Inherente Veiligheid in de Praktijk

Transcriptie

1 Inherente Veiligheid in de Praktijk Ir. W.B.Patberg Inleiding Inherente Veiligheid is binnen de procesindustrie een vrij bekend begrip. Structurele toepassing bij ontwerp, wijzigingen en bedrijfsvoering is echter vrij zeldzaam. Bij navraag kunnen er niet altijd voorbeelden van toepassing binnen het eigen bedrijf gegeven worden. Dit artikel beoogt een bijdrage te zijn aan het konkreet invoeren van Inherente Veiligheid. Samenvatting In dit artikel worden eerst enige redenen gegeven waarom een proces soms minder veilig wordt ontwikkeld etc. dan mogelijk is. Dan worden de principes van Inherente Veiligheid behandeld. De nadruk ligt daarbij op voorbeelden. Deze zijn niet alleen gericht op de procesindustrie maar ook op het midden en kleinbedrijf. Verder worden een aantal suggesties aan de hand gedaan voor het invoeren van Inherente Veiligheid in een organisatie bij ontwerp, wijzigingen en bedrijfsvoering. Ten slotte wordt het onderwerp middels een aantal opmerkingen in het algemene perspectief van een veiligheidsbeleid en de uitvoering daarvan geplaatst. Inherente Onveiligheid Vanaf het eerste onderzoek tot en met de uiteindelijke ontmanteling zijn er veel mogelijkheden om het proces minder veilig te ontwikkelen, ontwerpen, bouwen en bedrijven dan mogelijk is. Voor elk van de fases in een proces worden een aantal mogelijkheden aangegeven: Onderzoek en Ontwikkeling. - Onvoldoende onderzoek naar veiliger alternatieven - Voortgang op de ooit ingeslagen weg, hoogstens optimalisatie van details Ontwerp. - De nadruk op meer van hetzelfde, met name bij uitbreiding - Blijven uitgaan van de beschikbare kennis en ervaring - Een zo goedkoop mogelijk in plaats van een zo eenvoudig mogelijk ontwerp (als bijkomend voordeel vaak lagere productiekosten) Bouw - Selectie van de laagste aanbieder ipv de beste/meest veilige Bedrijfsvoering en onderhoud - Het accepteren van de noodzaak tot frequente reparaties - Het maskeren van ontwerpfouten, extra beveiligingen aanbrengen - Geen terugkoppeling naar Onderzoek/Ontwikkeling en/of Ontwerp Ontmanteling - Zo snel en goedkoop mogelijk. Geen onderzoek naar slijtage, vervuiling etc. NVVK Jubileumcongres april Sessie R Patberg 1 van 6

2 Inherente Veiligheid Het zou te ver voeren om alle definities en beschrijvingen van Inherente Veiligheid hier te noemen. Je zou kunnen zeggen dat Inherente Veiligheid het tegengestelde inhoudt van wat onder Inherente Onveiligheid is genoemd. De essentie van de toepassing van Inherente Veiligheid bij het ontwerpen en bedrijven van een proces is het vermijden van gevaren in plaats van de bescherming ertegen (Trevor Kletz, 1991). Een proces is inherent veiliger als één of meer van de gevaren worden ge-elimineerd of gereduceerd op een wijze die onlosmakelijk met het proces is verbonden en die blijvend is. Oftewel, iets wat er niet (meer) is kan niet lekken, branden, exploderen, mensen verwonden etc. Het hoeft niet meer geїnspecteerd en onderhouden te worden. Inherente Veiligheid is dus ook vaak: eenvoudiger maken of doen. Inherente Veiligheid past in een beleid waarin de nadruk ligt op preventie in plaats van bestrijding. Vanwege de nadruk op elimineren/eenvoudiger maken heeft het toepassen van Inherente Veiligheid ook vaak het verlagen van kosten tot gevolg, zowel direct (minder onderhoud, inspecties etc.) als indirect (minder ongevallen). De 5 principes van Inherente Veiligheid en voorbeelden. De 5 principes van Inherente Veiligheid: - Vervangen - Intensiever gebruiken - Condities verbeteren - Verminderen van mogelijke gevolgen - Vereenvoudigen en verhoging van de tolerantie voor fouten staan in een min of meer hierarchische volgorde. Vervangen staat bovenaan, het vervangen van een toxische of vlambare stof door (bijvoorbeeld) water kan een aantal gevaren volledig elimineren. Dit zou dus altijd de eerste overweging moeten zijn. De andere principes richten zich meer op het reduceren van de kans op een fout danwel op het reduceren van de gevolgen daarvan. Er is dan dus meestal sprake van het reduceren van een risico en niet zozeer het elimineren daarvan. Een voorbeeld van een hierarchische aanpak is het reduceren van het risico van een stof explosie: 1. Vervangen. Vervang de explosieve stof door een ander materiaal, danwel door hetzelfde materiaal in korrelvorm of als oplossing. Het risico van een stofexplosie wordt ge-elimineerd. 2. Intensiever gebruiken. Verminder de hoeveelheid in opslag of in het proces. Dit kan zowel de kans op een explosie als de gevolgen daarvan verminderen. 3. Condities verbeteren. Maak oppervlakten waar zich stof verzameld zodanig vaak schoon dat er bij opwerveling van de stof geen explosieve wolk kan onstaan. Dit kan, afhankelijk van de situatie, het elimineren van het risico of het verminderen van de gevolgen betekenen. Zorg voor voldoende aarding en de juiste classificatie van de electrische apparatuur. Hierdoor neemt de kans op ontsteking af. 4. Verminderen van de mogelijke gevolgen. Zorg voor stofafvoer door voldoende ventilatie. 5. Vereenvoudigen en verhoging van de tolerantie voor fouten. Breng een beveiliging aan op vulsystemen voor poeders zodat deze alleen bij ingeschakelde aarding functioneren. Automatiseer het systeem zodat menselijke fouten vermeden worden. In beide gevallen neemt de kans op ontsteking af. NVVK Jubileumcongres april Sessie R Patberg 2 van 6

3 Dit voorbeeld laat zien dat Inherent Veiligheid goed past in een beleid dat allereerst uitgaat bij aanpak van de bron. Hieronder worden een aantal voorbeelden gegeven van toepassing van de 5 principes. Deze zijn zeker niet overal en altijd toepasbaar. Het gaat er in de eerste plaats om een denkproces in gang te zetten. De voorbeelden maken hopelijk duidelijk dat Inherente Veiligheid niet alleen toepasbaar bij het ontwerp is, maar evenzeer bij wijzigingen en bij de normale bedrijfsvoering. Ook wordt getracht aan te geven dat het toepassen van Inherente Veiligheid niet alleen bij grote, complexe processen maar ook bij kleinere, eenvoudige processen toegepast kan worden. Zo is het elimineren van een toxische stof als chloor niet alleen van belang in de chemische industrie maar ook bij het zuiveren van water in zwembaden. Vervanging Meestal wordt dit alleen letterlijk opgevat, het vervangen van een giftig of ontvlambaar materiaal door een materiaal dat niet giftig danwel niet ontvlambaar is: - Verwarmen of koelen met een warmteoverdrachtsolie met een vlampunt ruim boven de bedrijfstemperatuur. Bij een lekkage zal de olie dan niet meer vanzelf ontbranden. Dit kan vaak zonder meer in bestaande processen gedaan worden. Bij nieuwe ontwerpen van processen kan men soms nog een stap verder gaan. Indien de olie gekoeld wordt tegen water om stoom op te wekken, kan het olie systeem geelimineerd worden door het proces met water te koelen. - Electrische of diesel aangedreven vorkheftrucks ipv LPG als brandstof. - Het elimineren van giftige grondstoffen of tussenproducten door een ander chemisch proces toe te passen om hetzelfde product te maken.dit is meestal alleen aantrekkelijk bij het ontwerpen van een volledig nieuw proces. - Het regelmatig reinigen van oppervlakken waarop zich explosief stof kan verzamelen. Vervanging kan ook breder worden opgevat, namelijk als het elimineren van scenarios. Twee voorbeelden hiervan: - Destillatie torens, absorptie kolommen etc. en de fundamenten daarvan worden vaak ontworpen voor het gewicht van de normale vloeistofinhoud plus een veiligheidsmarge. Om schade door een te hoog vloeistofniveau door een procesverstoring of bij het vullen met water tijdens het testen van de kolom en de instrumentatie te voorkomen wordt dan meestal een hoog niveau beveiliging geїnstalleerd. Vaak kunnen de gevolgen van het falen van de kolom ernstig zijn (ontsnappen van een giftige stof, brand/explosie en/of een grote financiële schade ten gevolge van bedrijfsonderbreking). Het is dan te overwegen de kolom en de fundatie te ontwerpen voor het volledig vloeistof gevuld zijn van het systeem. Dit zal duurder zijn bij ontwerp en bouw maar later kosten besparen omdat de hoog niveau beveiliging niet onderhouden en getest behoeft te worden. Er zijn gevallen bekend waarbij proces apparatuur al bij het testen met water voor de eerste in bedrijfs name ernstig is beschadigd. - Procesapparatuur zoals vaten en torens kan bij procesverstoringen, verpompingen, snelle temperatuursveranderingen (zoals een regen- of hagelbui) aan een onderdruk worden blootgesteld. Ontwerpen voor zowel de maximaal voorzienbare overdruk alswel (bijna) volledig vacuum elimineert zowel het scenario van inzuigen tengevolge van onderdruk alsook dat van het afblazen van een toxische en/of brandbare stof naar de atmosfeer via het veiligheidsventiel. NVVK Jubileumcongres april Sessie R Patberg 3 van 6

4 Intensiever gebruik Indien het niet mogelijk of niet praktisch is om gevaarlijke materialen te vervangen, kan overwogen worden om er kleinere hoeveelheden van te gebruiken of om het meteriaal in een minder gevaarlijke vorm op te slaan en te gebruiken: - Het verlagen van het niveau in procesapparatuur. Het niveau in, bijvoorbeeld, een refluxvat van een destillatiekolom wordt vaak uit gemak of gewoonte op een bepaaalde waarde bedreven. Uit ervaring is gebleken dat een aanzienlijk lager niveau soms zonder meer kan worden toegepast. - Schotels in kolommen vervangen door vulmateriaal. - Batch processen vervangen door continue processen. - Het opslag van giftige en ontvlambare stoffen gekoeld bij atmosferische druk in plaats van bij de omgevingstemperatuur onder druk (chloor, LNG, ammoniak) - Het elimineren van een tussenopslag. Bij de aanvoer van vloeibare grondstoffen via pijpleidingen werd vaak een buffervat geplaatst om bij het wegvallen van de grondstofvoorziening de productie te kunnen voortzetten. Moderne verpompingssystemen staat tegenwoordig meestal toe om zonder buffervaten dezelfde mate van betrouwbaarheid te bereiken. - LPG flessen voor vorkheftrucks ipv bulk. Ook: het minimaliseren van de opslag van acetyleen, chloor etc. in gascylinders. Voor beide voorbeelden geldt dat dit gecombineerd moet worden met een just in time voorziening door de leverancier. - LPG bulkopslag voor verwarming vervangen door aardgasaansluiting. Condities verbeteren Minder gevaarlijke condities, een andere vorm van een materiaal etc.: - Vervang giftige gassen door oplossingen of vaste stoffen. Bij lekkages van bijvoorbeeld HCl en NH3 in water komt (afhankelijk van de concentratie) niet of nauwelijks gas vrij. Chloorgas kan bij toepassing in waterzuivering vervangen worden door hypochloriet (oplossing in water) of chloraat (vaste stof of oplossing in water) - Vervang poeders, indien brandbaar/explosief) door een korrelvormige versie danwel een oplossing van hetzelfde product. - Pas een katalysator toe zodat de druk/temperatuur verlaagd kunnen worden. - Verlaag de druk en temperatuur en compenseer het verlies aan conversie door recirculatie - Gebruik bij exotherme processen katalysatoren die bij temperatuursverhoging in activiteit afnemen. - Scheiden van voetgangers en vorkheftruck verkeer in magazijnen etc. - Gebruik dubbelwandige pijpleidingen van het transport van zeer giftige stoffen Verminderen van effecten Ontwerpen of wijzigen om lekkages danwel de gevolgen van lekkages te verminderen: - Optimaliseer de lay-out van het proces: o Ontwerp de afstanden tussen de diverse onderdelen voldoende zodat er o geen domino effecten van ongewenste gebeurteniisen kunnen optreden Plaats de proces onderdelen in een zodanige volgorde dat er zo weinig mogelijk transport van en handelingen met gevaarlijke materialen nodig zijn. Pas zoveel mogelijk éénrichtingsverkeer toe (valt eigenlijk onder vereenvoudiging) - Restricties in leidingen of kleinere diameters zodat bij lekkage kleinere hoeveelheden ontsnappen. NVVK Jubileumcongres april Sessie R Patberg 4 van 6

5 - Voedingsleidingen naar exotherme processen met een zodanig kleine diameter danwel een restrictie zodanig dat het maximale debiet niet tot een runaway kan leiden. - Plaats de apparatuur met vlambare stoffen buiten - Gebruik voor het opvangen van lekkages van schadelijk vloeistoffen diepe bakken met een klein oppervlak om verdamping minimaal te houden en afdekken (met een schuim of filmvormend middel) te vereenvoudigen - Vorkheftrucks voorzien van snelheidsbegrenzers Vereenvoudiging en tolerantie van fouten Mogelijke bedieningsfouten vermijden of er tegen beschermen: - Slangen vervangen door vaste leidingen - Specifieke koppeling per product - Duidelijke aanduidingen en kleurencodes op leidingen en aansluitingen. - Eenvoudige leidingsystemen. Een leiding per product. - Verschillende maten voor onderdelen (zoals leidingstukken van verschillende materialen) zodat verwisseling bij assemblage niet mogelijk is - Het inbrengen van setpoints in regelsystemen zodanig beveiligen dat te hoge en te lage waarden door het systeem geweigerd worden en de operator gewaarschuwd wordt. - Risicovolle activiteiten beveiligen/automatiseren zodat het proces stopt als er een kritische bedieningsfout wordt gemaakt - Benaderingsschakelaars bij gevaarlijke machines zodat deze gestopt worden voordat ze verwondingen kunnen veroorzaken Invoering van Inherente Veiligheid Bij het identificeren van mogelijkheden tot het verbeteren van de Inherente Veiligheid kan wellicht gebruik worden gemaakt van het combineren van het voorkomen van herhaling van ongevallen uit het verleden en/of ongevalsscenarios met het principe van single, double and triple loop learnings. Voorbeeld: tijdens het werk valt een glazenwasser van de ladder. Single loop: dezelfde taak maar veiliger. De ladder moet worden vastgezet of vastgehouden. Double loop: de taak zelf veiliger maak. De ladder wordt vervangen door een steiger. Triple loop: pas Inherente Veiligheid toe. Elimineer de taak. Vervang het glas door een type dat niet gewassen hoeft te worden. Een andere middel is het invoeren van een checklist met open vragen aangaande Inherente veiligheid die zowel tijdens Onderzoek en Ontwikkeling, Ontwerp als Bedrijfsvoering (bijv. eens per X jaar tijdens een Proces Veiligheids Review) wordt gebruikt. Voorbeelden van vragen/onderwerpen kunnen zijn: - Zijn de volgende principes van Inherente Veiligheid toegepast? Geef voorbeelden. o Vervanging o Etc. - Hoe worden de hoeveelheden van de gevaarlijke stoffen in de opslag en in het proces minimaal gehouden? - Etc. NVVK Jubileumcongres april Sessie R Patberg 5 van 6

6 Opmerkingen Tot besluit nog een aantal opmerkingen aangaande Inherente Veiligheid. 1. Bij het overwegen van wijzigingen moeten steeds alle effecten betrokken worden. a. Het toepassen van een kleinere opslagtank betekent weliswaar minder schadelijk materiaal in opslag maar het kan inhouden dat het materiaal vaker gelost moet worden. Dwz meer transport en losactiviteiten. Het optimum is wellicht een wat grotere tank waarin, bij minimaal toelaatbare voorraad, nog een volle tankauto in gelost kan worden. b. Een andere katalysator kan inhouden dat de druk en temperatuur verlaagd kunnen worden Als deze echter na gebruik giftig, schadelijk voor het milieu e.d is dan is het wellicht beter deze niet toe te passen. c. Waterbehandeling met hypochloride in plaats van chloor reduceert het risico ter plekke maar de producent van hypochloride heeft meer chloor nodig. Toch wordt het gehele risico lager als de waterbehandeling gebeurt door personen die weinig kennis van en ervaring met het omgaan met gevaarlijke stoffen hebben (bijv. In zwembaden). 2. Het is nooit te laat om Inherente Veiligheid toe te passen. 3. Inherent Veiligheid staat niet op zichzelf. Een Veiligheidsbeheerssysteem (Safety Management System) dat alle risico s in voldoende mate afdekt en dat, ondermeer, onderdelen zoals Opleiding, Procedures, Audits etc. omhelst is een eerste vereiste. 4. Inherente Veiligheid is geen tovermiddel. Sommige oplossingen zijn eenvoudig toepasbaar, andere vereisen specialistische kennis om op basis van alle factoren en mogelijke effecten de potentië reductie van het risico te kunnen bepalen. 5. Betrek de werkvloer bij het vaststellen van scenarios en mogelijke verbeteringen. Op basis van praktijkervaringen komen vaak de meest praktische oplossingen. 6. U hebt Inherente Veiligheid pas ingevoerd als u van alle 5 principes een aantal concrete toepassingen binnen uw bedrijf kunt noemen. NVVK Jubileumcongres april Sessie R Patberg 6 van 6