Risicobeoordeling in de procesindustrie
Ieder proces, of dit nu een chemisch proces of een productieproces is brengt risico’s met zich mee voor mens en milieu. Om deze risico’s in kaart te brengen en de juiste maatregelen te kunnen nemen, zijn er meerdere methodes beschikbaar. De meest gebruikelijke zijn de HazOp studies (HAZard and OPerability studie) en de FMEA studies (Failure Mode & Effect Analysis). Hieronder leest u meer over de methoden om procesveiligheid te borgen.
Lees meer over procesveiligheid en:
HazOp
De HazOp-studie is een bekende methode voor het identificeren van gevaren en ongewenste situaties bij procesveiligheid: bij industriële proces installaties in bijvoorbeeld de chemische, maar ook de farmaceutische en levensmiddelenindustrie. Een multidisciplinair team onder leiding van een ervaren voorzitter voert de studie uit.
De studie richt zich op het beoordelen van gevaren die kunnen ontstaan als het proces niet meer binnen de vastgestelde proces parameters verloopt. Bij afwijkende procesparameters moet u denken aan, bijvoorbeeld, een temperatuur die boven de maximum toegelaten proces temperatuur uitkomt. Andere parameters kunnen zijn: afwijkende flow of debiet, hoeveelheden, druk, samenstelling, zelfs het toedienen in een verkeerde volgorde van een stof.
Wanneer HazOp studie
HAZOP studies kunnen in verschillende stadia van een project worden uitgevoerd:
Ontwerpfase
Een HazOp studie is vooral wanneer het ontwerp in kaart is gebracht en de gewenste procesparameters bekend zijn. Aangezien u dan nog in de ontwerpfase zit, kunnen wijzigingen en aanpassingen gemakkelijk worden toegepast.
In de ontwikkelfase van een proces of installatie is het uitvoeren van een HazOp studie minder geschikt. Meestal liggen het ontwerp en de proces parameters namelijk nog niet duidelijk vast. Dan kan een zogenaamde What-if studie uitkomst bieden.
Bestaande installatie(s)
Voor bestaande installaties is de HAZOP methodiek een waardevol instrument, omdat in de loop van de tijd installaties en processen wijzigingen. Daarnaast hebben BRZO-bedrijven de plicht hun HazOp studies periodiek te herzien om de procesveiligheid te garanderen.
Uitvoering van een HazOp
In een eerste stap wordt de installatie onderverdeeld in zogenaamde knooppunten. Denk hierbij bijvoorbeeld aan een weegvat waarvan de inhoud wordt gedoseerd aan een reactorvat of een mengvat. Elk van deze installatie-knooppunten heeft zijn eigen procesparameters die vervolgens in kaart worden gebracht.
Aan de hand van zogenaamde gidswoorden, zoals te hoog, minder dan, te laag, anders dan, de oorzaak, de gevolgen, worden de ernst van het ontstane gevaar en de mogelijke correctieve of mitigerende maatregelen vastgelegd.
De gevolgen kunnen zijn in termen van menselijk letsel, milieu risico’s en/of kosten. Op basis hiervan worden prioriteiten gesteld aan, in de volgorde van de Arbeidshygiënische Strategie:
- het inherent veiliger ontwerpen van de installatie,
- de eisen aan de betrouwbaarheid van (aanvullende) instrumentele veiligheden of meet en regeltechniek. Bijvoorbeeld wanneer een beveiligingssysteem wordt ingezet, wordt de betrouwbaarheid uitgedrukt in een SIL=Safety Integrity Level of een Plr= Required Performance Level,
- onderhoudsconcepten, procedures en instructies
FMEA
Wanneer een (productie-)proces afhankelijk is van meet- en regeltechniek en procesparameters nagenoeg niet aanwezig zijn, is het uitvoeren van een FMEA geschikter dan een HazOp-studie.
Ook hier is het identificeren van gevaren en ongewenste situaties in industriële proces- en productie-installaties en het vastleggen van de correctieve maatregelen het doel. De studie richt zich echter op het beoordelen van gevaren die kunnen ontstaan als een instrument of een veiligheidsfunctie niet meer functioneert en het proces dus niet meer geregeld kan worden binnen de ontwerp- of operationele parameters.
Wanneer een FMEA en de uitvoering
Een FMEA studie wordt meestal uitgevoerd wanneer het ontwerp en de meet- en regeltechniek in kaart is gebracht en waarmee de gewenste operationele parameters kunnen worden beheerst.
De uitvoering van een FMEA verloopt nagenoeg identiek aan het HazOp proces. De oorzaak en de ernst van de gevolgen van het falen van een instrument wordt vastgelegd. Een essentieel verschil hierbij is dat de tijd van detectie van het falen van een instrument wordt meegenomen in de beoordeling van de ernst van de gevolgen. Is het mogelijk een falen op tijd te detecteren en kan de installatie veiliggesteld worden door ingrijpen van een medewerker, dan kan de ernst van de gevolgen minder zijn.
Afhankelijk van de ernst worden ook hier de corrigerende maatregelen vast gelegd op basis van de Arbeidshygiënische strategie.
Instrumentele veiligheden – SIF/SIS
SIF’s en SIS’s
Een proces- of productie-installatie bevat meestal een of meerdere veiligheidsfuncties. Dit noemen we Safety Integrated Functions (SIF’s). Deze zijn geïntegreerd in een veiligheidsloop, een Safety Integrated System (SIS). Een Safety Instrumented System bestaat uit een speciaal ontworpen set hardware- en softwarebesturingen die vooral worden gebruikt op kritische processystemen.
Een voorbeeld van een SIS is een Hoog-Hoog temperatuur controle die verbonden is via een PLC met een actuator. Deze actuator moet een automatische actie aansturen wanneer het setpoint van de temperatuurcontrole wordt overschreden en hiermee de risico’s worden beheerst.
Veiligheid specificatie eisen SIF en SIS
Wat een SIS moet doen (de functionele eisen) en hoe goed het moet presteren (de veiligheid integriteitseisen) kan worden bepaald op basis van Hazard and Operability Studies (HazOp), Layer of Protection Analysis (LOPA), risicografieken, enzovoort. Alle technieken worden genoemd in IEC 61511 en IEC 61508. Tijdens het ontwerp, de constructie, de installatie en de bediening van SIS is het noodzakelijk om te verifiëren dat aan deze vereisten wordt voldaan. De functionele vereisten kunnen worden geverifieerd door ontwerpbeoordelingen, zoals foutmodi, effecten en FMEA en verschillende soorten tests, bijvoorbeeld fabrieksacceptatietests, site acceptatietests en regelmatige functionele tests.
SIL en PL Normen
Ook een machinebesturing bevat een of meerdere veiligheidsfuncties. Voorbeelden van veiligheidsfuncties zijn; tweehanden bediening, lichtscherm, schakelmat, hold-to-run bediening, functieblokkering met of zonder vergrendeling enz. De basis voor de keuze van veiligheidscomponenten in het besturingscircuit en de betrouwbaarheid daarvan is de risicobeoordeling.
De belangrijkste norm voor de ontwerpbeginselen voor veiligheidsbesturingen zijn de ISO 13849-1 (PL= Performance Level) en de IEC 62061 (SIL= Safety Integrity Level). Volgens de SIL en PL normen moet door berekeningen worden aangetoond dat het ontwerp over alle delen van de veiligheidsfunctie voldoet.
Performance Level (PL)
De ISO 13849-1 is een tool om een target performance level te classificeren en de verificatie daarvan uit te voeren. Deze norm is geschikt voor relatief eenvoudige elektromechanische, pneumatische en hydraulische veiligheidsschakelingen.
Safety Integrity Level (SIL)
De SIL classificatie, verificatie en validatie is de norm voor betrouwbaarheid van componenten en systemen. De moedernorm de IEC 61508 is de norm waaruit de SIL-norm voor de machinebouw (IEC 62061) is afgeleid.
Maakt u procesveiligheid uw prioriteit?
Om veilige processen te kunnen garanderen, moet u over de nodige kennis beschikken. Kennis die u wellicht niet in huis heeft. SiRATEX helpt u graag verder met uw procesveiligheid. Benieuwd hoe BerendJan van Keulen u verder kan helpen?