Table of Contents

מבוא ל-FMEA בניהול חומרים כימיים

מצב ואפקטים ניתוח (FMEA) הוא שיטה מובנה, שיטתית לזיהוי מצבי כישלונ פוטנציאליים בתוך תהליך, מוצר או מערכת, הערכת הסיבות והאפקטים שלהם, ועדיפות פעולות להפחית את הסיכון.בתעשייה הכימית, שבו פעולות כרוכות בחומרים מסוכנים, טמפרטורה קיצונית, פערים ניתוחי אבטחה גבוהים, ותגובות מורכבות, FMEA הפכה אבן הפינה של ניהול בטיחות.

התפתחות FMEA בבטיחות תהליכים כימיים

FMEA מקורה בענפי הספורט והחלל בשנות ה-40 וה-50 של המאה ה-20.אימוץ שלה בתעשיית הכימיה החל בשנות ה-70, בהובלת תאונות גדולות כמו Flixborough (1974) ו-Sveso (1976) אירועים אלה חשפו את המגבלות של הסתמכות אך ורק על תקנות קדם-בסיסיות ואמצעי בטיחות תגובתיים (SAPA) מוקדמים היו איכותיים, תוך שימוש במספרי סיכון (NRP) לכישלונות המבוססות על-ידי מדדים מתקדמים, כמו מדדים של אבטחה, כמו מדדים מתקדמים, ופעולות אבטחה, כמו מדדים מתקדמים יותר, וטכנולוגיות אבטחה של אבטחה של QRACC.

טכניקות FMEA מתקדמות

כל טכניקה מתקדמת מביאה נקודת מבט ייחודית לזיהוי סיכונים כימיים.כאשר הם משתמשים יחד, הם מספקים הגנה שכבתית נגד סיכונים נרדפים.

ניתוח עץ Fault Tree Analysis (FTA)

FTA היא גישה עליונה, ניכוי שמתחילה עם אירוע עליון - אירוע בלתי צפוי כגון שחרור גז רעיל או פיצוץ - ומפות את כל הרצף האפשרי של כישלונות (בעיות קשות, שגיאות אנוש, תנאים סביבתיים) שעלול להוביל לכך פרספקטיבה של נתונים ב- BooEA, שמתחילים עם כישלונות רכיב יחיד, FTA מתמקדת בשילוב של אירועים הנדרשים כדי לגרום לכשלים מורכבים, כאשר הם עלולים לגרום להליך חירום משותף, לדוגמה, כדי למנוע תסכולים, כדי למנוע הדבקה מקסימלית, באופן זמני, לדוגמה, כדי למנוע הדבקה של אופציונלית, במקרה של אופציונלית, במקרה של הדבקה של אופציונלית, במקרה של תסכול.

שכבת הגנה (LOPA)

LOPA היא טכניקה חצי-אנטית המשמשת להערכת הפחתת הסיכון המסופקת על ידי שכבות הגנה עצמאיות (IPL) בבטיחות כימית, IPLs כוללים בקרת הנדסה (שיסתום הקלה בלחץ, מערכות בטיחות), בקרה מינהלית (התאימות, אימון), וחסמים פסיביים (דיקטים, קירות פיצוץ) מבקשים תרחיש נתון (למשל, לחץ על מנת לקבוע אילו הסתברות גבוהה היא נמוכה יותר) באיזו תדירות של הקטנת הסיכון?

הערכת סיכון מינימלית (QRA)

QRA היא הטכניקה המתקדמת ביותר לנתונים.הוא משתמש במודלים מספריים כדי להעריך את הסבירות ואת ההשלכות של אירועים מסוכנים. בהקשר כימי, QRA בדרך כלל כרוך:

  • ניתוח תדירות באמצעות נתונים היסטוריים (למשל, ממסד נתונים של אירועים של המתקן, ספריות של כשל בתעשייה כגון מסד הנתונים של ציוד תהליכים המק"ס)
  • הסתברות מודלים באמצעות כלים כמו PHAST, ALOHA, או סימולציות CFD לפיזור, אש ואפקטי פיצוץ
  • שילוב סיכונים לייצור מדדים כגון סיכון אישי (הסתברות שנתית של הרוגים) וסיכון חברתי (F-N עקומות)

QRA יכול להיות מיושם על תרחישים ספציפיים שזוהו על ידי FMEA או FTA.לדוגמה, FMEA של מערכת כלור מטענים עשוי לדגל קרע קטסטרופלי של ההעברה כתסריט הגרוע ביותר. QRA היה להעריך את ההסתברות של rupture כזה (למשל, 1×10-4 בשנה) ואת טביעת הרגל הרעילה, המאפשרת למתקן להעריך אם רמות הזיהוי של הסוכנות חזקות במיוחד, אם הן יכולות להיות יותר, אם הן של הרגולטורים של ה- QRARRARRAS, במיוחד, אם הן ⁇ של ⁇ של ⁇ של ⁇ של ⁇ .

ניתוח Scenario

ניתוח Scenario מרחיב את היקף ה- FMEA המסורתית על ידי התבוננות מפורשת במגוון של תרחישים אמינים, כולל אלה המופעלים על ידי אירועים חיצוניים (למשל, אסונות טבע, תפישות כוח, חבלה).

  • פיתוח רשימה מקיפה של תרחישי שחרור (אובדן של מכלול, תהליך מתעצבן, תגובה בורח)
  • החלת "מה אם" ביקורות והסיכונים והאופרה (HAZOP)
  • באמצעות ניתוח Bow-Tie לקשר גורמים (צד שמאל) ותוצאות (צד ימין) עם מחסומים באמצע

כאשר משולב עם FMEA, ניתוח התרחיש מבטיח כי הצוות אינו מגביל את עצמו למצבים של רכיבים בודדים, אך גם רואה קונטקסטים תפעוליים רחב יותר - כגון פעילויות תחזוקה במקביל, גורמים אנושיים, או תנאי מזג אוויר עונתיים.לדוגמה, ניתוח של אזור אחסון נוזלי דלגן עשוי לזהות תרחיש חורף שבו חוסם גישה חירום, המורכב את ההשפעות של דליפה קטנה כי AEA יהיה לבד כמו חומרת משקל נמוך.

שילוב טכניקות מרובות עבור זיהוי Identification Identification

טכניקה מתקדמת אחת היא מספקת.התוכניות ניהול סיכונים כימיים היעילים ביותר להשתמש בגישה היברידית.מסגרת טיפוסית עשויה להתחיל עם זיהוי סיכון גבוה באמצעות ניתוח HAZOP או תרחיש. משם, תרחישים קריטיים נבחרים עבור FMEA מפורטת כדי לזהות מצבי כישלונות ספציפיים.התפוקה FMA ממנתחתמת לתוך FTA כדי לחקור סיבות שורש ותלויות, ולאחר מכן לתוך LOPA ו- QRA כדי לאחד סיכונים ולהחליט על ידי אינטגרציה אפשרית של כל אחד של מערכת ההפעלה.

שלב-בי-שלב מסגרת

כדי לאמץ טכניקות מתקדמות של FMEA ביעילות, ארגונים צריכים לעקוב אחר תהליך מובנה המותאם לפעילות הכימית שלהם:

  1. (FLT:0) להרכיב צוות רב תחומי.FLT:1 בלעדי כימאים תהליכים, מהנדסים כימיים, מומחי בטיחות, מפעילי תחזוקה, מהנדסי מכשירים.מגוון זה מבטיח כי מצבי כישלונות מזוהים מכל הזווית.
  2. (FLT:0)Define את הגבולות של המערכת ואת בלוקים פונקציונליים.IRLT:1) השתמש בתרשיםי זרימה (PFDs) ו- piping ו-מכשור דיאגרמות (P&IDs) כדי לציין אילו ציוד, קווים, ו-Lows בקרה כלולים.
  3. (FLT:0) ,Conduct aקדמית של זיהוי סיכונים (PHABA) 1 השתמש בטכניקה כגון HAZOP או ניתוח תרחיש כדי ליצור רשימה של אירועים עיקריים פוטנציאליים (למשל, שחרור רעיל, אש, התפוצצות).
  4. (FLT:0) באופן מסורתי FMEA למערכת הקריטית ביותר.BuildFLT ( 1:1 עבור כל בלוק פונקציונלי, רשימת מצבי כשל (למשל, שסתום נכשל סגור, משאבת חותמות), הסיבות שלהם (למשל, קורוזיה, קוויטציה, cavitation), ואפקטים מקומיים / דידקטציה. השתמש בשיפוט מומחה כדי להקצות חומרה, התרחשות, וגילויים.
  5. (FLT:0Select תרחישים גבוהים לניתוח מתקדם.FLT:1 עבור מצבי כישלונות עם ציונים של 9 או 10 (קטסטרואק), או עבור אלה שבהם גילוי קיים הוא נמוך, להמשיך FTA ו LOPA. לדוגמה, אם FMEA מזהה "כלי לחץ עקב קורוזיה" עם חומרה גבוהה וגילוי נמוך, FTA יכול לזהות תנאים של טרה-חמצני (החליפה), שבו מעכבים חסרים טרה-אווירה).
  6. (ב) לכל אירוע עליון של עניין, בניית עץ פגם באמצעות ו/או שערי כישלונות בתעשייה (למשל, מ-FLT:2CCPS PERDIRFLT 3 או מסד הנתונים של RUDA) כדי להקצות את ההסתברות העליונה לזהות ולזהות מינימלית (השילוב הקטן ביותר של כשלים) כדי להקצות את ההסתברות לאירועים בסיסיים.
  7. (FLT:0Apply Layer of Protection Analysis.FLT:1) עבור כל אירוע עליון שעולה על קריטריונים לסובלנות הסיכון (למשל, תדירות > 1×10-4 לשנה עבור קטלניות העובד), רשימה של כל IPL הקיימים. Determine את ערכי ה-PFD שלהם (למשל, שסתום בטיחות יש בדרך כלל PFD של 1×102 ל-1× 10-1,3,3, כלומר, מערכת אבטחה אחת, לעומת 2D) היא עדיין מנקה יותר מ- 1=2D.
  8. (FLT:0)Quantify הסיכון עם QRA עבור תרחישים עתירי הפרטיות הגבוהים ביותר.BuildFLT:1 השתמש בתוצאה של מודל תוכנה כדי להעריך את אזורי ההשפעה עבור הודעות הגרועות ביותר שזוהו בניתוח התרחיש.שלב עם תדרים אירועים מ FTA או LOPA. השוו תוצאות סיכון נגד החברה או קריטריונים רגולטוריים (למשל, OSHA PSM, EPA RMP).
  9. (FLT:0)Develop ומימוש פעולות הקטנת סיכונים.BuildFLT) 1:1 קביעת פעולות המבוססות על התפוקה המשולבת של כל הניתוחים.עבור כל פעולה (למשל, הוספת משדר ברמה אדומה, תדירות בדיקה מוגברת), להעריך מחדש את ה-RPN, FTA הסתברות אירוע העליון, ו- LOPA מקטין את תדירות אימות הפחתת הסיכון.
  10. (FLT:0) Review ועדכון באופן קבוע.FLT:1 Advanced FMEA אינו תרגיל חד פעמי. Revisit את הניתוח בכל פעם שיש שינויים משמעותיים בתהליך, לאחר אירועים או לידות, ובלוח זמנים תקופתי (למשל, כל 3-5 שנים) כדי לשלב נתונים חדשים ולימודים.

Caseמחקר: Advanced FMEA at a Chemical Storage and Distribution TerminalFLT:0.0.1 מסוף אחסון כימי מטפל בכמויות גדולות של דו-חמצני (SO2) ו- מימן פלואוריד (HF) רצה לשדרג את תהליך זיהוי הסיכונים שלו.ה-FM הקיים היה מוגבל לפריטים בודדים ולא היווה חשבון לאפקטים דומינו או הכישלון המשולב של אמצעי הגנה.

ראשית, ניתוח תרחיש זיהה את האירוע העליון "הקרע של מיכל אחסון HF" - גישה בעלת חשיבות גבוהה ביותר: AFPEA המסורתית של הטנק והקשרים שלה חשפו כמה מצבי כישלונות: קורוזיה חיצונית תחת קבלת בידוד, דיכוי יתר של 1D ירידה במשקל, ושבר מזעזועים של צוות נמוך.

מידע וכלים ל- Advanced FMEA

ההצלחה של טכניקות FMEA מתקדמות תלויה במידה רבה באיכות המידע קלט.מתקנים כימיים צריכים לשמור על מסדי נתונים מדויקים של כשלים מההיסטוריה הפנימית, נתוני הספק ומקורות בתעשייה.

  • (FLT:0) FTA תוכנה:IRFLT:1 חבילות מסחריות כמו CAFTA, ספקרום סיכונים ואיסוגרפיה מאפשרת בנייה ופתרון של עצי אשמה גדולים עם אי-ודאות.
  • (FLT:0)LOPA להפיץ כלי גיליון: 1E) ארגונים רבים משתמשים בתבניות מבוססות Excel אשר באופן אוטומטי מקלות את התדרים ומשווים אותם למטרות סובלנות.
  • (FLT:0) פלטפורמות QRA:FLT:1 Phast / בטוח, AxialQL, ו RAPID משלבת תוצאה מודלים עם ניתוח תדירות כדי לייצר קווי סיכון ועקום F-N.
  • (FLT:0FMEA מערכות ניהול: FLT:1 Software כמו Siemens Teamcenter או Synergi Life יכול לקשר רשומות FMEA למחקרי FTA ו- LOPA, שמירה על מעקב.

מקורות נתונים לכשל כוללים את מסד הנתונים של ניהול ציוד המק"ס של תהליכי ניהול, את חוברת הנתונים של Offshore Reliability Data Handbook (ORE), ואת ספר IEEE Gold עבור ציוד חשמלי.כאשר משתמשים בנתונים גנריים, חשוב לטבול עם ניסיון ספציפי צמחי באמצעות עדכון Bayesian.

קריטריונים לרישום וסטנדרטי תעשייה

הגופים הרגולטוריים יותר ויותר מכירים את הערך של טכניקות מתקדמות של FMEA. בארצות הברית, בטיחות הכיבוש וניהול הבטיחות של מינהל הבריאות (PSM) תקן (29 CFR10.119) דורש ניתוח סיכונים בתהליך (PHA) הקובע כי "יהיה מתאים למורכבות של מערכת ניהול ISO 3"מ, בעוד שניתן לבצע את שיטת ניהול ה-HAZ, אם, או שיטות בדיקה, בשילוב עם ניתוח דומה של CCFirPA, כולל שיפור משמעותי של מערכת ניהולית אבטחה (מערכת ניהולית אבטחה של תקן ניהולית) באופן מפורש של מערכת ניהולית של מערכת ניהולית של תקן ניהולית של מערכת ניהולית אבטחה של מערכת ניהולית אבטחה של מערכת ניהולית של מערכת ניהולית של ILTFIR3, כולל שיפור של מערכת ניהולית של 2.

היתרונות והאתגרים של טכניקות Advanced FMEA

יתרונות

  • (FLT:0) זיהוי סיכונים מוכח: FLT:1 טכניקות מתקדמות לזהות אינטראקציות מורכבות של כשלים, כגון כישלונות או כישלונות תלויים, כי FMEA המסורתית עשויה להחמיץ.
  • (FLT:0) עדיפות סיכון גבוה יותר: FLT:1 , Quantitative תפוקות (הסתברות בלתי יציבה, מרחקי סיכון) מאפשרים משאבים להיות ממוקדים בסיכון המשמעותי ביותר ולא להסתמך על סף RPN סובייקטיבי.
  • (FLT:0) הצדקה להשקעות בטיחות: FIRLT:1 , המציגה ירידה משמעותית בסיכון מהפחתה של הפחתה מוצעת (למשל, התקנת מערכת SIL-rated מורידה את תדירות האירוע העליון מ 1×10-3 עד 1×10-5 לשנה) הופכת את המקרה העסקי ברור יותר לניהול.
  • (FLT:0) ציות רגולטוריות ומוכנות ביקורת: אנדרל 1) A מתעד את עקבותיהם של עצי לוגיקה של FTA, גליונות עבודה של LOPA, ודיווחי QRA ממחישים מערכת ניהול בטיחות יסודית, בלתי ניתנת להגנה.
  • שיפור מתמיד: 1FLT 1 מעלה את המודלים עם נתונים חדשים הופכת ניתוח סיכונים לתהליך חי המשקף ניסיון תפעולי בפועל.

אתגרים

  • עוצמת המקור:0 (Resource אינטנסיבי: FLT:1 FTA ו QRA דורש זמן רב, מומחיות וכלים חישוביים. מתקני קטנים עשויים להיאבק להצדיק את המאמץ אלא אם כן הם עומדים בפני כימיקלים עתיריים.
  • איכות וזמינות של נתונים: 1FLT 1 נתונים של כשלים אמין עבור ציוד כימי יכול להיות נדיר. גנרי נתונים לא יכול לשקף תנאים ספציפיים לאתר כגון שיעורי קורוזיה מתערובת כימית ייחודית.
  • (FLT:0) הכשרתו של טטאם: לא כל חברי הצוות של בטיחות הם שוטים בלוגיקה של בוטה, הסתברות, או תוצאה של מודל. Adequate הכשרה או השימוש של יועצים חיצוניים הוא לעתים קרובות הכרחי.
  • (FLT:0) ביטחון במספרים: תוצאות קוונטיות 1 יכולות ליצור תחושה כוזבת של דיוק. חיוני לטפל בהתחייבויות כערכת סדר ומבצע ניתוח רגישות.
  • (FLT:0) מורכבות האינטגרציה:FLT:1Building תפוקות מ FMEA, FTA, LOPA ו QRA דורש ממשקים פרו-דוריים ברורים, ובאופן אידיאלי, פלטפורמת תוכנה שמבטלת את סילופוס נתונים.

למרות האתגרים הללו, המעבר של תעשיית הכימיה לטכניקות מתקדמות של FMEA הוא מאיץ, מונע על ידי אירועים בעלי פרופיל גבוה וציפיות רגולטוריות לניתוח עמוק יותר. ארגונים חושבים קדימה משקיעים בבניית מתחרה פנימי, ניצול מסדי נתונים בתעשייה, ואימוץ כלי תוכנה משולבים.

מסקנה

FMEA המסורתית נותרה חלק חשוב של זיהוי סיכונים כימיים, אבל לבד זה לא יכול ללכוד את האופי המערכתי, אינטראקטיבי ופרוביליסטי של סיכונים במתקנים כימיים מודרניים - טכניקות מתקדמות - ניתוח עץ, שכבת ניתוח הגנה, הערכת סיכונים קוונטית, ושכני ניתוח סקריורי - כדי לספק פער זה יותר יסודי ותמציתי של כמה כישלונות יכולים להפיץ ומהם אמצעי זהירות יעילים באמת, כאשר הם מאפשרים טיפול יעיל יותר של קבוצות אבטחה מתקדמות, אך לא לבצע טיפול תרופתיות יותר, אלא לא צריך יותר, אלא טיפול יעיל יותר, אלא גם טיפול יעיל יותר, אלא טיפול תרופתי, כדי להבטיח את הסטנדרטים של ניהול יעיל יותר, אלא טיפול תרופתי יותר, אלא טיפול יעיל יותר, כדי להבטיח את הסטנדרטים של אבטחה, אלא טיפול יעיל יותר, אך יעיל יותר, כדי להבטיח את רמת אבטחה יעילה יותר, אך יעיל יותר, אך יעיל יותר, אך יעיל יותר, כדי להבטיח את רמת אבטחה יעילה יותר, אך יעיל יותר, כדי להבטיח את הסטנדרטים של ניהול יעיל יותר, אך יעיל יותר, אך יעיל יותר, טיפול יעיל יותר, אך יעיל יותר, טיפול יעיל יותר, טיפול תרופתית, כדי להבטיח את רמת אבטחה יעילה יותר, אך טיפול יעיל יותר, אך טיפול יעיל יותר, אך טיפול יעיל יותר, כדי להבטיח את רמת ניהול יעיל יותר, כדי להבטיח את רמת אבטחה מתקדמת יותר, אך