Veiligheid tijdens de ontwerpfase

Transcriptie

1 Risico s al in vroeg stadium in kaart brengen Veiligheid tijdens de ontwerpfase Jacobs Engineering is wereldwijd een van de grootste ingenieursbureaus met vestigingen in 20 landen. Wereldwijd heeft Jacobs ruim werknemers, ongeveer daarvan zijn werk zaam in Nederland. Binnen Jacobs Nederland werken ongeveer 15 medewerkers voor de Construction HSE en 35 voor de Design HSEafdeling. Milan Intven en Sander Makop Jacobs Engineering De Design HSEafdeling bevat diverse expertises, zoals geluid, brandpreventie, brandbestrijding, HAZOPfacilitators, QRA, SILclassificatie, Hazardous Areaclassificatiespecialisten, en natuurlijk veiligheidskundigen. De Arbowet eist van aannemers dat zij de risico s voor de constructie van een nieuwbouw inventariseren en evalueren. Daarna moeten maatregelen worden genomen om de risico s te beheersen. Minder bekend is dat de Arbowet ook eist dat de risico s in de ontwerpfase worden geïnventariseerd en geëvalueerd. Al in een zeer vroeg stadium moeten maatregelen worden genomen om de risico s in de constructie en de gebruiksfase te beheersen. Het grote voordeel om al in een vroeg stadium de risico s te inventariseren is dat er beheersmaatregelen genomen kunnen worden die later tijdens de constructie of tijdens het gebruik van de installatie niet meer of slecht mogelijk zijn. juli 2011 I 6

2 Jacobs Engineering is een ingenieursbureau dat projecten uitvoert in de olie en gasindustrie. De klanten zijn zowel raffinaderijen, olie en gasproducenten als chemiebedrijven. Aan de hand van enkele voorbeelden met een niet met naam genoemd bedrijf zal de veiligheid in het ontwerp proces zoals Jacobs Engineering dat hanteert, worden besproken. De levensfasen van een installatie Een installatie bestaat uit verschillende levensfasen. Het begint vaak bij de vraag naar een product. Omdat de olieprijs in de tijd sterk is gestegen, zijn er de laatste jaren weer initiatieven voor oliewinning, ook vaak op moeilijk bereikbare plaatsen. Nadat is vastgesteld dat er vraag is naar een product zoals olie, en dat het rendabel is om het te produceren, wordt een ontwerp van een olieproductieinstallatie gemaakt. Als het ontwerp voldoet aan alle eisen, inclusief de veiligheids, gezondheids en milieueisen, wordt de constructie uitgevoerd. Daarna wordt de installatie voor gebruik overgedragen aan de klant. Ten slotte dient een installatie na gebruik te worden ontmanteld. En voorbeeld hiervan is de ontmanteling van oude onrendabele olieputten. Stap 1: De haalbaarheidsfase. Eerst wordt beoordeeld of een project haalbaar en de moeite waard is om verder te worden uitgewerkt. Tijdens deze fase zal worden bepaald of er voldoende financiering mogelijk is, of de opbrengst van een nieuwe olieproductieinstallatie voldoende is en of de terugverdientijd acceptabel is. In deze fase worden bijvoorbeeld ook lifecyclestudies uitgevoerd. Deze stap wordt over het algemeen door de opdrachtgever uitgevoerd. Stap 2: De conceptontwerpfase. Als het haalbaar is om een nieuwe installatie te bouwen, wordt de conceptuele ontwerpfase gestart. Tijdens deze fase wordt de projectaanpak bepaald en wordt beoordeeld welk equipment nodig is en hoe de plot eruit komt te zien. Bijvoorbeeld, indien een fakkel moet worden geplaatst, op welke afstand mag dan het dichtstbijzijnde equipment komen. Ook worden verschillende conceptontwerpen tegen elkaar afgewogen. Tijdens deze fase moeten de meest fundamentele beslissingen worden genomen. Als deze fase door het ingenieursbureau wordt uitgevoerd, zijn daar de meest ervaren medewerkers bij betrokken. In deze fase is flexibiliteit en creativiteit erg belangrijk. Dit artikel gaat alleen in op de verschillende ontwerpfasen van een nieuwe installatie en hoe veiligheid per fase wordt geborgd in het ontwerpproces. De verschillende ontwerpfasen Omdat het ontwerp van een nieuwe installatie vaak een langdurig en ingewikkeld proces is, wordt dit in verschillende stappen uitgevoerd: Stap 1: De haalbaarheidsfase. Stap 2: De conceptontwerpfase. Stap 3: De basisontwerpfase. Stap 4: De detailontwerpfase. Stap 3: De basisontwerpfase. Aan het begin van de basisontwerpfase ligt het ontwerp in grote lijnen vast. De technologie en de projectdoelen zijn vastgelegd. Er kan nu niet veel meer worden gewijzigd in het proces of op de plot. Het ontwerp wordt verder uitgewerkt tot het ongeveer 60% gereed is. In deze fase wordt ook getoetst of het ontwerp aan alle wettelijke eisen en ontwerp standaarden van de opdrachtgever voldoet. Equipment met een lange levertijd wordt in deze fase besteld en het budget ligt vast. Haalbaarheidsfase Concept ontwerpfase Basis ontwerpfase Detail ontwerpfase HAZOP Figuur 1 Ontwerpfasen. HAZID ISD LOPA Hazardous Area Classification 30% model review Constructability review Fase 1 60% en 90% model review Constructability review Fase 2 en 3 Opvolging acties uit eerdere studies juli 2011 I 7

3 Stap 4: De detailontwerpfase. In deze fase kan nagenoeg niets meer aan het proces of het plot worden gewijzigd. Als wijzigingen toch moeten worden uitgevoerd, is dit vaak erg kostbaar. Tijdens deze fase worden de details van een ontwerp uitgewerkt, zoals welk type instrumenten nodig zijn of aan welke details de elektrische installatie moet voldoen. In deze fase wordt de rest van het equipment gekocht. Ook worden contracten afgesloten met aannemers en worden voorbereidende ontwerpmaatregelen getroffen voor constructie en het opstarten van de installatie. Bijvoorbeeld het aanbrengen van hijsogen die nodig zijn voor het plaatsen van een zware reactor moet al in de ontwerpfase worden meegenomen. Ook speciaal equipement dat nodig is om de nieuwe installatie op te starten, moet in de ontwerpfase worden besteld. RI&E voor de ontwerpfasen Zoals eerder gezegd, eist de Arbowet dat de risico s van een installatie al in de ontwerpfase worden geïnventariseerd. Deze eis is echter niet alleen in de Arbowet vastgelegd. In de milieuwetgeving is opgenomen dat mogelijk zware ongevallen in kaart gebracht en beheerst moeten worden. Ook geeft de Milieuwet aan dat emissies moeten worden geminimaliseerd en beheerst. Daarnaast zijn er (inter)nationale en bedrijfsstandaarden waaraan een ingenieursbureau zich moet houden. Al deze wet en regelgeving leidt er toe dat alle mogelijke risico s van een nieuw te bouwen installatie worden geïnventariseerd en geëvalueerd. Hiervoor zijn per ontwerpfase verschillende hulpmiddelen beschikbaar. Per fase worden deze hulpmiddelen besproken. Conceptontwerpfase Tijdens het conceptontwerp is men nog erg flexibel. Daar komt bij dat er nog niet veel inhoudelijke gegevens beschikbaar zijn. Deze fase leent zich uitstekend om de risico s te inventariseren met behulp van de Hazard identification studie (HAZID). juli 2011 I 8

4 Tijdens de HAZID wordt op hoog niveau de risico s geïdentificeerd. Hierbij komen de volgende onderwerpen aan de orde: Externe en milieurisico s, waaronder de effecten van de nieuwe installatie op de omgeving en de mogelijke milieuschade. De gevaren van de nieuwe installatie, waaronder de veilige bediening van de installatie, brand en explosie gevaren, risico s van het gekozen proces en de risico s van bestaande omliggende installaties. Mogelijke gezondheidsrisico s. Risico s die te maken hebben met de voortgang van het project. Naast de HAZID is het Inherent(er) Safe Design Review (ISD) erg geschikt om in een zeer vroege fase van het project uit te voeren. Omdat gevaarlijke stoffen onmiskenbaar aan de petrochemische industrie verbonden zijn, is volledig inherent veilig niet haalbaar. Vandaar dat men ernaar streeft het ontwerp zo veilig mogelijk te maken ( inherenter veilig ). de installatie en het proces. Ook hieruit komen acties die opgelost moeten worden met als doel een ontwerp veilig te maken. De HAZOP echter wordt als erg krachtig beschouwd en heeft zijn nut al jaren bewezen. De HAZOPreview levert een lijst van acties en aanbevelingen voor het ontwerpteam op. LOPA Indien uit een HAZOP blijkt dat een procesontwerp zonder beveiligingen onvoldoende veilig is, wordt vaak een Layer Of Protection Analysis (LOPA) uitgevoerd. Tijdens de LOPA wordt bepaald hoe groot het resterende risico is, waarna aanvullende veiligheidsmaatregelen worden genomen. Dit kan lopen van een extra drukmeter tot in het meest extreme geval herontwerp van de installatie, waarna het nieuwe ontwerp opnieuw moet worden beoordeeld in een HAZOP. Het juiste moment voor de ISD is als de keuzes gemaakt worden voor een bepaalde techniek of proces. Bijvoorbeeld bij het ontwerp van een alkylatieproces kan worden gebruikgemaakt van waterstof fluoride (HF), een stof met een zeer hoog gezondheidsrisico. In een vroeg stadium van een project kan ook gekozen worden voor een minder gevaarlijke variant. Dit is niet volledig inherent veilig, maar wel veiliger dan de oplossing met HF. Basisontwerpfase Tijdens de basisontwerpfase liggen de Pijpleiding en InstrumentatieDiagrammen (P&ID s) vast. Hierop wordt waarschijnlijk de best bekende studie uitgevoerd, de Hazard and Operability (HAZOP) studie oftewel de storingsanalyse. Een HAZOP is vaak de eerste verplichte veiligheidsanalyse van een nieuw proces ontwerp. HAZOP De HAZOP richt zich voornamelijk op afwijkingen van de standaard procesparameters zoals druk, temperatuur, niveau en stroming. Ook kunnen specifieke parameters worden toegepast, zoals reactie. De afwijkingen zijn onder andere te hoge (of juist te lage) druk, temperatuur, enz. Indien zich ongewenste afwijkingen van de procesparameters voordoen, zal actie worden ondernomen. What ifstudie Naast de HAZOP zijn er andere studies die het zelfde doel nastreven, zoals de what ifstudie. Tijdens de what ifstudie worden specifieke vragen gesteld over Figuur 2 Layer of Protection Analysis (LOPA). De eerste veiligheidslaag is een veilig ontworpen installatie. Daaromheen worden de procesbeveiligingen aangebracht, zoals overdrukbeveiligingen (PSV). Hierna volgen de instrumentele beveiligingen. De buitenste ringen worden gevormd door maatregelen, zoals goed getraind personeel, voldoende effectafstanden en repressieve maatregelen. De LOPA verifieert of voldoende bescherming wordt geboden tegen escalatie vanaf een ongewenste eerste gebeurtenis naar een ongeval met schade of letsel. Reviewstudies Tijdens de 30%, 60% en 90%model reviewstudies worden onder andere de locaties van equipement, de ligging van kabelgoten, enz. beoordeeld. Tevens is dit de mogelijkheid om het ontwerp te toetsen aan de ergonomische eisen, zoals vluchtwegen, platforms en juli 2011 I 9

5 plaatsing van handafsluiters. De 60% en 90%model reviewstudies vinden plaats tijdens de detailontwerpfase. Constructabilitystudie Een andere verplichte studie is de constructability studie. Tijdens deze studie wordt beoordeeld of een installatie veilig kan worden gebouwd, of er voldoende ruimte is voor de bouw en of zwaar equipement kan worden aangevoerd. Tijdens deze studie kan bijvoorbeeld blijken dat moet worden gehesen over gevaarlijke installatie die nog in gebruik is. Hierbij kan dan tijdig worden besloten dat de installatie eerst veilig moet worden gesteld of dat er een andere oplossing moet worden gezocht. Een mogelijkheid is dan het equipement in delen aanvoeren en ter plaatse monteren. De constructabilitystudie dient op verschillende fasen te worden uitgevoerd: Fase 1: ontwerp 30% gereed. Deze studie is specifiek gericht op het ontwerp van de installatie en het contract met de klant. Er is nog een grote inbreng ten aanzien van veiligheid op het ontwerp. Aan het begin van de basisontwerpfase zal de safety engineer naar aanleiding van de uitkomsten van de HAZID een inschatting moeten maken van de nadere studies die nodig zijn om de overige risico s in kaart te brengen. Tijdens de basisontwerpfase is zijn belangrijkste taak om de coördinatie voor de uitvoering van deze studies op zich te nemen. Vanaf het eerste moment worden de veiligheidsactiviteiten ook bijgehouden in de veiligheidsfile, die meeloopt van de ene fase naar de volgende en uiteindelijk wordt overgedragen met de installatie aan de klant. Daarmee zijn dus de veiligheidsinspanningen ook goed gedocumenteerd. De belangrijkste taak van de safety engineer tijdens de detailontwerpfase is om ervoor te zorgen dat alle geformuleerde acties tijdens de eerdere fasen een sluitende en acceptabele oplossing krijgen. Aan het einde van deze fase dient er een ontwerp te liggen dat veilig is voor zowel productie als constructiemedewerkers en omwonenden. Ook moet het ontwerp de gezondheid niet in gevaar brengen en mag het milieu niet worden aangetast. Dit alles binnen de grenzen die door de overheid zijn bepaald. Fase 2 en 3 van de constructability review vindt plaats tijdens de detailontwerpfase. Fase 2: ontwerp 60%. Nu wordt alleen gekeken naar het grote equipement en de kraanopstelling. De inbreng ten aanzien van veiligheid op het ontwerp wordt kleiner. Fase 3: ontwerp 90%. De inbreng ten aanzien van veiligheid op het ontwerp is hier nihil. De focus dient nu volledig op de veiligheid in de constructie fase te liggen. Het is dan ook van belang dat de veiligheids en gezondheidscoördinator voor de constructiefase aanwezig is. Op 23 maart 2005 heeft er in de BP Texas City Refinery een catastrofaal procesongeval plaatsgevonden. Bij de explosie en brand zijn 15 personen overleden (waarvan 11 medewerkers van Jacobs) en zijn er meer dan 170 gewonden gevallen. In de afwikkeling van dit incident heeft de onafhankelijke onderzoekscommissie Baker een rapport uitgebracht. Twee aanbevelingen uit dit rapport zijn daarna bij Jacobs Nederland in de organisatie verankerd. De belangrijkste is dat voor iedere werkplek van een Jacobswerknemer wordt beoordeeld of deze zich op een veilige locatie bevindt. De andere aanbeveling gaat over het monitoren van het op tijd opvolgen en afsluiten van acties uit veiligheidsstudies zoals de HAZOP. Detailontwerpfase Naast de 60% en 90%model review en de tweede en derde fase van de constructability review kenmerkt de detailontwerpfase zich vooral door opvolging van de eerder geformuleerde acties. De rol van de safety engineer (veiligheidskundige) De inbreng van de safety engineer is het grootst in het begin van het project, wanneer dit wordt gekenmerkt door flexibiliteit. Tijdens de conceptuele fase zal hij aan de hand van risicocontouren als gevolg van brand of explosierisico s, vooral invloed uitoefenen op de locatie van het equipement. Ook zijn deelname aan de HAZID is cruciaal om een inschatting te kunnen maken ten aanzien van proces en projectrisico s. juli 2011 I 10