Fmea для химической установки системы пожаротушения

Пошаговый процесс FMEA для систем пожаротушения химических установок

Шаг 1: Определение системы и список компонентов

Первый и самый основополагающий шаг - определить границу системы. Вы анализируете всю сеть пожаротушения для установки, единую систему потопа на реакторе или газообразную систему подавления в диспетчерской? Для ясности часто лучше всего выполнять отдельные FMEA для каждого отдельного типа системы (спринклер мокрой трубы, сухая труба, потоп, пена, водяной туман и т. Д.). Как только система определена, создайте список всех компонентов.

Как правило, это включает в себя:

• Устройства обнаружения: Тепловые детекторы, детекторы дыма, детекторы пламени, газовые детекторы и станции ручного тяги.
• Актуация и управление: Панели управления пожарной сигнализацией, панели выпуска, соленоидные клапаны, клапаны управления и станции ручного выпуска.
• Распределительные трубопроводы: , питающие магистрали, ветки, подъемники и фитинги.
• Подавляющая доставка медиа: головки спринклера, сопла, генераторы пены, мониторы и шланги.
• Подача воды и насосная система: резервуары для хранения, пожарные насосы, жокей-насосы, контрольные клапаны и превенторы обратного потока.
• Мощность и коммунальные услуги: электрическая мощность, резервные батареи, дизель-генераторы и источники бесперебойного питания для органов управления.
• Специальные особенности: клапаны изоляции, переключатели потока, переключатели давления и переключатели вмешивания.

Для каждого компонента соберите технические характеристики, условия эксплуатации, историю технического обслуживания и данные производителя. Используйте P&ID завода, диаграммы причинно-следственных связей и существующие отчеты об инспекциях для информирования списка.

Шаг 2: Определение способов неудачи

Режим отказа - это способ, которым компонент не выполняет свою предполагаемую функцию. Для оборудования для подавления пожара общие режимы отказа включают: не работает, работает непреднамеренно, работает с пониженной производительностью, не останавливает работу при командовании и ухудшает структурную целостность. Для их идентификации используют комбинацию мозгового штурма кросс-функциональной командой (операции, техническое обслуживание, инженерия, безопасность), данные истории отказов от аналогичных установок и общие таблицы режима отказа из отраслевых руководств, таких как надежность инженерных ссылок . Например, насос пожарной воды может не запуститься из-за мертвой батареи, захваченного рабочего колеса или споткнутого выключателя. головка спринклера может не активироваться, потому что она окрашена, корродирована или затруднена хранением.

Шаг 3: Определение последствий и причин

Для каждого режима отказа опишите местный эффект (что происходит с самим компонентом) и конечный эффект (что происходит с системой и заводом). Также перечислите вероятные причины. Для системы пожаротушения конечный эффект часто представляет собой частичную или полную потерю способности к подавлению, что может привести к эскалации пожара, имущественному ущербу и потенциальным травмам или смертельным случаям. Причины должны быть коренными причинами — коррозия, несоответствие, отсутствие смазки, ошибка человека во время технического обслуживания, дефицит конструкции и т. Д.

Полезно указать установленные категории причин: проектирование, производство, сборка, эксплуатация, техническое обслуживание и окружающая среда.

Пример: Поточный клапан не открывается по сигналу. Местный эффект: нет потока воды к насадкам потопа. Конечный эффект: пожар в охраняемой зоне продолжает гореть, возможно, распространяясь на прилегающее оборудование. Причины: выгорела соленоидная катушка клапана; вышла из строя выходная реле панели управления; сиденье клапана изъято из-за обломков; или пневматический привод потерял давление воздуха.

Шаг 4: присвоение рейтингов тяжести, частоты и обнаружения

Стандарт FMEA использует три шкалы оценки: Северность (S), Возникновение (O) и Обнаружение (D). Каждая шкала обычно проходит от 1 до 10. Команда должна согласовать критерии, адаптированные для противопожарной защиты.

• Страсть (S): Насколько серьезно влияние на безопасность персонала, работу завода и соблюдение нормативных требований? 10 может представлять собой фатальный или катастрофический пожар на заводе; 1, никакого эффекта.
• Occurrence (O): Насколько вероятно, что режим сбоя произойдет? Используйте исторические показатели сбоев из отраслевых баз данных (например, OREDA, IEEE) или записей о заводах. 10 указывает на вероятность > 1 в 2; а 1 < 1 в 1 000 000.
• Обнаружение (D): Насколько вероятно, что неисправность будет обнаружена до того, как система понадобится? Для подавления пожара обнаружение включает в себя периодическое тестирование, визуальный осмотр, автоматическую диагностику и оповещение о тревоге. 10 означает практически отсутствие шансов на обнаружение; 1 означает, что неисправность будет обнаружена немедленно (например, сигнализация на контроллере пожарного насоса).

Обычно для установки создают таблицу с забивкой, специфичную для установки. Например, оценка обнаружения 10 для отказа пожарного насоса, которая остается незамеченной до возникновения пожара; 5, если она обнаружена во время еженедельного испытания; 1, если есть постоянный удаленный мониторинг.

Шаг 5: Расчет приоритетных номеров рисков (RPN)

Умножьте S × O × D, чтобы получить RPN для каждого режима отказа. RPN обеспечивает относительный рейтинг риска. Однако не полагайтесь исключительно на пороги RPN. Также учитывайте только серьезность: любой режим отказа с Северностью 9 или 10 требует немедленных действий независимо от значений O или D. RPN обычно сортируется, и действия определяются для элементов выше определенного отсечения (например, RPN > 100) или для всех Северностей ≥ 9. Команда должна переоценить после того, как будут реализованы рекомендуемые действия, пересчитав новые рейтинги O и D, чтобы показать улучшение.

Шаг 6: Разработка и осуществление мер по смягчению последствий

Для каждого режима приоритетного отказа предлагается одно или несколько корректирующих действий. Это могут быть изменения конструкции (добавление избыточности, обновление материалов), административные средства контроля (пересмотр графиков технического обслуживания, усиленное обучение) или дополнительное обнаружение (цифровой мониторинг, дистанционное оповещение). Назначение обязанностей и сроки. Общие действия по смягчению последствий для систем пожаротушения включают в себя: реализацию программы профилактического обслуживания, которая включает в себя ежемесячные испытания насосов и клапанов, установку переключателей управления на изоляционные клапаны для оповещения операторов, добавление систем резервного копирования водяного тумана для зон высокого риска и использование коррозионностойких материалов в трубопроводах. После реализации RPN следует пересчитать для оценки эффективности.

Повторите цикл непрерывного улучшения.

Режимы отказа в системах пожаротушения химических установок

На протяжении десятилетий опыта работы в промышленности в исследованиях химических заводов FMEA регулярно появляются несколько режимов отказа. Ниже приведен неисчерпывающий список с типичной степенью тяжести и рейтингами обнаружения для иллюстрации (на основе гипотетического, но репрезентативного руководства по оценке).

Заметим, что отказ теплового детектора имеет высокую степень тяжести, но относительно низкую частоту и умеренную детектацию. Смягчение может включать добавление детектора пламени в качестве избыточного входа или ежеквартальное функциональное тестирование для улучшения обнаружения. Утечка коррозии трубопроводов имеет высокую частоту и плохое обнаружение, что делает его кандидатом для систем катодной защиты и рутинных внутренних проверок.

Стратегии смягчения последствий для повышения надежности

На основе выявленных режимов отказов завод может реализовать целевую программу повышения надежности. Стратегии смягчения последствий подразделяются на четыре широкие категории:

• Установка двух независимых методов обнаружения (например, детекторы тепла и пламени, перекрестно зонированные), двойные соленоидные клапаны или несколько пожарных насосов с независимыми источниками питания. Увольнение уменьшает возникновение одного отказа, вызывающего отказ системы, но оно должно быть спроектировано так, чтобы избежать общих причин отказов (например, оба насоса, извлекающие из одного и того же водоснабжения с одной блокировкой).
• Превентивное и прогнозное техническое обслуживание:] Установить задачи, которые непосредственно касаются известных режимов отказа. Например, чистить головки спринклера ежегодно, еженедельно тестировать дизельные пожарные насосы под нагрузкой, заменять датчики обнаружения каждые 10 лет или по рекомендации производителя и промыть подземные трубопроводы для удаления осадка. Используйте анализ вибрации и тепловизионные изображения на двигателях пожарного насоса для обнаружения начавшихся отказов.
• Мониторинг состояния и диагностика: Установить автоматическую детонацию неисправностей критических компонентов: переключатели потока, обнаруживающие протекающий клапан, преобразователи давления на клапанах потопа и удаленный мониторинг уровня резервуара для воды и состояния насоса.Современная панель управления пожарной сигнализацией может выполнять самодиагностику и отправлять оповещения обслуживающему персоналу.
• Проектирование: Заменить устаревшие или отказоустойчивые компоненты более надежными альтернативами: коррозионностойкие сплавы для сопл и трубопроводов в агрессивных химических средах, электрические приводы вместо пневматических в холодном климате и интеллектуальные детекторы с компенсацией дрейфа.

• FMECA (режим отказа, эффекты и анализ критических значений): Расширение FMEA, которое добавляет анализ критичности, часто используя матрицу тяжести против вероятности. В химическом заводе критичность также может включать потенциал для токсичного высвобождения или эффектов домино.
• Надежное обслуживание с центром (RCM): RCM использует FMEA в качестве основного входа для определения соответствующих стратегий обслуживания. Режимы отказа и их эффекты определяют выбор задач технического обслуживания на основе условий, времени или от выполнения до отказа. RCM особенно ценен для сложных систем, таких как системы потопа, где обслуживание с фиксированным интервалом может быть неоптимальным.
• LOPA-системы пожаротушения часто служат независимыми уровнями защиты (IPL) в исследовании LOPA. FMEA предоставляет базовые данные о вероятности отказа IPL по требованию (PFD), что имеет решающее значение для количественной оценки снижения риска. LOPA затем объединяет эти данные с другими уровнями, чтобы гарантировать, что общий риск является допустимым.
• Анализ первопричин (RCA): Когда в системе пожаротушения происходит сбой, для выявления глубинных причин могут использоваться методы RCA, такие как анализ дерева 5 Whys или дерева неисправностей.