فلسفه HAC بر پایه یک اصل کلیدی شکل میگیرد:
کاهش ریسک فقط با یک اقدام ممکن نیست، بلکه باید همزمان احتمال نشت، حضور ابر قابل اشتعال، منابع اشتعال و شدت پیامد کنترل شوند…
عناصر مثلث آتش / انفجار
برای وقوع انفجار یا آتشسوزی، سه عامل باید همزمان وجود داشته باشند:
- ماده قابل اشتعال (Fuel)
- منبع اشتعال (Ignition Source)
- اکسیژن یا هوا (Oxidizer)
در ادامه به عاملهای ماده قابل اشتعال (Fuel) و منبع اشتعال
(Ignition Source) پرداخته می شود.
ابتدا باید دانست کدام تجهیزات بیشتر احتمال نشت دارند. سپس باید بررسی کرد که در صورت نشت، آیا غلظت قابل اشتعال در محیط تشکیل میشود یا خیر، این موضوع به خواص ماده، دبی رهایش، فشار، دما و تهویه بستگی دارد. بعد از آن باید ارزیابی شود که چه منابع اشتعالی در اطراف حاضرند و قدرت آنها چقدر است.در نهایت، باید درک کرد که اگر اشتعال رخ دهد، اندازه پیامد تا چه حد خواهد بود. تصاویر شما دقیقاً این چهار حلقه زنجیره ریسک را نشان میدهند. احتمال نشت، احتمال حضور ابر انفجاری، احتمال اشتعال، و شدت پیامد.
از دید مهندسی کاربردی، نتیجه این تحلیلها در چند تصمیم کلیدی منعکس میشود:
- تعیین Zone 1, Zone 0, Zone 2، انتخاب نوع تجهیزات برقی و ابزار دقیق
- تعریف محدودیت برای وسایل نقلیه و منابع جرقه
- تعیین الزامات تهویه
- جانمایی ساختمانها و اتاق کنترل
- تدوین مقررات بهرهبرداری مثل permit to work و کنترل کار داغ
Risk of Explosion related to Size of Release
این نمودار نشان میدهد رابطهای غیرخطی بین حجم آزادشدگی هیدروکربن و احتمال انفجار وجود دارد. با افزایـش میزان آزادسازی، احـتمال انفجـار بهصـورت نمـایی افزایش مییابد.در حجمهای کوچــک (<1 ton)، احتمال انفجار معمولاً کمتر از 1% است، ولی در انتشارهای بزرگ، احتمال تا 100% افزایش مییابد.
Leak Sources
Open Ended Valve
Valve Stem
Storage Tank
Needle Valve Leak
Probability of a Component Leak (Source API 4615)
| Major Leaks >10,000 ppmv | Minor Leaks 10 to 9999 ppmv | No Leaks | Components Screened | Facility Type |
|---|---|---|---|---|
| 0.90% | 1.11% | 97.90% | 48652 | Light Crude |
| 0.00% | 0.43% | 99.54% | 13756 | Heavy Crude |
| 1.61% | 2.15% | 96.23% | 40178 | Gas Production |
| 1.97% | 1.73% | 96.28% | 57126 | Gas Plant |
| 0.77% | 0.81% | 98.60% | 45694 | Offshore Platform |
| 1.18% | 1.39% | 97.41% | 205397 | Totals |
Probability of a Component Leak (Source: Cox Lees and Ang)
| Major Leak 0.1 x A | Minor Leak 0.01 x A | Component |
|---|---|---|
| 100,000 در 1 | 10,000 در 1 | Pipework 1” (leaks/m/yr) |
| 1,000,000 در 3 | 100,000 در 1 | Pipework 10” (leaks/m/yr) |
| 10,000 در 1 | 1,000 در 1 | Flanges (leaks/yr) |
| 10,000 در 3 | 1,000 در 3 | Pumps (leaks/yr) |
| 1,000 در 5 | ــــ | Small Bore Connections 1/2” (leaks/yr) |
این جداول احتمال نشت اجزاء فرآیند مانند لولهها، فلنجها، ولوها و پمپها را نشان میدهند. این دادهها برای ارزیابی احتمال تشکیل جو قابل انفجار استفاده میشود. احتمال نشت در اتصالات کوچک بسیار بیشتر از اجزاء بزرگ است.
Ignition Sources on Closed Process Plants
دادههای آماری مربوط به واحدهای صنعتی بسته نشان میدهند مهمترین منابع اشتعال عبارتاند از:
- شعلهها (18%)
- منابع الکتریکی (16%)
- سطوح داغ (13%)
- الکتریسیته ساکن و اصطکاک (حدود 7%)
بخش قابل توجهی از حوادث (26%) منشأ ناشناخته دارند.
Rew and Spencer Model
| Ignition Potential | Examples of Ignition Sources | Category (Strength of Source) |
|---|---|---|
| p = 1 | Hot Work, Electrical Faults | Certain |
| p > 0.5 | Smoking, Vehicles, Substations, Unclassified | Strong |
| 0.5 > p > 0.05 | electrical equipment, Engines, Hot surfaces, Office Equipment, Electrical | Medium |
| p < 0.05 | Appliances, Mechanical Sparks,Static electricity, Intrinsically safe equipment | Weak |
| p = 0 | Radio Frequency Sources | Negligible |
این مدل، قدرت منابع اشتعال را به پنج طبقه تقسیم میکند تا در طراحی HAC بتوان احتمال اشتعال را به صورت کمی (Probabilistic) تخمین زد. منابعی مثل کار داغ و خطای الکتریکی در طبقه “Certain” قرار دارند.
برای واحد در حال بهره برداری چه راهکارهایی وجود دارد؟
- پرده آب Water Curtain برای جلوگیری از رسیدن گاز نشت یافته به منابع جرقه / حرارت
- خاموشی دستی یا اتوماتیک تجهیزات (منابع جرقه / حرارت) Automatic / Manual (Electrical) Shutdown Based on F&G cause & Effect (C&E)
- تهویه بیشتر برای انبار / اتاق باتری / آزمایشگاه / ساختمانها
- تهویه بیشتر برای Engine / Turbine / Boiler Hall
