By Sphera’s Editorial Team | Juni 14, 2022

Als im Zuge der Industriellen Revolution neue Möglichkeiten der Energieerzeugung und -nutzung eingeführt wurden, stieg die Nachfrage nach Energie sprunghaft an und führte somit den technologischen Fortschritt der Ära voran. Chemische Anlagen und Kraftwerke wurden schnell gebaut, aber die Gefahren, die mit dem Betrieb dieser Anlagen verbunden waren, wurden nicht richtig eingeschätzt. Vorfälle wie die tödlichen Unfälle in Seveso (Italien) im Jahr 1976 und in Bhopal (Indien) im Jahr 1984 haben die weltweite Aufmerksamkeit auf die Gefahren gelenkt.

Arbeitnehmer in der Chemiebranche, in der Fertigung, im Baugewerbe und im Bergbau sind durch die Aufgaben, die sie ausführen, und die Stoffe, mit denen sie umgehen, immer noch Risiken ausgesetzt. Aber dieses Risiko wurde dank der nach den Vorfällen in Bhopal und Seveso erlassenen Vorschriften verringert.

Die Vorschriften umfassen die Seveso-Richtlinie. Sie zielt darauf ab, Unfälle mit gefährlichen Stoffen zu verhindern und die Folgen solcher Unfälle für Mensch und Umwelt zu begrenzen, sollten sie sich ereignen.

Die U.S. Occupational Safety and Health Administration (OSHA) hat in den 1990er Jahren Vorschriften (1910.119) für das Management der Prozesssicherheit von hochgefährlichen Chemikalien eingeführt. Die U.S. Environmental Protection Agency (EPA) hat ebenfalls Vorschriften und Leitfäden (40 CFR Part 68) im Rahmen des Clean Air Act veröffentlicht, um Chemieunfälle in Anlagen zu verhindern, die bestimmte gefährliche Stoffe verwenden.

Etwa zur gleichen Zeit hat die britische Regierung die COMAH-Verordnung (Control of Major Accident Hazards) erlassen, die von den Unternehmen verlangt, „notwendigen Maßnahmen zu ergreifen, um schwere Unfälle mit gefährlichen Stoffen zu verhindern“.

Diese Vorschriften bieten einen Rahmen für das Prozesssicherheits-Management (PSM) und heute gibt es mehrere Instrumente, die Unternehmen dabei helfen, einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Dazu gehören PHA, HAZOP und LOPA – Werkzeuge, die den Betriebsteams helfen, Gefahren am Arbeitsplatz zu managen und die Entstehung von Risiken zu verhindern.

Was ist eine PHA?

Die Prozessgefahrenanalyse (PHA) hilft Unternehmen bei der Identifizierung, Reduzierung und dem Management von Gefahren am Arbeitsplatz, die Brände, Explosionen und Freisetzungen von giftigen oder brennbaren Chemikalien verursachen können. PHA trägt auch dazu bei, die durch einen Zwischenfall verursachte Ausfallzeit zu reduzieren.

Eine PHA ist im Wesentlichen eine detaillierte, schrittweise Überprüfung der Betriebsabläufe und Verfahren von Chemie- und Fertigungsanlagen. Mit ihr werden Daten zu Geräten, Instrumenten, Versorgungseinrichtungen und menschlichen Handlungen analysiert, um mögliche Ursachen für die Freisetzung gefährlicher Chemikalien aufzuzeigen und deren Folgen zu bewerten. OSHA und die Europäische Agentur für Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz (EU-OSHA) verlangen eine PHA für jeden industriellen Prozess, der gefährliche Chemikalien beinhaltet. Versicherungsgesellschaften und Zulassungsbehörden verlangen sie ebenfalls.

Was ist ein HAZOP und wie hängt er mit einer PHA zusammen?

Es gibt verschiedene Methoden zur Durchführung einer PHA, darunter die Gefahren- und Betriebsfähigkeitsstudie (HAZOP). Andere Methoden sind die Fehlermöglichkeiten- und Einflussanalyse (FMEA), die „Was wenn“-Analyse und Checklisten.

Ein HAZOP hilft Unternehmen dabei, potenzielle Gefahren in Prozessen, Anlagen und Einrichtungen proaktiv zu erkennen und anzugehen. Dieses strukturierte und systematische Verfahren wird häufig während der Planung und dem Bau von Anlagen durchgeführt, um sicherzustellen, dass ein System oder eine Anlage die erwartete Leistung erbringt. Es wird auch für bestehende Betriebs- und Wartungsprozesse verwendet.

Wie wird das HAZOP durchgeführt?

HAZOP basiert auf der Annahme, dass risikobehaftete Vorfälle durch Abweichungen von den Planungs- oder Betriebsabsichten verursacht werden. Wie bei allen PHAs werden auch bei HAZOPs unbeabsichtigte Ergebnisse ermittelt, um deren Auswirkungen auf Aspekte der Gesundheit und Sicherheit zu verstehen.

Zu dem Team, das den HAZOP durchführt, müssen Experten wie Ingenieure, Betriebs-, Wartungs- und Aufsichtspersonal und andere gehören, die ein solides Verständnis der HAZOP-Methode und des zu überprüfenden Prozesses haben. Unternehmen beziehen oft einen Ingenieur mit ein, der mit dem Prozess nicht vertraut ist, um eine andere Perspektive zu bieten.

Teammitglieder dokumentieren jedes Szenario auf Arbeitsblättern, damit die gesammelten Informationen während und nach der Studie zur Qualitätskontrolle überprüft, kontrolliert und referenziert werden können. Auch Aufsichtsbehörden und Versicherungsgesellschaften nutzen die Dokumentation, um die Einhaltung der Vorschriften zu überprüfen.

Für eine komplexe Analyse verwendete Tools

Eine PHA und ein HAZOP sind aufgrund der Komplexität der überprüften Prozesse und der Menge der gesammelten Daten zwangsläufig komplex. Zur Bewältigung der Herausforderungen, die diese Komplexität an die Dokumentation stellt, greifen Unternehmen häufig auf Software zurück. Sphera’s Process Hazard Analysis (PHA Pro) & HAZOP Software bietet eine Möglichkeit, Daten zur Risikobeurteilung zu standardisieren, Szenarien aufzuzeichnen und sicherzustellen, dass Empfehlungen befolgt werden.

Was ist LOPA? Wie unterscheidet sie sich von HAZOP?

Unternehmen vertrauen auch auf die Layer of Protection Analysis (LOPA), die vom Center for Chemical Process Safety als eine Methode definiert wurde, die unabhängige Störfallszenarien analysiert, um eine Risikoabschätzung mit den Risikokriterien zu vergleichen. LOPA erleichtert Unternehmen die Bestimmung, wie viele unabhängige Schutzschichten erforderlich sind und wie viel Risikominderung jede Schicht bieten muss, damit das Szenario innerhalb der Risikotoleranz des Unternehmens liegt.

Die LOPA und das HAZOP werden unabhängig voneinander durchgeführt, ergänzen sich aber gegenseitig, um eine solide Beurteilung der Risiken zu ermöglichen. Ein HAZOP hilft Unternehmen, die aktuellen Risiken zu verstehen, indem es die gesamte Bandbreite der Möglichkeiten aufzeigt. Die LOPA offenbart die verfügbaren Schutzschichten für den Fall, dass eine dieser Möglichkeiten Realität wird, und identifiziert alle vorhandenen Schwachstellen, damit sie behoben werden können.

Die Rolle der Sicherheitsintegritätsstufe (SIL)

Eine weitere wichtige Komponente des Prozesssicherheits-Managements ist das funktionale Sicherheitsmanagement. Durch Normen wie IEC 61508 und IEC 61511 stellt das Management der funktionalen Sicherheit sicher, dass die kritischen Schutzschichten für alle Gefahren einer Anlage stets funktionstüchtig und zum Schutz verfügbar sind.

Als Bestandteil des funktionalen Sicherheitsmanagements muss jede kritische Schutzmaßnahme, die als sicherheitsbezogene Funktion (Safety Instrumented Function, SIF) bezeichnet wird, einen Sicherheitsintegritätsgrad (Safety Integrity Level, SIL) haben – ein definiertes Maß an Risikominderung –, das sie bieten kann.

Die SIL-Berechnung legt das Risiko fest, das von einer bestimmten Gefahr ausgeht, ohne die Vorteile eines sicherheitsgerichteten Systems (Safety Instrumented System, SIS) zur Risikominderung. Dies wird als unvermeidbares Risiko bezeichnet. Die Zahl, die das unverminderte Risiko darstellt, wird mit einem Zielwert für das tolerierbare Risiko verglichen. Wenn das ungemilderte Risiko höher ist als das tolerierbare Risiko, muss es durch ein SIF, das Teil eines Safety Instrumented System ist, angegangen werden.

Um sicherzustellen, dass die allgemeinen PSM-Risikoziele erreicht werden, ist es wichtig, dass jeder SIF über einen aktiv verwalteten SIL verfügt. LOPA ist eine Methode, die üblicherweise verwendet wird, um den erforderlichen SIL für jeden SIF in einem Prozess zu bestimmen.

Prozesssicherheits-Management-Tools: Eine Zusammenfassung

Lassen Sie uns das Ganze noch einmal miteinander verknüpfen. Die Hazard and Operability Study (HAZOP) und die Process Hazard Analysis (PHA) identifizieren Ihre Probleme mit der Prozesssicherheit. LOPA stellt fest, wo Lücken bestehen und wo Sie sicherheitsgerichtete Funktionen (Safety Instrumented Functions, SIFs) implementieren müssen; es bestimmt, welchen Sicherheitsintegritätslevel (SIL) die SIFs benötigen. Die SIFs sind Teil eines Safety Instrumented System (SIS). Alles folgt einer Kette, wobei jedes Element das nächste nährt.

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Unternehmen in der Chemie-, Fertigungs-, Bau- und Bergbaubranche können nicht sicher arbeiten, wenn sie die Risiken und Abhilfemaßnahmen nicht kennen, die durch PHA-, HAZOP- und LOPA-Analysen ermittelt wurden. Erfahren Sie, wie die PHA Pro & HAZOP Software von Sphera Ihnen hilft, robuste Analysen durchzuführen, die Ihnen die nötigen Informationen liefern.

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