Enhancement of inherent safety design in the chemical process industry -väitöskirja

Tiivistelmä

This project discuss the enhancement of inherent safety design in the chemical process industry by using past accident cases. The concept of inherent safety has been with us since 35 years ago. Despite its huge benefits to process plant and safety, their adoption to process design are very slow. Although many strategies and work examples are published, majority of them are too general or too case specific and qualitative oriented. The aim of this project is to quantify the conceptual approach of inherent safety by using accident data. The inherent safety based corrective actions taken by the chemical process industry (CPI) during plant rebuild or modification just after accident is exploits. Its relations with accident contributors, process equipment failures, design issues and its origin during plant design are studied and use as a foundation to develop a new safety method. It is been noted that almost all of accidents in the CPI are well known causes and could be prevented by using current knowledge available. The main problem is poor dissemination of accident information. In this work, accident information is actively disseminated into design process for better utilization and learning from accident. A new safety method for safe design and operation of chemical processes are proposed. The safety method developed is fully utilized past accident information for hazard identification, risk evaluation and risk reduction strategies use to manage process hazard in n the CPI.

Hankkeen vastuuhenkilö

Kamarizan Bin Kidam

Tiedote

Kemian tapaturmista kohti luontaista turva-ajattelua

Aalto-yliopiston tutkija
Kamarizan Kidam teki väitöskirjaa analysoimalla
kemianteollisuuden prosessien onnettomuuksien syitä. Hän hyödynsi
kansainvälistä onnettomuustietokantaa. Pyrkimys oli laatia
prosessien suunnitteluun ja käytön vaiheisiin menetelmä, joka
tunnistaisi suunnitteluvirheet ja todennäköiset onnettomuuslähteet.
Työsuojelurahasto tuki tutkijastipendillä väitöskirjan
valmistumista. 

 

Turvallisuusmenetelmä hyödyntää kertynyttä onnettomuustietoa.
Menetelmänsä Kidam esittelee väitöskirjassa, joka valmistui
biotekniikan ja kemian tekniikan laitoksella 14.12.2012.
Väitöskirjan nimeksi tuli
Process Safety Enhancement in Chemical Plant Design by
Exploiting Accident Knowledge.

 

Turvamenetelmistä huolimatta onnettomuudet
yleistyneet

 

Tilastojen mukaan teollisuudessa onnettomuusmäärät ovat
maailmanlaajuisesti lisääntyneet, vaikka käytössä on monia
turvallisuutta edistäviä menetelmiä. Tämä johtunee laitosten
ikääntymisestä ja kustannuspaineista. Lisäksi nykyisin johtamisessa
painotetaan toimintaprosesseja, vaikka ei ymmärretä teknisiä
prosesseja.

 

Onnettomuudet kuitenkin juontuvat yleensä tekniikkaan, kuten
laitoksen suunnittelussa laitevikoihin ja virheisiin. Tämä on
otettava huomioon, kun kehitetään turvallisuutta.

 

Kidam kiinnittää huomiota siihen, että lähes kaikille kemiallisen
teollisuuden onnettomuuksille on ollut selvä syy – ja onnettomuudet
olisi voitu estää, jos olisi käytetty alan nykytietämystä.

 

Pääongelma onkin heikko tiedotus onnettomuuksista ja niiden syistä.
Siksi Kidam pyrkii sisällyttämään onnettomuustiedon suunnittelussa
käytettävään analyysimenetelmään, jolla vaarat voi havaita paremmin
elinkaaren eri vaiheissa.

  

Suunnitteluvirheistä pääosa
prosessionnettomuuksista

 

Kamarizan Kidam ja
Markku Hurme ovat julkaisseet artikkelin teknisen
suunnittelun osuudesta kemianteollisuuden onnettomuuksissa.

 

Tutkijat havaitsevat, että suunnittelun osuus onnettomuuksista on
hyvin merkittävä: 79 prosenttia, kun suunnittelulla tarkoitetaan
kaikkia teknisperäisiä syitä. Suunnitteluvirheistä kolmannes
havaittiin prosessin perussuunnittelussa, samoin kolmannes laite-
ja laitossuunnittelussa. Reilu viidennes virheistä todettiin
esisuunnittelussa.

 

Tyypillisimpiä suunnitteluvirheitä olivat syyt, jotka liittyivät
sijoitussuunnitteluun (17 %), kemiallisten reaktioiden hallintaan
(16 %) ja prosessointiolojen valintaan (16 %). Prosessien
reittivalinnat ja muut kemian prosessien perusvirheet olivat muita
virheitä vakavampia, sillä niiden vaikutukset kertautuvat
myöhemmissä suunnitteluvaiheissa.

 

Tekniikasta enemmän virheitä kuin ihmisistä

 

Toisessa artikkelissa Kidam ja Hurme selvittävät
onnettomuustietokannasta, mitkä prosessilaitteet aiheuttivat
onnettomuuksia kemianteollisuudessa. Joka neljäs onnettomuus
aiheutui putkistoista. Reaktorit olivat syypäitä 14 prosentissa
onnettomuuksista, samoin varastosäiliöt. Prosessiastioista löytyi
joka kymmenennen laiteonnettomuuden syy.

 

Kuuden eniten tapaturmia tuottaneen laitteen viat selittivät
onnettomuuksista lähes 80 prosenttia. Neljä viidestä
laiteonnettomuuksista selittyy tekniikalla, mukaan laskien
suunnitteluvirheet sekä ne käyttöhenkilökunnan virheet, jotka
aiheutuivat huonosta teknisestä suunnittelusta, kuten
harhaanjohtavasta laitesijoittelusta.

 

Käyttöhenkilökunnan ja työnjohdon virheistä koituivat suurimmat
yksittäiset onnettomuussyyt varastosäiliötöissä (33 % virheistä),
putkistotöissä (18 %) ja lämmönsiirtotyössä (16 %). Muissa
laitteissa tekniset viat olivat yleisempiä tapaturmien syitä kuin
inhimilliset virheet.

 

Laitteiden suunnittelussa korjattavaa

 

Kolmannessa artikkelissa Kidam ja Hurme selvittävät, millaisia
suunnitteluvirheitä tehtiin laitteiden suunnittelussa ja missä
vaiheessa projektia virhe tehtiin.

 

He havaitsivat tapaturmaa kohti keskimäärin kaksi
suunnitteluvirhettä. Keskimäärin virheet ajoittuvat melko
tasaisesti kuhunkin kolmeen suunnitteluvaiheeseen ja laitoksen
käyttöön. Lähes puolet virheistä tehtiin prosessin suunnittelussa,
neljännes suunnittelun viimeistelyssä ja viidesosa käytössä.

 

Kidam ja Hurme tunnistivat lisäksi yleisimmät suunnittelun ja
käytön virheet laitteista. Niille jokaiselle luotiin
tarkistuslista, josta näkyy myös tyypillisin virheen ilmenemisaika.
Näitä tietoja voi hyödyntää suunnittelussa: Tällöin virheanalyysit
voi ajoittaa tehokkaasti ja kohdentaa suunnittelun kannalta
riskialttiimpiin kohteisiin.

Toimittaja
Hannu Kaskinen

Aineisto

Väitöstiedote 28.11.2012: Prosessilaitosten suunnittelulla keskeinen osuus onnettomuuksien synnyssä ja estossa Avaa

Kamarizan Bin Kidam. 2012. Process Safety Enhancement in Chemical Plant Design by Exploiting Accident Knowledge. Doctoral dissertations 168/2012. Aalto University School of chemical technology. ISBN 978-952-60-4909-0 (printed) ISBN 978-952-60-4910-6 (pdf) ISSN-L 1799-4934 ISSN 1799-4934 (printed) ISSN 1799-49425 (pdf) http://lib.tkk.fi/Diss/2012/isbn9789526049106/isbn9789526049106.pdf Avaa

Kidam, K & Hurme, M. 2012. Design as a contributor to chemical process accidents. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. Volume 25, pages 655-666. http://dx.doi.org/10.1016/j.jlp.2012.02.002

Kidam, K & Hurme, M. 2012. Analysis of equipment failures as contributors to chemical process accidents. Process Safety and Environmental Protection. In Press, Corrected proof, doi:10.1016/j.psep.2012.02. http://dx.doi.org/10.1016/j.psep.2012.02.001

Kidam, K & Hurme, M. 2012. Origin of equipment design and operation errors. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. Volume 25, Issue 6, November 2012 pages 937-949.