Risicobepaling door -...
45
Transcript of Risicobepaling door -...
Risicobepaling
door
LOPA
13 juni 2017
ATEX & Process Safety congres 2017
Consiltant B.V.9-6-2017
Herman Jansen
T 06 53 71 93 79E [email protected]
Process Safety Consultant Consiltant BV
➢TÜV Certified Functional Safety Expert
➢Facilitator HAZOP / SIL / LOPA studies
➢Uitvoeren SIL verificaties
➢Leiden van HAZOP / LOPA / SIL workshops
➢Docent HKV PHOV Utrecht
➢2003 – 2011: Process Safety Consultant (TNO) SSC
➢1983 – 2003: Instrumentation Engineer Lummus-Global
Consiltant B.V.3
Programma
1. Procesveiligheidsprincipe2. Layer Of Protection Analysis (afk. LOPA) methodiek3. Voorbeeld4. Samenvatting
Consiltant B.V.4
Inleidend voorbeeld: Lossing van benzeenVolgens contract wordt iedere week bij een bedrijf een lading benzeen gelost in T-1. De chauffeur rijdt naar de losplaats, sluit de slang aan, opent de afsluiter en lost de benzeen.
150
LI-1
Benzeenopslagtank
T-1TI-1
P-1
DN50
N1 N2
N3
Consiltant B.V.5
Na een overvul-incident wordt dit proces door het bedrijf geanalyseerd. De bevindingen worden opgeschreven.
Analyse lossen in T-1
Lossen van benzeen in de opslagtankAFWIJKING OORZAAK GEVOLG VOORZIENINGEN ACTIES
1Overvullen van T-1.
Productiestop in voorafgaande week waardoor geen benzeen werd afgenomen.
Dat komt circa 2x per jaar voor
Overvullen T-1. Benzeen stroomtvia de losplaats in het riool.
Gezondheids-problemen
Mogelijk brand en/of explosie
Milieubelastend
LI-1; Chauffeur zal lossing stoppen als niveau hoog is.
1.Plaats tank en pomp in lekbak.
2.Breng hoog niveau beveiliging aan.
3.Lossen onder supervisie van field operator.
4.Vervoerder afmelden als tank nog vol is.
Eén van de worksheets: Overvullen van T-1
Consiltant B.V.6
Inleidend voorbeeld: Lossing van benzeen
Consiltant B.V.7
LI-1
LS-2
Benzeenopslagtank
T-1TI-1
P-1
150
XV-100
DN50
N1 N2
N3
Door de bewustwording van de potentiële gevaren en de
pragmatisch bepaalde maatregelen neemt de veiligheid toe!
Aardsysteem
N4
DN50
Gevarenidentificatie
Methodiek opgezet in 1974 door Bert Lawley van ICI.
Wordt in de industrie op grote schaal toegepast (o.a. bij de BRZO bedrijven).
HAZOP
Consiltant B.V.8
HAZOP worksheet
Enkele andere belangrijke afwijkingen;
Blootstelling – Meer Passende PBM’s en dampretourleiding
Druk Meer Explosie door statische oplading→vonk
Compositie - Anders dan Een andere stof wordt gelost.
Stroming - Omgekeerd Niet nageblazen voor ontkoppelen.
HAZOP studie lossing tolueen
Node: Opslagtank T-1AFWIJKING OORZAAK GEVOLG VOORZIENINGEN ACTIES
1Niveau Meer
Logistieke fout
Overvullen van nog gevulde opslagtank. Vrijkomen benzeen. Veiligheidsissue. Milieu issue
LI-1. Chauffeur zal lossing stoppen als niveau hoog is.
Onafhankelijke overvul-beveiligingimplementeren.
Consiltant B.V.9
Wie doet de analyse en hoe gaat dat?
Voorzitter/notulist
Instr.
engineer
Proces technoloog
Operator
Chauffeur
Vervoerder
Maintenance
engineer
Veiligheidskundige
Valk uil: Onvoldoende deskundigheid tijdens brainstormsessie(s)
Consiltant B.V.10
HAZOP/LOPA brainstormproces
• Fatsoensregels in acht nemen.
• Er dient ‘vrijheid van denken’ te zijn.
• Methodiek volgen, maar onderbuikgevoelens nooit negeren.
• ‘Near-misses’ meenemen in de analyse.
• Er moet gediscussieerd worden.
• Regelmatig pauzeren (iedere 1½ a 2 uur).
Consiltant B.V.11
Inventarisatie: Zijn er gevaren / ongewenste situaties?
Bij gevaar/ongewenste situatie: Wat is het risico?
Indien nodig: Risicoreductie
En: Verificaties & validatie risico reducerende maatregelen
Borging in een management systeem (bv. VBS)
Principe Procesveiligheid
Consiltant B.V.12
Ontwerpen van beveiligingBv. SIL 1
Bouw en Validatie
Gevaarsidentificatie
bv. met HAZOP studieLOC scenario’s
SIL verificatie
Procesveiligheid methodiek
P&ID = Piping and Instrumentation DiagramLOC = Loss Of Containment
LOPA = Layer Of Protection AnalysisSIL = Safety Integrity Level
Wat kan er misgaan?
Hoe erg is het?
Risicobepaling
bv. met LOPABv. RR=10 is nodig
P&ID’sOntwerptekeningen
Consiltant B.V.13
Waarborging procesveiligheid
Consiltant B.V.14
Wat is risico?
Risico is de combinatie van
Ernst van de gevolgen
en de
Waarschijnlijkheid van voorkomen
Waarvan moet het risico bepaald worden?
Met name de Loss of Containment scenario's (stoffen komen uit de installatie, bv.
stoom, gas, methanol, door explosie, drukopbouw, overvulling, erosie).
Eventueel Eventueel
Consiltant B.V.15
Risicobepaling t.b.v. Risicobeheersing
Proces installatie
Regelsysteem
BeveiligingenInst./ mech.
Beveiligd kan worden door;
1.Inherent te beveiligen of
2.Mechanisch (breekplaat, veerveiligheid) of
instrumenteel beveiligen of
3. Interlock in regelsysteem
4. Procedurele beveiliging, bv. operator reageert op een alarm.
Consiltant B.V.16
Operator
Risicobeheersing
Er is geen verplichte methodiek.Er is (nog) geen verplichte normstelling.
10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 per jaar
I n c i d e n t f r e q u e n t i e
Consiltant B.V.17
Risicomatrix 1
Onacceptabel risico
Consiltant B.V.18
10-3/y
10-1/y
10-2/y
10-4/y
1x per y
Risicomatrices 2 en 3
Consiltant B.V.19
ALARP As
Low As
Reasonably Practicable
Het ALARP principe is prima. Echter in de praktijk pakt het wel eens andersuit…
Risicograaf
4
W3 W2 W1C1 (licht gewond)
C2 (zwaar gewond)
C3 (2-5 doden)
C4 > 5 doden
a - -
1 a -
2 1 a
2 1 a
3 2 1
3 2 1
43 2
na 3
P1(kan ontsnappen)
P2 (niet ontsnapp.)
P1
P2
F1
F2
F1 (< 3 uur/dag aanwezig)
F2 ( > 3 uur/dag aanwezig)
LZ
SIL risico niveau’s
Consiltant B.V.20
SIL = Safety Integrity Level
Eens per 1 a 10 jaar
Wat is SIL?
SIL (Safety Integrity Level-1/2/3/4) geeft de (gewenste) betrouwbaarheid weer van instrumentele beveiligingen
SIL a SIL 1 SIL 2 SIL 3 SIL 4
10.000
1.000
100
10
1
RisicoReductie
factor
Veiligheidskritisch!ALARP
ALARP = As Low As Reasonably PracticableSIL = Safety Integrity Level
Consiltant B.V.21
SIL normen
IEC615082e edition
Uitgave juni 2010
IEC615112e edition
Uitgave2016
Procesindustrie
Machine sector
IEC62061
ISO13849
Nucleaire sector
IEC61513
Auto industrie
EN50129
Branders
IEC50156
ISO26262
Spoorwegen
Consiltant B.V.22
Ontwikkeling procesveiligheid
Consiltant B.V.23
LOPA
Center for Chemical Process Safety (USA)ISBN 0-8169- 0811-7
Consiltant B.V.24
LOPA – Layer of Protection Analysis
Consiltant B.V.25
LOPA:1. Model opstellen2. Kwantificeren
ICBasic Process Control System instr. loop failure 10–1 /y
Regulator failure 10–1 /y
Pump seal failure 10–1 /y
Cooling water failure 10–1 /y
Piping leak (10% section)—100 m 10–3 /y
Gasket/packing blowout 10–2 /y
Safety valve opens spuriously 10–2 /y
Crane load drop 10–4 /lift
Lightning strike 10–3 /y
Large external fire (aggregate causes) 10–2 /y
Operator failure (routine procedure) 10–2 / opport.
Initiating Events
26
IC PFD & risicoreductie
27
Reële LOD0<PFD<1
LOD is 100% perfectPFD=0
LOD isniet van toepassingPFD=1
Als de ‘Layer Of Protection’ van de 10x, het potentiële gevaar 9x voorkomt, en 1x niet dan;
-Is de faalkans (Probability of Failure on Demand)=10%
-Ofwel de risicoreductie RR= 10 PFD = 0,1
Layers Of Protection
PFD RR
Dijk Voorkomt spill 0.01 1 × 102
Blast-wall Reduceert gevolgen explosie 0.001 1 × 103
Flame Arrestor Voorkomt vlam-terugslag 0.01 1 × 102
Consiltant B.V.28
PFD RR
Veerveiligheid Laat druk af 0.01 100
Breekplaat Laat druk af 0.01 100
Terugslagklep Voorkomt terugstromen 0.1 10
Procesregelsysteem Interlock 0.1 10
SIL 1 beveiliging Instrumentele beveiliging <0.1 >10
SIL 2 beveiliging Instrumentele beveiliging <0.01 >100
SIL 3 beveiliging Instrumentele beveiliging <0.001 >1000
SIL 4 beveiliging Instrumentele beveiliging <10-4 >104
Layers Of Protection
Consiltant B.V.29
PFD RR
Menselijk
ingrijpenSimpele actie waarbij de mens voldoende tijd
heeft voor correctieve actie0.1 10
Layer Of Protection
Consiltant B.V.30
Conditional Modifiers
1. ‘Time at risk’Pt= Gevaar is niet altijd aanwezig.
2. Aanwezigheid mensenPp= Waarschijnlijkheid dat mensen aanwezig zijn in effect gebied
3. OntstekingswaarschijnlijkheidPi=1,0: Ontsteking is waarschijnlijk
Pi=0,1: Ontsteking is niet waarschijnlijk (bv. mede door ATEX)
Pi=0,01: Ontsteking is onwaarschijnlijk
4. KwetsbaarheidPv= Waarschijnlijkheid dat de geselecteerde ernst zal optreden
Consiltant B.V.31
Consiltant B.V.
LOPA – Formule
32
IE ∙ [PFDa ∙ PFDb ∙ Pt ∙ Pp ∙ Pi ∙ Pv] < RTC
Risico reductie door Independent protection layers
Waarschijnlijkheid van voorkomen van het Initiating Event
Risk Tolerance CriterionMax. incident frequentie, door bedrijf te bepalen.
Conditional ModifiersPt = Time at riskPp = People presentPi = Ignition probabilityPv = Vulnerability
LOPA van het voorbeeld
Is de LS-2 overvulbeveiliging wel echt nodig en als dat zo is, hoe betrouwbaar moet deze dan zijn?
Consiltant B.V.33
LI-1
LS-2
Benzeenopslagtank
T-1TI-1
P-1
150
XV-100
DN50
N1 N2
N3
Aardsysteem
N4
DN50
Stofeigenschappen benzeenC6H6, kleurloze vloeistof met typerende geur, kookpunt: 80 °C, smeltpunt: 6 °C,
Brand/explosiegevaarVlampunt: -11°CMinimum ontstekingsenergie: 0.2 mJZeer brandgevaarlijk, damp met lucht explosief. Kans op ontsteking op afstand.Relatieve dichtheid van verzadigd damp/luchtmengsel (lucht = 1): 1.2Elektrostatische oplading door stromen, roeren en verpompen.
Blootstelling: Een voor de gezondheid gevaarlijke concentratie in de lucht kan door verdamping van deze stof bij ca. 20°C vrij snel worden bereikt. De stof kan worden opgenomen in het lichaam door inademing van de damp en via de huid. Kankerverwekkend. Kan schade toebrengen aan de erfelijke eigenschappenInademen: Hoofdpijn, duizeligheid, misselijkheid, toevallen, bewusteloosheid.Huid: Roodheid kan leiden tot eczeemMilieu: Schadelijk voor het watermilieu met langdurige gevolgen.
LOPA van het voorbeeld
Consiltant B.V.34
LOPA m.b.t. risicomatrix van het bedrijf
Consiltant B.V.35
On-
acceptabel
risico
VoorbeeldAnalyse lossen in T-1
Lossen van benzeen in de opslagtank
AFWIJKING OORZAAK GEVOLG VOORZIENINGEN ACTIES
1Niveau
Meer
Productiestop in voorafgaande week.
Eens per half jaar.
Overvullen T-1. benzeen stroomtvia de losplaats in het riool.
Gezondheids-problemen Ernst 3
Mogelijk brand en/of explosie Ernst 4.
Milieubelastend
LI-1; Chauffeur zal lossing stoppen als niveau hoog is.
Risico reductie=1omdat LI-1 nooit gecontroleerd wordt en niet zeker is of chauffeur niveau in de gaten houdt.
1.Plaats tank en pomp in lekbak.
2.Breng hoog niveau beveiliging aan.
3.Lossen onder supervisie van field operator.
4.Vervoerder afmelden als tank nog vol is.
Consiltant B.V.36
Voorbeeld
Consiltant B.V.37
Voorbeeld
Consiltant B.V.38
LS-2
LS-2
Ontstekingskans
Fieldoperator
Fieldoperator
LOPA van het voorbeeld
De LS-2 beveiliging moet voldoen aan de eisen van SIL 1 met een RR>20.
Consiltant B.V.39
Layers Of Protection
Andere benamingen: barrières, Level Of Defence, Independed Protection Layer
EffectiefAls de betreffende Layer Of Protection functioneert, treedthet ongewenste effect niet op
OnafhankelijkDe Layer Of Protection is onafhankelijk van de Initiating Cause en overige Layers Of Protection
Aantoonbare risicoreductiePeriodiek zal geconfirmeerd moeten worden dat de Layer Of Protection effectief is bv. door periodieke tests
Consiltant B.V.40
Procesregelsysteem en interlocks
‘The BPCS is a relatively weak independent protection layer, as there is usually;- Little redundancy in the components,- Limited built-in testing capability, and- Limited security against unauthorized changes
to the internal program logic.
The limited security arrangements are particularly important when considering the effectiveness of the BPCS as an IPL. Human error (in modifying logic, bypassing alarms and interlocks, etc.) can significantly degrade the anticipated performance of BPCS systems.
Consiltant B.V.41
Approach A LOP is onafhankelijk van initiating event en andere LOP’s.Dus als Initiating event ‘falen regeling’ is waarbij BPCS deel van uitmaakt van de regeling, dan kan BPCS geen IPL meer zijn
Approach BTwee LOP’s mogelijk in het BPCS.Sensoren/final elements niet aansluiten op dezelfde in/uitgangskaarten, modulaire opbouw BPCS, competente programmeur(s) en toegangsautorisatie
Procesregelsysteem
Consiltant B.V.42
Deze approach is duidelijk en sluit volgens de CCPS aan bij de werkelijkheid; Deze heeft de voorkeur boven Approach B
Training en certificering Speelt mogelijk rol bij risicoreductie door Operator.
Procedures Spelen mogelijk rol bij risicoreductie door Operator.
Tests en inspectie Is relevant onderdeel van risicoreductie van LOP’s.
Onderhoud Beïnvloedt risicoreductie van LOP’s.
Communicatie Is onderdeel van sommige LOP’s.
Tekens (signs) Beïnvloedt mogelijk risicoreductie van LOP’s.
Info beschikbaar en begrepen Is basis eis bij procesveiligheid.
Voorbeelden van ‘niet-LOP’s’
Consiltant B.V.43
Samenvatting
LOPA is een uitstekende methode om risico’s te beheersen.
Uit te voeren door een multidisciplinair team van specialisten.
LOPA is ‘simplified’: voorkeur voor machten van 10.
Iedere risicoreductie van 10 of meer moet effectief, onafhankelijk en aantoonbaar zijn (bv. periodiek testen).
Voorzichtig zijn toekennen van risicoreductie aan de mens.
Maximaal 1x het regelsysteem (met RR=10) erbij betrekken.
Consiltant B.V.44
HAZOP/LOPA/SIL trainingen
Consiltant B.V.45
HAZOP studie
14 juni 2017 en 2 oktober 2017
LOPA en SIL classificatie
15 juni 2017 en 3 oktober 2017
SIL verificatie en SIF validatie
16 juni 2017 en 4 oktober 2017
Initiating event
Incident
Oorzaak van incident
Bv. eens per jaar
Onafhankelijke ‘Layers Of Protection’
Veerveiligheid Bv. risicoreductie: 100
Instrumentele beveiliging
Bv. risicoreductie: 10
Gevolg: mogelijk dode beveiliging
Incident frequentie: Eens per 10.000 jaar,
dit moet lager zijn dan wat vereist is.
Aanwezigheid mensen Bv. risicoreductie: 10
‘Conditional Modifiers’
DO module
DI module
Safety PLC
I:
24V
I:
24V
Dank voor uw aandacht!
