HAZOP

Анализ HAZOP - что это?

HAZOP (Hazard and Operability Study)- исследование факторов опасности (риск факторов) и работоспособности системы. Является упорядоченным групповым методом решения сложных производственных проблем при помощи командного обсуждения среди ведущих специалистов компании.

Проведение анализа и независимой оценки рисков различными методами в большинстве компании, особенно зарубежных, таких как Shell, ВР, Exxon и др., является обязательным при управлении и оценке крупных инвестиционных проектов с высоким уровнем финансовых затрат, а также стратегических проектов вне зависимости от общего уровня капитальных затрат.

Немаловажным аспектом обеспечения безопасности при строительстве и эксплуатации объектов нефтедобычи и газопереработки является учет и обработка всех возможных рисков и связанных с ними последствий в рамках осуществления проекта. Данные работы направлены на идентификацию, анализ, оценку риска опасности и контроль рисков крупномасштабных аварий.

Анализ HAZOP  проводят для каждой из составленных ранее опасностей, что бы определить ее значимость для дальнейших оценочных мероприятий. Вводные данные изначально основываются на параметрах технологического процесса, таких как расход среды, уровень, температура, давление, а затем их список расширяется, включая другие параметры и проблемы, такие как человеческий фактор и эксплуатация вне пределов рабочих параметров. В правильно структурированном ­плане большинство выявленных потенциальных отклонений обычно относятся к вопросам пригодности к эксплуатации. Однако также идентифицируются факторы потенциальной надежности и безопасности для окружающей среды. Исследование факторов опасности и работоспособности обычно выполняется командой специалистов, знакомых с технологическим процессом, но ни в коем случае не одним человеком. Это делается для того, чтобы в процессе обсуждений наиболее эффективно определить потенциальные риски и факторы риска.

Цели и особенности анализа HAZOP.

Основными целями процедуры HAZOP является системный и детализированный анализ на стадии проектирования и/или эксплуатации выделенных систем на объекте для подтверждения того, что они не представляют собой опасности и отвечают проектным решениям. Согласно ГОСТ Р 51901.11-2005 (МЭК 61882:2001), исследование HAZOP выполняется для целей:

  • идентификации потенциальных опасностей в системе (рассматриваемые опасности могут включать как опасности, касающиеся только самой системы, так и опасности со значительно более широкой сферой распространения, например, опасности для окружающей среды);
  • идентификации потенциальных проблем работоспособности системы и, в частности, причин эксплуатационных нарушений и отклонений в производстве, приводящих к изготовлению несоответствующей продукции.

Результаты исследований HAZOP, такие как идентификация потенциальных опасностей и проблем работоспособности, оказывают существенное влияние на выявление необходимых корректирующих мероприятий. Характерной особенностью исследования HAZOP является проведение экспертизы, в процессе которой группа специалистов в различных научных дисциплинах под руководством Председателя (лидера) систематически исследует соответствующие части проекта или системы. Она идентифицирует отклонения от целей проекта системы, используя базовый набор ключевых управляющих слов. Методика HAZOP рассматривается в целях расширения качественного исследования проекта, использующего экспериментальные методы.

Особенности экспертизы по методике HAZOP:

  • в процессе экспертизы применяется ряд управляющих слов для идентификации потенциальных отклонений от целей проекта, специалисты прогнозируют, каким образом может произойти соответствующее отклонение, и какие могли бы быть последствия;
  • экспертиза проводится под руководством обученного и опытного лидера (фасилитатора), который должен поддерживать всесторонний анализ системы на основе логических и аналитических заключений; лидеру должен помогать регистратор, который фиксирует идентифицированные опасности и/или нарушения при эксплуатации для дальнейшей оценки и выводов;
  • для экспертизы должны быть привлечены специалисты в различных дисциплинах с соответствующими навыками и опытом;
  • решение идентифицированных проблем не является единственной целью HAZOP экспертизы, все решения регистрируются и направляются на рассмотрение руководителю проекта.

Применение методики HAZOP позволяет:

  • проверить проектные решения с точки зрения возможных опасностей в результате различных отклонений;
  • определить причины возникновения опасностей и оценить их последствия;
  • определить существующие средства защиты и оценить их достаточность;
  • выработать рекомендации по уменьшению последствий выявленных проблем.

Исследование HAZOP основано на т.н. «экспертизе управляющего слова», которая заключается в целенаправленном поиске отклонений, которые могут привести к опасным последствиям. Для упрощения процесса исследования объект подразделяется на отдельные технологические узлы и для каждого из них проводится подробное исследование с целью выявления возможных отклонений технологических параметров, идентификации возможных причин выявленных отклонений, оценки возможных последствий этих отклонений. Для выявленных возможных отклонений обсуждаются существующие механизмы и средства защиты, обнаружения и индикации с последующим анализом их достаточности. В случае недостаточности существующих мер защиты группа экспертов вырабатывает рекомендации по корректирующим и смягчающим мероприятиям. Для каждого технологического узла результаты анализа управляющих слов заносятся в рабочие таблицы HAZOP непосредственно в момент исследования.

Процедура проведения – HAZOP STUDY (Risk and safety management).

«Мозговой штурм» проводится под наблюдением опытного компетентного специалиста, так называемого, Председателя. Перед началом работы Председатель собирает данные, как описано выше, для проведения риск-сессии. Выбираются отдельные узлы блоков на технологических схемах (рис.1) и подготавливается рабочий план. Процедура состоит из изучения процесса и технологических схем (узлов) для каждой системы.

Рисунок 1. Пример схемы узла.


Далее команда находит и обсуждает все возможные отклонения от нормальной работы технологических узлов выбранной ранее системы. Для каждого отклонения перечисляются причины и последствия, которые должны быть так же определены.

Ранжирования рисков играет важную роль в процессе сессии HAZOP. Оно используется для обеспечения последствий в вопросах, принятых на обсуждение, т.е. оценка может быть сделана на предмет воздействия на здоровье и безопасность людей, по воздействию на производство и затраты на ремонт и воздействие на окружающую среду.

Оценка риска может быть использована для демонстрации - являются ли риски приемлемыми и для поддержки решений по созданию рекомендаций, уменьшающих риски. Ранжирование рисков ставит приоритет в рекомендациях.

При оценке риска следует уделять внимание как вероятности возникновения опасности (или частоте её повторения), так и тяжести последствий от инициирующего опасного события.

На основе анализа опасностей и оценки риска должны быть разработаны рекомендации, которые основаны на заключении эксперта или на установленных критериях, адаптированных к условиям организации и используемых для принятия решений, направленных на снижение риска до допустимого уровня.

Вся дискуссия группы специалистов во время сессии HAZOP записывается для дальнейшего анализа или коррекции возможных ошибок.

После проведения исследования HAZOP оформляется отчёт, в котором содержатся подробные данные об идентифицированных опасностях и проблемах работоспособности, рабочие таблицы HAZOP, рекомендации по уменьшению последствий выявленных проблем, а также выводы исследования.

После утверждения отчёта выполнение выработанных рекомендаций является обязанностью ответственных сторон в соответствии с внутренними регламентами внесения изменений в проектную документацию.

Основные этапы и методы анализа HAZOP.

Исследование опасности и работоспособности — представляет собой структурированное коллективный процесс детализации и идентификации проблем опасности и работоспособности системы, выполняемый группой специалистов-экспертов. Исследование HAZOP предназначено для идентификации потенциальных отклонений от целей проекта, экспертизы их возможных причин и оценки их последствий. Как пример можем рассмотреть подход к использованию факторов риска для исследования методом HAZOP в нефтяной и газовой промышленности на наличие опасностей, связанных с целостностью оборудования, находящегося под давлением.

Качественный подход в отличии от количественного, требует меньшей детализации и в итоге позволяет экономить время при том, что достаточно обеспечивает базу определения приоритетов для программы инспектирования с учётом факторов риска.

Рисунок 2. Основные этапы HAZOP

 1й этап - Определение:

  • области применения и целей;
  • состава экспертной группы;
  • ответственности.

Процедура HAZOP осуществляется на основании анализа основных технических документов, которые включают в себя описание процесса проектирования, общие схемы систем труб и оборудования (P&ID— Piping & Instrument Diagram), топологические планы (чертежи) расположения единиц оборудования на площадке, описание основных процессов эксплуатации, инструкции по эксплуатации, блок-схемы подсистем, требования к инженерным системам, спецификации или паспорта на основное технологическое оборудованию, информация по системам защиты, системы запуска, выключения и пр.

Анализ HAZOP является результатом структурированного коллективного исследования, в которой каждый член выполняет определенную роль. Состав специалистов должен включать минимальное число инженеров. Обычно группа состоит из семи-десяти человек.
В зависимости от типа и задачи в группе должны присутствовать специалисты по различным областям техники. Кроме инженера по безопасности и проектированию (специалиста по HAZOP или FSA), инженера-технолога, должны быть приглашены специалисты узких профилей, понимающих саму систему P&ID и ее элементы.

Таким образом, исследование HAZOP должно проводиться при поддержке команды, которая (как минимум) будет состоять из следующих специалистов:

  • Председатель HAZOP, который утверждается Заказчиком;
  • Секретарь (регистратор) HAZOP;
  • Специалист по процедуре проведения HAZOP;
  • Специалист по безопасности;
  • Специалист по защите окружающей среды;
  • Специалист по эксплуатации и техническому обслуживанию;
  • Инженеры-проектировщики;
  • Инженер-технолог.

Рабочая группа может пригласить для участия в работе и других специалистов. Например, если в процесс оценки включено сложное вращающееся оборудование, то к работе в группе привлекается инженер по механическому оборудованию. Обязанности и ответственности членов группы HAZOP определяются руководителем проекта и согласовываются с Председателем (лидером) HAZOP перед началом работ.

Председатель HAZOP отвечает за весь процесс анализа опасностей, включая ответственность за планирование и координацию сессии HAZOP. Председатель совета должен собирать всю необходимую информацию, которая должна быть представлена членам группы до начала работы. Он отвечает за проведение исчерпывающего исследования HAZOP, за подготовку исчерпывающего отчета по результатам исследования HAZOP и за руководство рабочей группы в принятии ее решений, опираясь на собственный опыт. Тем не менее, участие председателя совета по HAZOP не освобождает членов группы от ответственности за безопасное проектирование и функционирование объекта. Председатель в случае необходимости может провести дополнительное HAZOP обучение.

Инженер по безопасности отвечает за все административные приготовления к проведению исследования HAZOP, включая ниже перечисленное, но не ограничиваясь этим:

  • разработка графика проведения проверок;
  • наличие всех необходимых документов;
  • своевременное распределение соответствующих документов между членами группы;
  • координирование ответной реакции на действия HAZOP;
  • корректирование отчётов по HAZOP до проведения окончательного рассмотрения;
  • регистрация модификаций в основных P&ID, относящихся к HAZOP.

Инженер-технолог отвечает за следующие операции:

  • участие в совещаниях, посвящённых проверке по безопасности;
  • разрешение вопросов, связанных с технологией, требующих его непосредственного участия.

Секретарь (регистратор) HAZOP, находящийся в составе группы, должен иметь достаточные технические навыки, чтобы понимать анализируемую проблему. Секретарь отвечает за ведение протокола и соответствующих записей. Обычно этим лицом является член группы, наиболее опытный в применении выбранного метода. В сферу его ответственности входит следующее:

  • описание подхода, который должен быть использован;
  • проведение собрания по отработке опасностей с помощью применяемого метода;
  • обеспечение участия всех присутствующих в обсуждении;
  • регистрация дискуссии.

2й этап - Подготовка:

  • разработка плана проведения HAZOP;
  • сбор данных;
  • выбор способа регистрации данных;
  • оценка времени исследования и составление графика.

При планировании графика проведения HAZOP необходим первоначальный обзор существующих документов, чертежей и схем проектируемого объекта, обзор предыдущих отчетов HAZOP, описаний технологического процесса, существующих отчетов по безопасности и.т.д. Председатель согласовывает методологию и объем работ для проведения сессии HAZOP и готовит рабочий план, доводит их до сведения команды специалистов. До начала сессии подготавливаются узлы блоков на технологических схемах и согласовываются с командой специалистов, которые будут участвовать в HAZOP. Информация, которая должна содержаться в технологических схемах до проведения исследования HAZOP:

  • Номер элемента
  • Номер системы
  • Проектные решения
  • Чертежи и схемы
  • Технические инструкции
  • Схемы электроснабжения
  • Системы управления
  • Системы обеспечения мер безопасности и.т.д.

3й этап -  Экспертиза:

  • разделение системы на части;
  • идентификация отклонений путём использования управляющих слов для каждого элемента;
  • идентификация последствий и причин;
  • повторение для каждого элемента, затем для каждой части системы.

Согласно ГОСТ Р 51901.11-2005 (МЭК 61882:2001), Председатель ведет заседание в соответствии с планом исследований. В начале заседания Председатель или член группы, знакомый с исследуемым процессом, должен убедиться, что последовательность анализа HAZOP соответствует теме анализа от входов к выходам. Учитываются две возможные последовательности экспертизы: «сначала элемент» или «сначала управляющее слово».

­

Рисунок 3. Процесс экспертизы.

Последовательность «сначала элемент»:

  1. Председатель выбирает часть описания проекта, являющуюся исходной точкой исследования. Затем объясняет цель проекта. Части, элементы и любые характеристики, связанные с этими элементами, должны быть идентифицированы.
  2. Председатель выбирает один из элементов и согласует с группой, должно ли управляющее слово применяться непосредственно к элементу или к отдельным характеристикам этого элемента, а также какое управляющее слово должно применяться первым.
  3. Интерпретация управляющего слова исследуется применительно к исследуемому элементу или характеристике для выявления вероятного отклонения. Если вероятное отклонение идентифицировано, исследуются возможные причины и последствия. В некоторых случаях указывают категории отклонения по тяжести последствий или по относительному риску, основанному на использовании матрицы рисков.
  4. Группа проводит идентификацию наличия механизмов защиты, обнаружения и индикации отклонений, которые могут входить в выбранную часть или обеспечивать выполнение целей проекта другими частями.
  5. Председатель суммирует результаты, которые затем документирует регистратор. При необходимости дополнительной работы специалиста его необходимо зарегистрировать, как ответственного за выполнение этой работы.
  6. Процесс повторяют сначала для всех других интерпретаций этих управляющих слов, затем для других управляющих слов, затем для каждой характеристики исследуемого элемента (если анализ на уровне характеристики был согласован для этого элемента), затем для каждого исследуемого элемента части, после того как часть исследована.

Альтернативный метод - «сначала управляющее слово»:

Состоит в том, чтобы первое управляющее слово можно было применить к каждому из элементов части. После этого результаты исследования со следующим управляющим словом применяют ко всем элементам. Процесс повторяют до тех пор, пока все управляющие слова не будут применены ко всем элементам части.

На выбор последовательности действий влияет способ проведения экспертизы, характер использованных методов, потребность в гибкости проведения экспертизы и квалификация членов группы.




Тип отклонения

Управляющее слово

Пример для промышленного процесса

Пример для программируемой электронной системы

Отрицательный

Нет

Цель не достигнута даже частично, например, нет потока

Данные или сигналы управления не проходят

Количественные изменения

Больше

Количественное увеличение, например, более высокая температура

Данные передаются с более высокой скоростью, чем требуется

Меньше

Количественное уменьшение, например, снижение температуры

Данные передаются с более низкой скоростью, чем требуется

Качественные изменения

Так же, как

Выполнение другой операции/шага

Присутствует дополнительный или ошибочный экран

Часть

Достигнута часть цели, например, только часть предназначенной жидкости переместилась

Данные или сигналы управления неполны

Замена

Перемена

Имеется обратный поток в каналах и обратные химические реакции

Неуместные сигналы или данные

Другой, чем

Результат не соответствует первоначальной цели, например, применен другой материал

Данные или сигналы управления неверные

Время

Рано

Функция выполняется раньше, чем нужно, например, охлаждение или фильтрация

Сигналы поступают слишком рано

Поздно

Функция выполняется позднее, чем нужно, например, охлаждение или фильтрация

Сигналы поступают слишком поздно

Порядок или последовательность

Прежде, чем

Функция выполняется слишком рано в последовательности действий, например, смешивание или нагрев

Сигналы поступают раньше, чем требуется

После

Функция выполняется слишком поздно в последовательности действий, например, смешивание или нагрев

Сигналы поступают позже, чем требуется

Таблица 1. Примеры отклонений и соответствующих управляющих слов приведены.


Управляющее слово при исследованиях различных систем на различных стадиях жизненного цикла и при применении к различным представлениям проекта может интерпретироваться по-разному. Интерпретация всех управляющих слов должна быть определена и документирована. Если данная комбинация имеет более чем одну правдоподобную интерпретацию для проекта, то все интерпретации должны быть рассмотрены и задокументированы.

В начале каждого дня исследования HAZOP, ведущий инженер или главный технолог должен вкратце описать рабочей группе технологические функции и указать характер опасностей, связанных с технологическими материалами и процессами. В связи с этим, в начале каждого дня соответствующий специалист должен описывать конкретную систему, находящуюся на рассмотрении. Председатель должен вести проверку, присваивая каждой системе специальные соответствующие управляющие слова.

При обнаружении потенциальной опасности необходимо осуществлять ее ранжирование. Ранжирование рисков играет важную роль в процессе HAZOP. Оно используется для обеспечения последствий в вопросах, принятых на обсуждение, т.е. оценка может быть сделана на предмет воздействия на здоровье и безопасность людей, по воздействию на производство и затраты на ремонт и воздействие на окружающую среду.

Оценка риска может быть использована для демонстрации: являются ли риски приемлемыми или нет, и для поддержания решений по созданию рекомендаций, уменьшающих риски. Ранжирование рисков также ставит приоритет в рекомендациях. В случае если была обнаружена потенциальная опасность, может потребоваться ремонт или доработка в зависимости от степени вероятности того, что событие произойдет и его возможный последствий. Если немедленное решение существует и оно приемлемо для рабочей группы, то в отчёте по HAZOP это должно быть соответствующим образом отражено. В случае если решение невозможно принять без технической оценки, Председатель должен направить вопрос на специальную оценку. Обсуждение проблем во время совещания должно быть сведено к минимуму.

4 Этап - Подготовка документации:

  • ведение записей по экспертизе;
  • оформление документации;
  • оповещение по результатам исследований;
  • разработка действий;
  • подготовка плана повторных исследования любых частей системы при необходимости;
  • подготовка заключительного отчёта.

Одним из основных достоинств исследования HAZOP является то, что он представляет собой систематический, упорядоченный и документированный подход. Все дискуссии во время анализа HAZOP должны быть записаны с использованием соответствующего программного обеспечения или таблиц.

На следующем этапе после экспертизы необходимо заполнить для каждой технологической, вспомогательной и другой системы отдельный «Отчет по результатам исследования HAZOP». Он должен содержать следующую информацию:

  • подробные данные об идентифицированных опасностях и проблемах работоспособности вместе с подробными данными об условиях для их обнаружения и/или уменьшения;
  • рекомендации по дальнейшим исследованиям аспектов проекта, использующих различные методы (при необходимости);
  • действия, необходимые для определения источников неопределённости, обнаруженных при исследовании;
  • рекомендации для уменьшения последствий выявленных проблем, основанные на знаниях группы о системе (области исследований);
  • примечания, которые обращают внимание на специфические моменты технического обслуживания и эксплуатации;
  • список членов группы, присутствующих на каждом заседании;
  • перечень всех частей, рассматриваемых в процессе анализа вместе с объяснением, когда каждая из них была исключена;

В случае, если в результате рассмотрения системы не было предложено к выполнению никаких действий, то об этом должна быть сделана соответствующая запись.

После проведения экспертизы, необходимы:

Наблюдение за выполнением решений. После проведения исследования HAZOP Подрядчик должен подготовить ведомости для всех мер, предложенных по результатам исследования HAZOP. Ведомость по действиям предусматривает способы их выполнения после выпуска первоначального Отчёта по HAZOP. Подрядчик несёт ответственность за ускорение принятия мер посредством (выпуска) ведомости и включения согласованного решения в Отчёт.

Оформление изменений в проектировании. По завершению проверки HAZOP подрядчик должен подготовить перечень всех технических доработок. Этот перечень должен указывать причину изменения, эффект, производимый изменением, и потребует ли изменение проведения дополнительной официальной проверки HAZOP.

Окончательная проверка техники безопасности. Отчёт по результатам исследования HAZOP формирует базу для окончательной проверки техники безопасности. Графа под заголовком «Принятые меры» в Отчёте по исследованию HAZOP должна заполняться во время окончательной проверки техники безопасности, если только она не была заполнена ранее. По всем мерам должен чётко прослеживаться процесс их выполнения. Обычно не требуется заново созывать рабочую группу с тем, чтобы заполнить графу «Принятые меры». Тем не менее, если в этом возникнет необходимость, то группа должна быть вновь созвана. Подрядчик несёт ответственность за удовлетворительное выполнение мер по замечаниям.

Рабочая группа также должна быть повторно созвана в полном составе для рассмотрения соответствующих разделов P&ID, в случае, если в них были внесены значительные доработки после проведения первичного исследования HAZOP. Если есть сомнения относительно достаточной значительности изменений для проведения частичного или совершенно нового исследования HAZOP по данной P&ID, то необходимо принять решение по проведению дополнительного анализа HAZOP.

Получите консультацию нашего Эксперта