View
2
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Olay frekanslarının hesaplanması
TÜRKİYE KİMYA SANAYİCİLERİ DERNEĞİ
Mustafa BağanGenel Sekreter
2. ULUSLARARASI PROSES GÜVENLİĞİSEMPOZYUMU VE SERGİSİ
22-24 Ekim 2015İstanbul
Mustafa Bağan
Olayı tetikleyen
kazalar (OT)
Başlatıcı olayın frekansını
azaltmak için önlemler (E)
Potansiyel önleyiciler
(Y)
Frekans Sonuçlar
Etkiyi azaltıcı stratejiler (A)
Potansiyel azaltıcı
kontrol (Y)
Kontrol Kaybı
Olay olursa sonuçlar
Tüm A’lar çöktü
Bir veya daha fazla A’larçöktü
E
E E E
E Y
Y
A AOT1
OT2
OT3
Kötü senaryo sonucu
Yeni kötü senaryo sonucu
Hata Ağacı (FTA) Olay Ağacı (ETA)
Papyon (Bow-tie) Analiz Metodu
Olayı tetikleyen
kazalar (OT)
Başlatıcı olayın frekansını
azaltmak için önlemler (E)
Potansiyel önleyiciler
(Y)
Frekans Kontrol Kaybı
E
E E E
E YOT1
OT2
OT3
Hata Ağacı (FTA)
?
Mustafa Bağan
Mustafa Bağan
Yüksek Etki
Risk MatrisiFREKANS
Etkiler Sınıf
İnsan hedefine olan etkiler Çevreye olan etkiler Sıralama
Yaralanma yok veya hafif yaralanma. İş durmaz
Eyleme gerek yok C1
24 Saatten fazla hastahanede kalma
Çevreye ciddi etki. Yerel eylem gerekir.
C2
Tesiste geri dönüşü olmayan yaralanma veya ölüm. Tesis dışı geri dönüşü olmayan yaralanma
Tesis dışında çevreye etki . Ulusal eylem gerekir.
C3
Tesis dışında geri dönüşümü olmayan yaralanma veya ölüm
Tesis dışında çevreye etki . Ulusal eylem gerekir.
C4
10-2/yıl
10-3/yıl
10-4/yıl
10-5/yıl
10-6/yıl
10-7/yıl
10-8/yıl
C1 C2 C3 C4
Orta Etki
İhmal Edilebilir Etki
Yüksek Etki
Türkiye’de 01.01.2017’den itibaren 10-4 - her türlü sonuç (Büyük Endüstriyel Kazaların Önlenmesi ve
Etkilerinin Azaltılması Hakkında Yönetmelik, Madde 9)
Mustafa Bağan
Frekanslar
Hollanda’da tesis dışındaki bireysel ölüm frekansının 1x 10-6 olması istenmektedir.
Mustafa Bağan
Frekanslar
Kabul edilebilir risk limitleriÖlüm/yıl frekansı
Tesiste çalışanlar Tesis dışındakiler
Tolereedilebilir risk
Kabul edilemez risk
Kabul edilebilir risk
10-6
10-410-3
10-6
İngiltere
Mustafa Bağan
Toksik gaz yayılımı
Ateş topuAni
genişleme
Jet yangını
Flash yangını
Buhar bulutu patlaması
(VCE)
Alevlenir bulut
Geç tutuşma
Düşük basınç
Yüksek basınç
Çabuk tutuşma
Çabuk tutuşma
Havuz yangını
Gaz kaçağı
Sıvı kaçağı
Toksik sıvı yayılımı
İstem dışı salınım (boşalma)
Salınım- Boşalma Kaynakları
Boşalma kaynaklarının tespiti için muhtelif metotlar kullanılabilir :
PHA
Check-list
HAZOP
What-if
……
Mustafa Bağan
Boşalma kaynakları*
Borular Esnek bağlantılar Filtreler Vanalar Basınçlı / proses kapları Pompalar Kompresörler Depolama tankları (ör. Atmosferik şartlarda) Depolama kapları (ör. Basınçlı ve soğutulmuş) Alev bacaları /ventiller
* Dünya BankasıMustafa Bağan
1 - Çelik proses boruları2 - Flanşlar3 - Manuel vanalar4 - Aktüatörlü vanalar5 - Enstrüman bağlantıları6 - Proses kapları (basınçlı)7 - Santrifüj pompalar8 - Pistonlu pompalar9 - Santrifüj kompresörler
10 - Pistonlu kompresörler11
-Isı değiştiricileri (Shel&Tube, Shelside HC)
12 - Isı değiştiricileri : plate13 - Isı değiştiricileri , hava soğutmalı14 - Filtreler15 - Boru hattı domuz tuzakları16 - Grayloc flanşları17 - Boru kelepçesi18 - Distilasyon kolonu19 - ESD Vanası20 - Fin fan soğutucu (havayla soğutucu)21 - Tesisat işlerinde kullanılan parça (rakor/manşon
gibi)22 - Contalar
Muhtemel Boşalma Kaynakları*
* OGP (Oil and Gas Producers) – Processrelease frequencies Pigs traps – Domuz tuzağıMustafa Bağan
OGP -The International Association of Oil & Gas Producers
Mustafa Bağan
Kaza verileri Büyük kazalar
Mesleki riskler
kara taşımacılığı kaza istatistikleri
Hava taşımacılığı kaza istatistikleri
Deniz, iç sular taşımacılığı kaza istatistikleri
Deniz üstü tesislerin inşa riskleriOlay verileri Proses salınım frekansları
Isıveren besleyiciler & boruların salınım frekansları
Depolama kaza frekansları
Patlama frekansları
Mekanik kaldırma hataları
Gemi/tesis çarpışması
Tutuşma olasılıkları
Sonuç modellemesi
Deniz üstü tesislerin yapısal riskleriGüvenlik sistemleri Güvenilir veri bulunması ve kullanılması rehberleriHassas noktalar İnsanlar
Tesis/yapı hassasiyeti
Kaçış, tahliye ve müdahale
QRA'da insan faktörü
Dış Etkenler
Uçak düşmesi
Deprem
Sel
Yıldırım düşmesi
Hava durumunun etkisi
Dış kaynaklı tutuşma olasılığı
Mustafa Bağan
Tesislere Yıldırım Düşme Olasılığı
TÜRKİYE KİMYA SANAYİCİLERİ DERNEĞİ
Mustafa BağanGenel Sekreter
Yıldırım düşme olasılığı
H yüksekliğinde ve R yarıçapında bir silindir yapı.
Daha kompleks yapılar için alt bölümlere ayırıp hesaplamalar yapılır ve daha sonra tüm bölümlere ait olasılıklar toplanır.
BS EN 62305- 2:2006
A = (3H + R)2
Mustafa Bağan
Tehlikeli olayların hesaplanması
ND = Lgfd X A X Floc X 10-6
Lgfd = Yere düşen yıldırımın yoğunluğu ( /km2/yıl)Floc = Yapının bölgesel faktörüA = Bir önceki denkleme göre hesaplanan alan (m2)
Bölge Floc
Yüksek yapı veya ormanlarla dolu bölge 0,25Aynı büyüklükte veya daha az yükselikte yapı veya ormanla çevrili bölge
0,5
Alanda başka yapı yok 1Etrafta başka yapı yok ve tepelerde de yok 2
Yıldırım düşme olasılığı
Yapının Bölgesel Faktörü
Mustafa Bağan
NASA Lightning Flash Density Map
Mustafa Bağan
*Ref: A European lightning density analysis using 5 years of ATDnet data
2008-2012 Yıldırım yoğunluğu. Maksimum 7,9 yıldırım/m2/yıl*
0,5/m2/yıl
Mustafa Bağan
Yapının yıldırım düşme sonucu hasar görme olasılığınıhesaplamak için yıldırımdan korunma sisteminin (LPS) varlığıincelenir.
BS EN 62305-1:2006’ye göre dört seviyeli koruma sistemivardır. I no’lu seviye en iyi koruma seviyesidir:
Yapının detayı Koruma seviyesi OlasılıkKoruması olmayan - 1
Koruması olan
IV 0,2III 0,1II 0,05I 0,02
Yıldırım düşme olasılığı
Mustafa Bağan
H= 20 m
R= 10 m
H1= H
A = (3H + R)2
A = (3 X 20 + 10 )2
= 15293 m2Floc = 0,5
ND = Lgfd X A X Floc X 10-6
Lgfd = 0,5 km2/yıl
ND = 0,5 X 15293 X 0,5 X 10-6
= 0,004
Koruma faktörü = IV (örnek) : 0,2ND * Koruma faktörü 0,004 X 0,2 = 8x10-3 /yıl
Örnek - Yıldırım Düşme Olasılığı
Mustafa Bağan
Hata ağacı analizi
TÜRKİYE KİMYA SANAYİCİLERİ DERNEĞİ
Mustafa BağanGenel Sekreter
Fault Tree Analysis - FTA
FTA, önceden tanımlanmışbir olayın oluşmasınaneden olan paralel veyabirbirini izleyen hatalarıbelirleyen bir grafikçalışmadır.
Hatalar, sistemhatası, bileşenhatası, insan hatasıveya diğer hatalarınkombinasyonuolabilir.
Mustafa Bağan
Tepe Olay
FTA,tepe olaya götüren temel olayların arasındaki lojik etkileşim-bağlantıları inceler
FTA bir kantitatif (nicel) analiz metodu değildir. Ancak sıklıkla kantitatif analize gidilmesini sağlar.
Fault Tree Analysis - FTA
Mustafa Bağan
Fault Tree Analysis - FTA
FTA, kapı (gate) olarak bilinenbağlantılarla hata ağacının lojikolarak oluşturulmasıdır.
Kapıların çıktısı olarak en yüksek olay “Tepe olay”, düşük olay ise tepe olayın oluşmasına katkı yapandır.
Mustafa Bağan
Fault Tree Analysis - FTA
FTA’da grafik için bazı semboller kullanılır
FTA’lar koruma bariyerleri göz önüne alınmadan yapılır.
Mustafa Bağan
Sembol İşaret edilen İşlev
ARA OLAYDaha önceki hatalar sonucu Lojik kapıaracılığıyla oluşan olay
Sembol İşaret edilen İşlev
TEMEL OLAY Daha gelişme gerektirmeyecek hata
GELİŞMEMİŞ OLAY Gelişmemiş durum.
KOŞULLU OLAY Özel koşul veya kısıtlama gerektirecek durum
DIŞ OLAY Normal olarak sistem dışında oluşan olay
ARA OLAY SEMBOLLERİ
BİRİNCİL OLAY SEMBOLLERİ
Mustafa Bağan
Sembol İşaret edilen İşlev
İÇERİYE TRANSFER Dışa transfere doğru gelişecek hata ağacı
DIŞARIYA TRANSFER İçe transferin bağlanması gereken yer
TRANSFER SEMBOLLERİ
Mustafa Bağan
Sembol İşaret edilen İşlev
VE KAPISITüm girdilerin oluşması halinde çıktıyı verenkapı.
VEYA KAPISIEn az bir veya daha fazla girdinin oluşmasıhalinde çıktı oluşur.
ÖZEL VEYA KAPISI Özel bir hatanın oluşması halinde kullanılır
ÖNCELİKLİ VE KAPISIÖzel bir aşamada eğer hataların hepsi oluşursaçıktı oluşur.
ENGELLEYİCİ KAPIÖzel bir koşulun yerine gelmesi halinde çıktıveren kapı
KAPI SEMBOLLERİ
Mustafa Bağan
Fault Tree Analysis - FTA
Temel olay
Gelişmemiş olay
Tepe olay
VEYA kapısı
VE kapısı
Mustafa Bağan
Ara olay
BASINÇLI TANK ÖRNEĞİ*
SviçS1
Röle K1
Röle K2
Zaman rölesi
Basınç sviçi
Motor
Pompa
Tahliye vanası
Basınçlı Tank
Depo
* NASA - Fault Tree Handbook with Aerospace Applications
BASINÇLI TANK ÖRNEĞİ*
SviçS1
Röle K1
Röle K2
Zaman rölesi
Basınç sviçi
Motor
Pompa
Tahliye vanası
Basınçlı Tank
Depo
* NASA - Fault Tree Handbook with Aerospace Applications
1)Pompa tankın içine büyük bir depodan akışkan basıyor,
2) Tankın gerekli basınca ulaşması için 60saniye yeterli
3)Basınç sviçi tank boşken kapalı
4) Gerekli basıncaulaşınca basınç sviçiaçılıyor, Röle K2kontakları açılıyorpompanın enerjisinikesiyor ve pompamotorunu durduruyor.
5)Tank bir boşaltma vanasına sahip ve bu vana tüm tankı ihmal edilebilir bir zamanda boşaltıyor. Tank boşaldığı zaman basınç sviçikapanıyor ve döngü böyle tekrarlanıyor .
1) Sistemde
operasyon S1’e
basmakla
başlıyor.
2) Bu hareket K1 rölesinin bobinine akım veriyor ve K1 rölesinin kontakları kapanıyor.
3) K1’in kapanması K2 bobinine akım veriyor ve K2’nin kontakları kapanıyor.
6) Başlangıçta zaman rölesinin kontakları açık ve zaman rölesinin bobininde enerji yok. Güç, K1 rölesinin kontaklarının kapanması ile bobine geliyor.7) Normal operasyonda basınç sviçinin kontakları açıkken (K2’nin de kontakları açık) zaman rölesi saatini sıfırlıyor.
4) Pompanın motoru
harekete geçiyor.
5) Zaman rölesi, basınç sviçininkapanma hatası yapması halinde shut– dawn için (acil durum) sistemde yer alıyor. Zaman rölesinin bobinine 60 saniye sürekli akım gönderilmesi halinde, rölenin kontakları açılıyor, K1 rölesinin bobinine olan devreyi kesiyor bu da sistemin kapanmasına neden oluyor.
START-UP
FTA-Hatalar
Birincil hata
Yapacağı görev içim tanımlanmış bir elemanınçevresinde oluşan hata. Örneğin basınçlı tank,P0 basıncına dayanıklı, P≤ P0 basıncında kaynakhatası nedeniyle parçalanması.
FTA- Hatalar
İkincil hata
Elemanın tasarımını aşan bir durumda hata yapması. Örneğin P0’a dayanıklı basınçlı tank. P>P0’de parçalanması.
FTA - Hatalar
Kumanda hatası
Elemanın doğru çalışması ancak yanlış zamanda veya yanlış yerde çalışması
Örneğin pompanın, diğer elemanlardan birisinden gelen yanlış bir sinyal nedeniyle erken durması veya çalışması.
İstenmeyen olay olarak boru ve kabloların arızaları dışarıda bırakılırsa tankın yırtılması veya parçalanmasını ele alıyoruz.
POMPA ÇALIŞMAYA BAŞLADIĞINDATANKIN YIRTILMASI
Bu olay bir bileşen hatasından kaynaklıyor mu ? Sorusunacevap “evet” olduğundan tepe olayın altına “VEYA” kapısınıkoyarız ve birincil, ikincil hataları inceleriz.
Ne zaman ?Ne ?
FTA Kural 1
POMPA ÇALIŞMAYA BAŞLADIĞINDA TANKIN
YIRTILMASI
TANKIN YIRTILMASI(İkincil hata)
TANKIN YANLIŞ SEÇİM VEYA YANLIŞ MONTAJINDAN
YIRTILMASI (Yanlış Tank)
TANKIN YIRTILMASI(Birincil hata)
Şekil 1 : Bileşen hatası
TANKIN YIRTILMASI(İkincil hata)
İKİNCİL HATA –POMPANIN SÜREKLİ
ÇALIŞMASI > 60 s
İKİNCİL HATA –MEKANİK, TERMAL
GİBİ NEDENLER
Şekil 2 : İkincil hata
İKİNCİL HATA –POMPANIN SÜREKLİ
ÇALIŞMASI > 60 s
EĞER POMPA t>60 s ÇALIŞIRSA TANKIN
YIRTILMA İHTİMALİ = 1
POMPA SÜREKLİ ÇALIŞIYOR t>60 s SİSTEM
HATASI
Şekil 3 : Sistem hatası
Şekil 4 : FTA
Boolean Matematiği
Boolean matematiği FTA’daözel uygulamayı sağlamaktadır.
Örneğin vanalar açık veya kapalı, bir olay olur veya olmaz gibi ikilemlerde çok önemlidir.
George Boole1815 - 1864
T1 : Değişme (a) A + B = B + A(b) A B = B A
T2 : Birleşme (a) (A + B) + C = A + (B + C)(b) (A B) C = A (B C)
T3 : Dağılma (a) A (B + C) = A B + A C(b) A + (B C) = (A + B) (A + C)
T4 : Özdeşlik (a) A + A = A(b) A A = A
T5 : Tamamlayıcılık (a) AB + A B = A(b) (A + B ) (A + B) = A
Booelan Denklemleri
VEYA Kapısı
Boolean Matematiği:
P(D) = P(A) + P(B) – P(AB) veya
= P(A) + P(B) – P(A)P(B/A)
D
A B
+
VE Kapısı
VE kapısı kapıya bağlı olayların kesişimidir.VE’ye bağlı tüm olayların oluşması halindetepe olayı oluşabilir. Şekil 5’de verilensistemde Boolean denklemi D= A . B’dir.
D = A1 . A2. A3. A4. A5…..An
D olayı, tüm A’ ların oluşması halindemeydana gelebilir.
D
A B
Şekil 5 : D olayı için VE Kapısı
Minimal Cut Set (MCS)
En az sayıda elemanların hata yapması sonucunda tepe olayın oluşmasını sağlayan küme kesisi.
Tepe olayın oluşması için birincil olayların bir kombinasyonu (kesişim)’dur.
Eğer bu kombinasyonun içindeki her hangi bir olay oluşmaz ise tepe olay oluşmaz.
Tepe olayın MCS’sini genel olarak aşağıdaki şekilde tanımlanır :
T = M1 + M2 + M3 + ….. Mk
T = Tepe olay M= MCS’ler. M = X1 + X2 + X3 + …….. Xn
X = Hata yapan elemanlar
Şekil 6 : FTA Örneği
T = E1 E2
E1 = A + E3
E3 = B + C E2 = C + E4
E4 = A B
E1 ve E2’yi yerine koyalım E1 = A+ E3 E2= B + C : T = (A + E3) (C + E4) = (A C) + (E3 C) + (E4 A) + (E3 E4)E3’ü yerine koyalım E3 = B + C : = A C + (B + C) C + E4 A + (B + C) E4
= A.C + B . C + C . C + E4 . A + E4 . B + E4 . CEş güçlülük kuralına göre C . C = C T = A C + B C + C + E4 A + E4 B + E4 CA.C + B. C + C + E4 C = C ( absorbsiyon kuralına göre) T= C + E4 + E4 BE4 ’ ü yerine koyarsak T = C + (A B) A + (A B) + (A B) BAbsorbsiyon kuralını uygularsak : T = C + A Bolur ve FTA (Şekil 7) yandaki şekle indirgenir.
Şekil 7: MCS
E1
T E2
E3 K2
E4S
S1 E5
RK1
E1 : TEPE OLAYE2, E3, E4, E5 : ARA OLAYLARR : ZAMAN RÖLESİ - BİRİNCİL HATAS : BASINÇ SVİCİ HATASI - BİRİNCİL HATAS1 : S1 SVİÇİ HATASI – BİRİNCİL HATAK1 : RÖLE K1 HATASI – BİRİNCİL HATAK2 : RÖLE K2 HATASI – BRİNCİL HATA T : BASINÇLI TANK HATASI – BİRİNCİL HATA
Basınçlı tank
Boolean Matematiği – Basınçlı tank
E1 = T + E2= T + (K2 + E3)= T + K2 + (S . E4)= T + K2 + S . (S1 + E5)= T + K2 + (s . S1) + (S . E5)= T + K2 + ( S . S1) + S . (K1 + R)= T + K2 + (S . S1) + (S . K1) + (S . R)
Minimal Cut SetK2TS . S1S . K1S . R
Eleman Sembol Hata olasılığıBasınçlı tank T 5 X 10-6
K2 rölesi K2 3 X 10-5
Basınç sviçi S 1 X 10-4
Röle K1 K1 3 X 10-5
Zaman rölesi R 1 X 10-4
Sviç S1 S1 3 X 10-5
P(T) = 5 X 10-6
P(K2) = 3 X 10-5
P(S . K1) = (1 X 10-4) (3 X 10-5) = 3 X 10-9
P(S . R) = (1 X 10-4) (1 X 10-4) = 1 X 10-8
P(S . S1) = (1 X 10-4) (3 X 10-5) = 3 X 10-9
P1 veya P2 veya …Pn = P1 + P2 + P3+ …..PnP(E1) 3,5 X 10-5
Kantitatif Hesaplama
Önemli MSC
MCS’lerin önemini saptamak için MSC’ninolasılığını toplam sistemin olasılığına orantılamalıdır:
MSC ÖnemT 18%K2 88%S . K1 < % 0,1S . R < % 0,1S . S1 < % 0,1
TÜRKİYE KİMYA SANAYİCİLERİ DERNEĞİ
Mustafa BağanGenel Sekreter
Dinlediğiniz için TeşekkürlerSorular ?
Recommended