S. Potempski Instytut Energii Atomowej, Centrum Doskonałości MANHAZ Metodyka API (Amerykańskiego Instytutu Petrochemicznego) w analizie ryzyka dla rurociągów S. Potempski Instytut Energii Atomowej, Centrum Doskonałości MANHAZ

Wyznaczenie ryzyka Ryzyko wyznacza się z ogólnie znanego wzoru: Ryzyko = Cs x Fs gdzie: S – numer scenariusza, Cs – skutki (wielkość obszaru lub strat materialnych) dla danego scenariusza, Fs – częstość awarii (na rok) dla danego scenariusza. Ryzyko dla poszczególnego elementu instalacji wyznaczane jest z poniższego wzoru: Ryzykoitem = Σs Ryzykos gdzie sumowanie odbywa się po wszystkich możliwych scenariuszach.

ANALIZA SKUTKÓW Analiza skutków wykonywana jest w następujących krokach: Określenie reprezentatywnej substancji i jej własności. Wybór wielkości otworu w celu określenia możliwej wielkości skutków. Oszacowanie całkowitej wielkości uwolnionej substancji. Oszacowanie potencjalnego szybkości wypływu. Określenie typu uwolnienia w celu wyznaczenia właściwej metody do modelowania dyspersji i skutków. Wybranie ostatecznego stanu substancji (ciecz lub gaz). Wartościowanie efektów wprowadzenia środków zaradczych po uwolnieniu. Wyznaczenie obszaru dotkniętego uwolnieniem, kosztów wycieku oraz restauracji środowiska.

Metodyka wyznaczania skutków Metodyka wyznaczania skutków sprowadza się do przeprowadzenia następujących kroków: oszacowanie szybkości uwolnienia lub całkowitej masy uwolnionej substancji, określenie czy uwolnienie substancji przebiegnie w sposób natychmiastowy czy ciągły, określenie stanu substancji (gaz, ciecz), oszacowanie wpływu środków zmniejszających wyciek, obliczenie skutków.

ANALIZA SKUTKÓW Analiza skutków wykonywana jest w następujących krokach: Określenie reprezentatywnej substancji i jej własności. Wybór wielkości otworu w celu określenia możliwej wielkości skutków. Oszacowanie całkowitej wielkości uwolnionej substancji. Oszacowanie potencjalnego szybkości wypływu. Określenie typu uwolnienia w celu wyznaczenia właściwej metody do modelowania dyspersji i skutków. Wybranie ostatecznego stanu substancji (ciecz lub gaz). Wartościowanie efektów wprowadzenia środków zaradczych po uwolnieniu. Wyznaczenie obszaru dotkniętego uwolnieniem, kosztów wycieku oraz restauracji środowiska.

Skutki palne A - wielkość powierzchni a,b – parametry x – uwolniona masa (uwol, natychmiastowe) lub szybkość uwalniania (uwol. ciągłe) Pi – prawdopodobieństwo zdarzenia i Ai – wielkość skutków dla zdarzenia i Skutki toksyczne Pr – probit (miara procentowa wielkości zagrożonej populacji ) C – stężenie (ppm) t – czas ekspozycji A,B,N - parametry

Skutki dla uwolnienia ciągłego – bez autozapłonu

Skutki dla uwolnienia natychmiastowego – bez autozapłonu

Skutki dla uwolnienia ciągłego – z autozapłonem

Skutki dla uwolnienia natychmiastowego – z autozapłonem

Analiza skutków dla uwolnienia ciągłego

Analiza skutków dla uwolnienia natychmiastowego

Prawdopodobieństwa dla stanu gazowego

Prawdopodobieństwa dla stanu ciekłego

OSZACOWANIE PRAWDOPODOBIEŃSTWA USZKODZEŃ Podstawowy wzór służący do wyznaczenia ostatecznej wielkości częstości (częstość skorygowana) jest następujący: Częstośćskorygowana = CzęstośćgenerycznaxFExFM gdzie, FE – czynnik modyfikujący dla sprzętu, FM – czynnik zarządzania systemu.

OSZACOWANIE PRAWDOPODOBIEŃSTWA USZKODZEŃ Czynnik modyfikujący zależy od następujących czynników: czynnik modułu technicznego (podstawowe parametry to: częstość uszkodzeń, efektywność programu inspekcji), czynniki uniwersalne (podstawowe parametry to: warunki pracy, czynniki klimatyczne, aktywność sejsmiczna), czynniki mechaniczne (podstawowe parametry to: złożoność wyposażenia (połączenia, zawory, rozgałęzienia etc.), czynnik konstrukcyjny, cykl życia elementów, czynniki bezpieczeństwa (temperatura i ciśnienie), monitoring o wibracjach) czynniki procesowe (ciągłość działania (planowane i awaryjne zamknięcia), stabilność, zawory bezpieczeństwa (utrzymanie, serwisy usterek, korozyjności i inne).

OSZACOWANIE PRAWDOPODOBIEŃSTWA USZKODZEŃ Moduły techniczne wartościują dwie kategorie informacji: Określenie stopnia zmniejszenia jakości sprzętu (elementu) w wyniku działania w środowisku operacyjnym. Efektywność programu inspekcji w celu zidentyfikowania i monitorowania operacyjnych mechanizmów uszkodzeń zanim ono się wydarzy. W metodyce rozważane są następujące moduły techniczne: Cienienie warstwy materiału. Pękanie spowodowane korozją naprężeniową. Wpływ wysokotemperaturowego wodoru. Rury. Zmęczenie materiału. Kruche pękanie. Okładziny. Uszkodzenia zewnętrzne.

OSZACOWANIE PRAWDOPODOBIEŃSTWA USZKODZEŃ Moduły techniczne służą do oszacowania specyficznych efektów mechanizmów uszkodzeń w celu wyznaczenia prawdopodobieństwa (częstości) awarii: Określenie mechanizmów uszkodzeń w warunkach normalnych i nietypowych. Wyznaczenie wielkości strat w środowisku. Określenie efektywności programu inspekcji. Obliczenie czynnika modyfikującego generyczną częstość awarii. Dane do wyznaczenia czynnika modyfikującego podane są w postaci tabelarycznej.

OSZACOWANIE PRAWDOPODOBIEŃSTWA USZKODZEŃ Czynnik zarządzania wyznaczany metodą punktową – kwestionariusz. Grupa czynników Liczba pytań Liczba punktów Administracja 6 70 Bezpieczeństwo procesowe 10 80 Analiza zagrożeń 9 100 Zarządzanie zmianami Procedury operacyjne 7 Praktyka bezpiecznej pracy 85 Szkolenie 8 Integralność mechaniczna 20 120 Przegląd bezpieczeństwa przed uruchomieniem 5 60 Odpowiedź na zagrożenia 65 Badanie zdarzeń 75 Kontraktorzy 45 Oceny 4 40 RAZEM 101 1000

OSZACOWANIE PRAWDOPODOBIEŃSTWA USZKODZEŃ Na rysunku przedstawiono graficznie zależność między wartością czynnika modyfikującego a procentową wielkością uzyskanych punktów za system zarządzania.