiset toimenpiteet: Kuitulinjojen kaasut: 1. Kuitulinjojen laihakaasun puhallin tulisi pitää käynnissä seisokin aikana ja samalla johtaa laimennusilmaa puhaltimen imupuolelle, jotta varmistutaan pitoisuuksien laimentumisesta keräilyssä. Haihduttamoalueen kaasut: 1. Polttolipeäsäiliön kaasut tulee johtaa vahvakaasukeräilyyn ja/tai sarjalle eikä laihakaasukeräilyyn. Mahdollisesti käytetään lauhdutinta kaasun paineheittojen tasaamiseen. MPhöyryn syötöstä polttolipeäsäiliöön luovutaan normaaliajon aikana painepiikkien poistamiseksi. 2. Polttolipeäsäiliön vahvalipeän lämpötila ja kuiva-aine pudotetaan 117 C:een ja 67-69 % ka:een ennen seisokkia kaasunmuodostumisreaktioitten estämiseksi. 3. Kaasupesurin kierrätyspumppu ei tule pysäyttää seisokin aikana. Systeemin painehäviön pienentyminen voi lisätä kaasuvirtausta 40 %. 4. Laimeakaasukeräilyn seisokkiaikaiselle ajolle tulee antaa selvä ohjeistus, joka sisältää ohjeet: - laihakaasupesurin operoinnille (puhaltimen kierrosnopeuden valinta, onko kierrätysnesteenä valkolipeä tai vesi, kierrätysnesteen pumppaus seisokin aikana jne.) - asetusarvojen antaminen säätäjille. - laitteiston pysäyttäminen ja turvatoimenpiteet huolto- ja remonttitöitä varten. 5. Haihduttamon kaasunpesuri on osoittautunut hankalaksi ajaa käytännössä joissakin tapauksissa; pesuriin on lisätty valkolipeää H2S:n sitomiseksi ja pesuriliuos on pumpattu kaustisoinnin laihalipeäsäiliöön. Kun pesuriin on kulkeutunut mustalipeäpartikkeleja hönkien mukana, pesuriliuos on käännetty vuotolipeäsäiliöön. Vuotolipeäsäiliöön on alkanut rikastua TRS yhdisteitä ja tärpättiä mitkä ovat vuorostaan aiheuttaneet kaasujen konsentroitumista pesuriin. Tulisi selvittää mistä säilöstä mustalipeäpitoiset höngät tulevat ja eliminoida kuohan syntyminen. Pesurin lauhteet tulisi pumpata kaustisointiin.

20 (21) 7.2. Muut toimenpiteet ja suositukset: Yleiset: 1. Tulee tehdä metanolin, TRS yhdisteitten ja tärpätin kartoitukset toisiolauhteille, likaislauhteille ja säiliökaasuille sekä - lipeille. Nykyisten sellukeittimien puutteeksi on osoittautunut huono tärpätin talteenotto ja aina ei tiedetä mihin tärpätti on joutunut. Todennäköinen katoamisreitti on tärpätin kulkeutuminen laihamustalipeän mukana haihduttamoon. 2. Laimeakaasukeräilyyn tulee lisätä pitoisuusmittaus / virtausmittaus valvontaa varten. 3. Tulee laatia esim. Excel simulointiohjelma, jolla luotettavasti voidaan määrittää laimennusilmojen määrät keräilyyn pitoisuuksien pitämiseksi alemman räjähdysrajan alapuolella eri ajotilanteissa. Haihduttamo: 1. Haihduttamon suljetun laihakaasukeräilyn puhaltimen kapasiteettia tulisi lisätä ja imupuoli varustaa laimennusilman sisäänotolla (huohotuspiippu). Keräysputkiston haaroihin tulisi sijoittaa venttiilit laimennusilmalle. Säiliöitten katon miesluukkujen aukaisua laimennusilman sisäänotolle ei suositella, koska ilma muodostaa räjähtävän kaasuseoksen säiliössä. Laihakaasun piippu: 1. Piipun alaosan suunnittelu pitää miettiä uudelleen. Tulee välttää piipun alaosan jatkamista alaspäin pitkällä osuudella. Tulee selvittää mikä vaikutus piipun jatkeella on sisään tulevan kaasun virtausprofiileihin, kun kaasu törmää piipun vastakkaiseen seinään. Kaasun tulo piippuun aiheuttaa pyörteen joka ohjaa osan kaasuista alaspäin konsentroiden raskaita räjähdysherkkiä kaasujakeita jatkepiipun pohjalle. 2. Laihakaasupiipun ulostulon sijainti pitää tarkistaa. Kaasu ei saa osua muitten piippujen kuumiin savukaasuihin. Tarkistetaan piippujen vaaka- ja pystysuoraetäisyydet. Muut suositukset: 1. Tulee muistaa periaate: vahvoja ja laimeita kaasujärjestelmiä ei koskaan saa kytkeä keskenään. Aina kun tästä periaatteesta on luovuttu, tehdas on kokenut räjähdyksen ennemmin tai myöhemmin. Jos laimeat kaasut konsentroituvat räjähdysalueelle, puhaltimen käyttö kaasunsiirtoon tulee lopettaa. 3. Konsulttitoimistoja ja laitevalmistajia aktivoidaan selvittämään ja kehittämään laimeakaasuprosesseja. Laimeakaasukeräilylle tulee tehdä poikkeama-analyysi (Hazop) kaasujen väkevöitymiselle normaaliajossa ja seisokkitilanteessa. Edelleen on käytettävissä aikaisempi MoDo:n tyyppinen keräilyjärjestelmä, jossa vesihöyrypitoiset höngät (laihalipeäsäiliöistä ja vahvalipeäsäiliöistä) johdetaan lauhduttimiin ja muut säiliökaasut kerätään avoimella systeemillä keräilyyn. Tässä järjestelmässä ym. lauhduttimien lauhteet ohjataan hallitusti likaislauhdesäiliöön.

21 (21) 9. Liitteet Liite 1. Tehtaan laimeakaasukeräily Liite 2. Haihduttamon laimeakaasukeräily Liite 3. Soodakattilan palamisilma/laimeakaasu Liite 4. Hajukaasujen ominaisuuksia Liite 5. Tehtaan laimeahajukaasun mittaustuloksia Liite 6. Valokuvia räjähdysvaurioista Liite 7. Trendinäytöt ennen räjähdystä Liite 8. Tuuliolosuhteet betonipiipun yläpuolella räjähdyshetkellä Liite 9. Pöyryn hajukaasujärjestelmän tarkastuslista Liite 10. Simulointiohjelma laimeakaasupiipun räjähdyskonsentraation laskemiseksi Liite 11. Hazop pöytäkirjat Liite 12. Laimeakaasupiipun piirustus Liite 13a. Sellutehtaan organisaatio Liite 13b. Talteenoton organisaatio Liite 14. Tehdaspalvelun organisaatio 10. Viitteet 1. INSKO, Räjähdysvaaran minimointi prosessiteollisuudessa, Helsinki 1981