Hvordan gjennomføres prosessikkerhetsanalyse i olje- og gassindustrien?

Prosessikkerhetsanalyse er det mest tekniske og utfordrende elementet i implementeringen av prosessikkerhetsstyring, og utgjør kjernen i prosessikkerhetssystemet. Flere metoder benyttes for å identifisere og vurdere risikoer knyttet til produksjonsprosesser, spesielt innen olje- og gassindustrien. Det finnes en rekke anerkjente tilnærminger som adresserer ulike aspekter ved prosessikkerheten, med formål å forhindre ulykker og sikre driftens kontinuitet.

En grunnleggende metode er "What if"-analysen, hvor en systematisk rekke av hypotetiske spørsmål stilles for å avdekke potensielle farer. Denne metoden er særlig egnet for relativt enkle prosessystemer og gjennomføres vanligvis steg for steg, fra råmaterialer til ferdig produkt, med fokus på utstyrsfeil og operasjonsfeil. En annen tradisjonell og utbredt teknikk er sikkerhetsjekklisten, som fungerer som en kvalitativ gjennomgang basert på erfaring og tidligere hendelser. Her sjekkes prosessdesignet eller operasjonen punkt for punkt mot en forhåndsdefinert liste for å sikre at ingen viktige sikkerhetsaspekter overses.

Kombinasjonen av "What if"-metoden og sjekklistemetoden gir et mer helhetlig bilde og kompenserer for svakheter ved bruk av kun én metode alene. Den mest omfattende teknikken er imidlertid HAZOP (Hazard and Operability Study), som har til hensikt å identifisere kilder til fare, foreslå kontrollerende tiltak og forhindre avvik i produksjonsfasen. HAZOP bidrar ikke bare til økt sikkerhet, men forbedrer også påliteligheten og driftsvennligheten i systemet. Metoden dekker designfeil, feiltolkning av situasjoner, operasjonsfeil, feil i alarmsystemer og svikt i både stopp- og ledelsessystemer.

Mer kvantitative tilnærminger inkluderer Failure Mode and Effects Analysis (FMEA), som analyserer potensielle feil i systemets ulike komponenter og deres konsekvenser, samt Fault Tree Analysis (FTA), en logisk metode som kartlegger årsaker til uønskede hendelser og kan brukes både kvalitativt og kvantitativt. Event Tree Analysis (ETA) tar utgangspunkt i en initiell hendelse og følger denne gjennom mulige utfall basert på suksess eller svikt i sikkerhetssystemer, noe som gir en trinnvis oversikt over mulige ulykkesforløp.

Uansett metode bør prosessikkerhetsanalysen dekke flere kritiske aspekter: farer knyttet til prosessystemet, gjennomgang av tidligere hendelser med alvorlige konsekvenser, tekniske og administrative tiltak for å kontrollere risiko, tilstedeværende anlegg, menneskelige faktorer og mulige konsekvenser for personell ved tap av kontroll. Valg av metode bør tilpasses systemets livssyklusfase; i designfasen for landbasert olje- og gassanlegg anbefales for eksempel sikkerhetsjekklisten som et praktisk og effektivt verktøy.

Ved identifisering av farer må både faren ved materialet i seg selv og risikoene knyttet til selve prosessen vurderes. Materialer uten eksplosjonsfare under normale forhold kan for eksempel representere en stor risiko hvis produksjonsforholdene medfører høy temperatur eller trykk, slik at vann kan forårsake dampseksplosjoner. Det er derfor avgjørende å analysere produksjonsprosesser og operasjonsforhold for å avgjøre om visse farer kan utelukkes eller må vurderes nærmere. Denne analysen utgjør selve kjernen i prosessikkerhetsanalysen.

For å sikre enhetlig forståelse og kommunikasjon i prosessikkerhetsarbeidet benyttes standardiserte symboler og forkortelser for sikkerhetsutstyr, slik som de definert av American Instrument Society (ISA). Dette muliggjør klar dokumentasjon og effektiv bruk av sikkerhetssystemer i anlegg som inkluderer sentralbehandlingsstasjoner, naturgassanlegg og prosessanlegg for produsert vann. Sikkerhetsbeskyttelsessystemer skal være nøye designet, installert og testet for å ivareta personell, miljø og materiell.

Det er viktig å understreke at prosessikkerhetsanalyse ikke bare handler om å oppfylle regulatoriske krav eller tekniske standarder. Den dypere forståelsen av både materialenes natur og prosessens dynamikk er avgjørende for å utvikle effektive sikkerhetstiltak. Analysen må omfatte menneskelige faktorer, siden operatørfeil ofte er en medvirkende årsak til ulykker, og det må legges vekt på hvordan konsekvenser påvirker både helse og sikkerhet for ansatte. En grundig og tilpasset sikkerhetsanalyse sikrer ikke bare tryggere drift, men bidrar også til en bærekraftig og lønnsom produksjon.

Hvordan sikre trykkbeholdere og prosessutstyr mot potensielle farer: En prosessikkerhetsanalyse

Når vi vurderer beskyttelsen av trykkbeholdere, er det flere faktorer som spiller inn. Først og fremst er det avgjørende å sikre at det ikke er noe utstyr eller prosesser som kan føre til overtrykk eller feiltrykk, som kan forårsake farlige situasjoner. Beskyttelse kan oppnås ved å installere forskjellige typer sikkerhetsventiler, som PSH (Process Safety Hinge), PSL (Pressure Safety Limit), PSV (Pressure Safety Valve), og andre systemer som kan beskytte både trykkbeholderen og tilknyttede rørledninger.

For eksempel, dersom trykkbeholderen er koblet til nedstrømsutstyr gjennom et rør uten avstengningsventil eller reguleringsventil, er det viktig at dette utstyret også er beskyttet med en PSH som kan ivareta beskyttelsen både for utstyret og systemet generelt. PSH kan forhindre at trykket overskrider den maksimalt tillatte arbeidstrykket (MAWP) for beholderen, og beskytter mot potensielle skader på utstyret.

En annen viktig komponent er LSH (Liquid Safety Hinge), som beskytter mot farene ved væskeansamling i systemene, spesielt når væskebeholdere ikke er designet for å håndtere store væskemengder. LSH kan være spesielt viktig for små separatorer og olje- eller vannbeholdere, hvor det kan være behov for å manuelt tømme væsken for å forhindre overbelastning eller feilfunksjon.

En korrekt gjennomført sikkerhetsanalyse krever at alle deler av systemet vurderes i sammenheng, ikke bare på individuelle komponenter. Når analysene av PSH, PSL, PSV, LSH, og FSV er gjennomført, bør hele systemet gjennomgås for å sikre at det ikke er noen svakheter som kan føre til svikt under operasjoner. Alle relevante data, som posisjonsnummer for instrumenter og utstyr, bør dokumenteres og inkluderes i prosessikkerhetsdokumentasjonen.

Når man gjennomfører en prosessikkerhetsanalyse for et system, er det også viktig å være oppmerksom på de spesifikke risikofaktorene som kan oppstå under operasjoner. For eksempel, dersom et oljeanlegg er utsatt for ekstreme temperaturforhold, eller hvis det er risiko for lekkasjer i rørledninger på grunn av korrosjon eller feilinstallasjoner, bør det tas høyde for dette i analysen. Spesielt i utviklingen av offshore olje- og gassfelt kan det oppstå risiko for både overtrykk og lavtrykk, og det må sørges for at nødvendige beskyttelsestiltak er installert før drift begynner.

I tillegg bør det også vurderes hvordan systemet reagerer på uforutsette hendelser, som for eksempel feiloperasjoner eller utstyrsfeil. Det er viktig å ha redundante sikkerhetssystemer, slik at én feil ikke fører til et alvorlig sammenbrudd i hele systemet. Dette kan inkludere implementering av ekstra ventiler, trykkbeskyttelsesenheter, eller automatiserte systemer som kan hindre videre skade dersom det oppstår feil.

Sikkerhetsanalyser og riktig implementering av beskyttelsestiltak er fundamentale for å sikre en trygg drift av komplekse prosessanlegg. Hver komponent i et system må vurderes både individuelt og som en del av et helhetlig system for å identifisere og redusere potensielle risikofaktorer før de kan forårsake alvorlige hendelser.

Hvordan designe og beregne blowdown-ventiler (BDV) i industriprosesser

Ved design og beregning av blowdown-ventiler (BDV) er det viktig å ta hensyn til flere faktorer for å sikre nøyaktige simuleringer og korrekt drift. En grunnleggende antagelse i slike beregninger er at vann ikke bør behandles som løselig i hydrokarbonfasen. Hvis vann er inkludert i hydrokarbonvæske- eller gassfasen, kan dette føre til flashing-problemer, hvor væsken plutselig fordamper og kan forstyrre systemet. Derfor er det best å ekskludere vann fra systemet i disse beregningene, noe som gir en mer konservativ temperaturprognose. Dette er spesielt viktig for prosesser hvor temperaturforholdene kan påvirke systemets integritet.

Når det gjelder å sette opp simuleringsbetingelsene, er det viktig å definere Halt Conditions. Blowdown-simuleringer kan kjøres over en hvilken som helst tidsperiode, og resultatene kan vises sekund for sekund, noe som gir brukeren muligheten til å kontrollere hvordan løseren oppfører seg. På fanen "Run Controls" kan man definere tidsintervallet for simuleringen og termineringens betingelser. For eksempel kan en termineringstid på 900 sekunder og et termineringstrykk på 101,3 kPa settes som betingelser. Når en av disse betingelsene er oppfylt, vil simuleringen stoppe.

Videre kan man justere operasjonen av systemet ved hjelp av et "Adjust"-modul. På hovedprosessen kan man spesifisere diameteren på orifisiet og justere måltrykket. For å designe en blowdown-orifisplate, kan man angi slutttrykket som 0, og sørge for at simuleringen alltid avsluttes på termineringstidspunktet, ikke under termineringstrykkforholdet. Dette sikrer at systemet opererer under de riktige betingelsene.

Blowdown-ventiler er avgjørende for å sikre at trykket i systemet ikke overstiger sikre grenser, og en nøyaktig beregning av disse ventilene er nødvendig for å beskytte både utstyr og personell. Designprosessen for blowdown-ventiler krever derfor grundig vurdering av alle relevante parametere, inkludert tid, trykk og mekaniske egenskaper, som sammen sikrer at systemet fungerer under trygge og optimale forhold.

Det er også viktig å forstå at slike ventiler og systemer må være i samsvar med internasjonale standarder og retningslinjer, som API Standard 521 og ASME B31.3, som gir de nødvendige rammeverkene for trykkavlastning og venting. Implementeringen av disse standardene bidrar til å sikre pålitelighet og sikkerhet i hele systemet, og det er nødvendig å utføre simuleringer og justeringer med stor nøyaktighet for å unngå feil og driftsproblemer.

I tillegg til de tekniske og beregningsmessige faktorene, bør man være oppmerksom på økonomiske, miljømessige og sikkerhetsmessige aspekter ved design og drift av blowdown-systemer. Kostnadene ved installasjon og vedlikehold, samt potensiell miljøpåvirkning av eventuelle utslipp, bør vurderes nøye. Det er også viktig å sørge for at systemet er brukervennlig og lett å vedlikeholde, noe som reduserer risikoen for feil og driftstopp.