Vom Sicherheitsgespräch zur HAZOP ein Gewinn an Sicherheit?

Vom Sicherheitsgespräch zur HAZOP – ein Gewinn an Sicherheit?

Hand out Lunch & Learn am 21.01.2011

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Gliederung  Sicherheitsgespräch  Methodik der Risikoanalyse  Hoechster Methode  HAZOP  SIL-Klassifizierung  Vergleich Hoechster Methode – HAZOP  Fazit

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Einleitung Philosophie des Risikos: Risiko = Eintrittswahrscheinlichkeit x Schadensausmaß Motivation für Risikomanagement  Schutz von Mitarbeitern und Umwelt  Gesetzliche Anforderungen  Wirtschaftliches Eigeninteresse, Image des Unternehmens  Dokumentation der Erfüllung der Betreiberpflichten nach Außen • gegenüber Behörde (Genehmigungsantrag, Sicherheitsbericht) • anderen Dritten, z.B. Versicherungen  Verbesserung der Anlagensicherheit- und Verfügbarkeit durch • Ermittlung von Schwachstellen • Festlegung geeigneter vorbeugender und nachsorgender Maßnahmen

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Einleitung Ziel der systematischen Risikoanalyse  Identifizieren von Risiken, deren Ursachen und deren Auswirkungen  Identifizieren von vorhandenen Schutzmaßnahmen  Bewertung: Ist Begrenzung von Eintrittswahrscheinlichkeit oder Auswirkungen ausreichend?  Falls notwendig: Definition zusätzlicher Maßnahmen Mechanische Festigkeit

akzeptable Sicherheitsventile, Schadenss begrenzungseinrichtungen Risiko MSR-Schutzeinrichtungen

Inhärentes ProzessRisiko

betriebliche MSR-Technik

Prozess Seite 4

Risikovorbehalten. © Siemens AG 2011. Alle Rechte Industry Sector

Sicherheitsgespräch  Durchführung der systematischen Risikoanalyse üblicherweise in einem Sicherheitsgespräch  Wichtig für den Erfolg ist eine formale Vorbereitung  Eine inhaltliche Vorbereitung (Vorformulierung der Risikoanalyse) kann kontraproduktiv sein  Folgende Aspekte sind entscheidend: • Teilnehmerkreis (wichtigster Faktor für die Qualität und den Zeitplan) • optimal 5 – 8, ggf. zusätzlich Spezialisten auf Abruf • 100 % Verfügbarkeit (Handy, Email) • Aktuelle Unterlagen • insbesondere RI-Fliessbilder • Formale Aspekte • Dokumentation während der Besprechung, Konsens mittels Beamer • Punkte, die nicht geklärt werden können, als Aufgaben verteilen

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Methodik der Risikoanalyse Gefahrenquelle Ausfall der Kühlung

Anstieg der Reaktortemperatur und Reaktionsbeschleunigung

Induktiv (Was kann passieren...?):

Deduktiv Anstieg des Druckes

(Wie kann es passieren...?):

Ansprechen der Berstscheibe Störung Stofffreisetzung in die Umgebung Seite 6

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Sicherheitsgespräch – Hoechster Gefahrenanalyse Hoechster Gefahrenanalyse (beschrieben in Praxishilfen zur Anwendung der TRGS 300, 1994)

 Schwerpunkt Anlagensicherheit  Beinhaltet Elemente von - Checklistenverfahren - Ausfalleffektanalyse - vereinfachte PAAG  Entspricht Anforderungen bzgl. Gefährdungsbeurteilung gemäß - GefStoffV, 2005 - BetrSichV, 2002

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Sicherheitsgespräch – Hoechster Gefahrenanalyse

Störungen Leckage von Flanschverbindungen Verstopfen von Rohrleitungen Unzulässige Temperatur Unzulässig hoher Druck Überfüllung Lufteinbruch Stoffverwechselung Dosierfehler Unerwartete Reaktionen Kühlmittelausfall Heiz- Kühlmitteleinbruch Pumpen-/ Rührerausfall Gefahrloses Ableiten beim Ansprechen Sicherheitsventil  Bestimmungswidriger Übertritt von Störfallstoffen in andere Anlagenteile  Explosionsschutz             

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Verfahren / Tätigkeitsbereiche

Bewertung Gefahrenpotential

Auswirkungen

Ursachen

Gegenmaßnahmen

Risikobewertung

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Sicherheitsgespräch – Hoechster Gefahrenanalyse

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HAZOP – Leitworte und Parameter

Allgemein  Methodik entsprechend IEC 61882 („HAZOP studies – Application guide”)  entwickelt bei ICI  in Deutschland bekannt als PAAG-Verfahren

HAZOP = HAZard and OPerability Study PAAG = Prognose der Gefahr Auffinden der Ursache Abschätzen der Auswirkungen Gegenmaßnahmen

Methode  Anwendung von Leitworten und Parametern auf alle Rohrleitungen und Apparate  Standard-Leitworte: kein, weniger, mehr, sowohl als auch, teilweise, rückwärts, anders als  Standard-Parameter: Durchfluss, Druck, Temperatur, Füllstand, ...  sinnvolle Kombinationen von Leitworten und Parametern wählen  für Batch-Prozesse erweitere Leitworte sinnvoll (Zeit, Reihenfolge, ...)  wichtig ist präzise Beschreibung der Auswirkungen  klare Trennung zwischen Auswirkungen und Schutzmaßnahmen

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HAZOP – Arbeitsblatt

Konsequenzlevel x Häufigkeitslevel = Risikolevel => Quantitative Betrachtung möglich durch Berücksichtigung einer Risikomatrix Seite 11

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SIL-Klassifizierung SIL = Safety Integrity Level IEC 61511-3 (bzw. DIN EN 61511-3) (Functional safety – Safety instrumented systems for the process industry sector Part 3: Guidance for the determination of the required safety integrity levels) Safety integrity level (SIL)

4 3 2 1

Probability of Failure on Demand (PFD) (for low demand rates) 10-5 < PFD  10-4 10-4 < PFD  10-3 10-3 < PFD  10-2 10-2 < PFD  10-1

Risk Reduction Factor (RRF) 10.000 < RRF < 100.000 1.000 < RRF < 10.000 100 < RRF < 1.000 10 < RRF < 100

 SIL repräsentiert das Maß der erforderlichen Risikoreduzierung  Je höher das Risiko, um so höher ist der erforderliche SIL-Level (SIL 1 – 4)

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SIL-Klassifizierung  SIL-Klassifizierung ist ein Schritt im Safety Lifecycle gemäß IEC 61511-1  Verschiedene Methoden können angewendet werden • Risikograph • Risikomatrix • LOPA  Industriepark Höchst • SIL-Klassifizierung mittels Risikograph entsprechend IGR 53-0004 bzw. SR4 • Forderungen der IEC 61511 (Lifecycle Management) sind in den Sicherheitsmanagementsystemen und der IGR 53-0004 integriert  SIL-Klassifizierung • in separatem SIL-Workshop (HAZOP) • als Bestandteil des Sicherheitsgespräches (Höchster Methode)

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SIL-Klassifizierung: Risikograph SIL Klassifizierung nach VDI/VDE 2180 Blatt 1 Datum

Projekt

Werk

Betrieb

Trennkolonne Bezeichnung

Temperaturüberwachung Gefahrenbeschreibung

Anlage

Abteilung

RI-Fließbild

IGR 53-0004 (SR 4) und IEC Risikograph Safety (Annex E) basieren auf DIN V 19250 und VDI/VDE 2180

PLT-Stellennummer

TIRCS-ZA+1+A106

Beschreibung des abzudeckenden Risikos

Bei einer Überhitzung des Sumpfprodukts durch einen Fehler in der Heizdampfregelung kann es zu einer Zersetzung des Sumpfprodukts kommen. In diesem Fall käme es zu einer heftigen Gasproduktion, die über das Sicherheitsventil nicht mehr abgeführt werden kann. An der Kolonne entsteht ein größeres Leck, der Kolonneninhalt wird nahezu vollständig freigesetzt. Bei brennbaren Stoffen besteht die Gefahr von Sekundärexplosionen. Schadensausmaß

W3

S1 Leichte Verletzung einer Person, kleinere schädliche Umwelteinflüsse

S1

G1 A1

mehrerer Personen oder Tod einer Person, vorübergehende größere schädliche Umwelteinflüsse S2

A2

G2 G1

X G2

S4 Katastrophale Auswirkungen, sehr viele Tote

W1

SIL Classification Keine PLTSchutzeinrichtung

11

S2 Schwere irreversible Verletzung einer oder

S3 Tod mehrerer Personen, langandauernde größere schädliche Umwelteinflüsse

W2

2

1

3

2

4

3

2

5

4

3

1

SIL 1

SIL 2

A1

6

5

44

A2

77

6

5

8

777

6

Möglichkeit zur Berücksichtigung  Wirtschaftlicher Schäden  Produktionsausfall  Umwelt  Firmenrenommee

S3

Aufenthaltsdauer in der Gefahrenzone A1 Selten bis öfter A2 häufig bis dauernd

X

Möglichkeit der Gefahrenabwendung S4

SIL 3

G1 Möglich unter bestimmten Bedingungen G2 Kaum möglich

Eintrittswahrscheinlichkeit des Ereignisses (höheres Risiko)

W1 Sehr gering W2 Gering W3 Relativ hoch

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X

SIL 4 PLT-Schutzeinrichtung nicht ausreichend

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Vergleich Hoechster Methode – HAZOP Allgemein  HAZOP im Vergleich sehr aufwändig, zeitintensiv (1 bis 2 Tage pro R&I), durchgängig sehr detaillierte Betrachtung  Hoechster Methode zielgerichteter, hoher Detaillierungsgrad nur an sicherheitsrelevanten Stellen  Hoechster Methode erfordert mehr Erfahrung, Gefahr des Übersehens  HAZOP umfangreichere Dokumentation als bisherige Sicherheitsgespräche Inhaltlich  Erste Erfahrungen im Industriepark Höchst bei Umstellung des Verfahrens • Kaum Überraschungen, d.h. kaum neue Risiken identifiziert • Die bisherigen Sicherheitsbetrachtungen waren sehr effektiv  Identifizierung der Risiken (Qualität von Sicherheitsgespräch bzw. HAZOP) abhängig vom Team (Sicherheitsexpertise) Seite 15

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Fazit Vorschläge zur Vorgehensweise  Generell detaillierte Betrachtung des Kernprozesses sinnvoll • Nebenanlagen vereinfacht betrachten • Parallele Straßen nur einmal betrachten  Aufwand für HAZOP in erster Linie bei Konti-Prozessen gerechtfertigt (nicht bei häufig wechselnden Batch-Prozessen, Multipurpose Plant, Technikum)  HAZOP frühestens Ende Basic Engineering  Einsatz von Tools für Durchführung und Dokumentation der HAZOP • Dyadem PHA Pro 7 / 8 • Primatech PHA Works  SIL-Klassifizierung mittels Risikograph  Quantitative Methoden als Ergänzung. Sinnvoll, wenn Firmen Guideline vorliegt.

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Fazit Zusammenfassung  HAZOP vergleichsweise aufwendig, umfangreiche Dokumentation  Hoechster Methode zielgerichteter  Höherer Aufwand der HAZOP nicht zwingend ein Gewinn an Sicherheit, Kompetenz des Teams ist entscheidend  HAZOP international in der Regel gefordert – in der chemischen Industrie in Deutschland ist eine weitere Verbreitung nur aufgrund von Vorgaben internationaler Konzerne zu erwarten  SIL-Klassifizierung: Forderungen der IEC 61511 (Lifecycle Management) sind in der chemischen Industrie in Deutschland i.d.R. in den Sicherheitsmanagementsystemen und durch firmeninterne Umsetzung der VDE 2180 (z.B. IGR 53-0004 bzw. SR4) erfüllt

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Siemens Engineering & Consulting Olaf Köper Industry IA AS PA EC Industriepark Höchst, B 598 65926 Frankfurt am Main

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