seguridad funcional en plantas de proceso: mejor entendimiento, … 6.2.pdf · 2012-07-25 ·...
Post on 12-Mar-2020
3 Views
Preview:
TRANSCRIPT
®
Seguridad funcional en
plantas de proceso: mejor
entendimiento, mayores
beneficios
• Mario Pérez Marín
• CFSE & PHA LEADER
®
Administración
de la seguridad
funcional y
evaluación y
auditoria de la
seguridad
funcional
8.1
Estructura y
planeación
del ciclo de
vida de
seguridad
8.2
Análisis de riesgos y peligros
del proceso
(8.4)
Asignación de funciones de
seguridad para las capas de
protección
(8.5)
Especificación de requisitos
específicos de seguridad
para los SIS
(8.6 y 8.8)
Diseño y desarrollo de
otras maneras de
reducción de riesgo
(8.5) Diseño e ingeniería de los
sistemas instrumentados de
seguridad
(8.7 y 8.8)
Instalación, comisionamiento
y validación
(8.10 y 8.11)
Modificación
(8.13)
Operación y mantenimiento
(8.12)
Desmantelamiento
(8.14)
Verificación
8.3, 8.8.4 y
8.8.7
Simbología
Dirección del flujo de información
Requisitos no detallados en esta norma de referencia
Requisitos detallados en esta norma de referencia
1
2
3
4
5
6
7
8 9 10 11
NOTA 1. Las etapas 1 a la 5 están definidas en 8.1.1.6.1.2 al 8.1.1.6.1.5 de esta norma de referencia
NOTA 2. Todas las referencias son para la parte O ETAPA 1 a menos que se indique alguna otra cosa
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
Etapa 1
Etapa 5
Ciclo de Vida de la Seguridad Funcional
(NRF-045, IEC-61511)
®
Fuente: Pérez Marín, M; Jacobo Vargas C. “Cuerpo del conocimiento para Seguridad Funcional”, Foro de Seguridad ISA-México, 2005.
BOK= Cuerpo del Conocimiento
ANÁLISIS DE RIESGOS Y PELIGROS DEL PROCESO
®
Plan de
Análisis de
Riesgos
Definición
del Sistema
Identificación
de Peligros
Análisis de
Frecuencias
Análisis de
Consecuencias
Mapeo de
Riesgo
Evaluación
del Riesgo
Medidas
adicionales
del Riesgo
Criterio de
Riesgo
AceptableMedidas
reductoras
del Riesgo
ESTIMACIÓN DE RIESGO
ANÁLISIS DE RIESGO
EVALUACIÓN DEL RIESGO ACEPTABLE
INACEPTABLE
Lazo de
Riesgo
LAZO DE ANALISIS DE RIESGO
®
Descripción de la Función Instrumentada de Seguridad (FIS)
•Encontrar todas las FIS existentes y recomendadas
•Las FIS recomendadas se encuentran en la columna de recomendaciones y las FIS
existentes se encuentran en la columna de salvaguardas Dev. Causas Consecuencias Salvaguardas Recomendaciones
1.0.-Más presión
Falla del Control de presión de vapor del rehervidor de la columna causando una entrada excesiva de calor
Sobrepresión de la columna y falla mecánica potencial del recipiente con emisión de su contenido
Válvula de relevo de presión, intervención del operador por alarmas por alta presión, diseño mecánico del recipiente
Instalar FIS para parar el flujo de vapor del rehervidor por alta presión en la columna
Bajo flujo a través de la bomba causa falla de la bomba y falla subsecuente del sello
Falla del sello de la bomba y emisión de material flamable
FIS para paro de la bomba por bajo flujo a la salida
Protecciones existentes adecuadas
ANÁLISIS DE RIESGOS Y PELIGROS DEL
PROCESO, EJEMPLO DE FIS EN UN HAZOP
®
Lazo de
Riesgo
Funciones de
Control y
Monitoreo (BPCS)
Funciones de
Prevención FIS y
No-FIS
Funciones de
Mitigación FIS y
No-FIS
Riesgo
Aceptable
Considerar
Cambios en
el Proceso
ASIGNACION DE
FUNCIONES DE
SEGURIDAD A CAPAS
DE PROTECCIÓN
®
Reducción de riesgo proporcionada por todas las
medidas de protección
Riesgo cubierto
por medidas de
mitigación del
tipo no-SIS
Riesgo cubierto por
los SIS
Riesgo cubierto por
medidas de
prevención del
tipo no-SIS
Riesgo tolerable
Riesgo residual
Reducción
de riesgo
necesaria
Reducción
de riesgo
obtenida
REDUCCION DE RIESGO POR IPL´S
MA
GN
ITU
D D
EL
RIE
SG
O
Riesgo del
Proceso
®
•El ACP ayuda a definir si un riesgo previamente
identificado es tolerable o no para un proceso en
particular y si se requiere de implementar una
Función Instrumentada de Seguridad (FIS) y qué
Reducción del Riesgo debería de desempeñar
dicha función.
ANALISIS DE CAPAS
DE PROTECCIÓN
(ACP)
ASIGNACION DE FUNCIONES DE SEGURIDAD
A CAPAS DE PROTECCIÓN
Número de
Escenario
5.1.IA.1
Probabilidad
Frecuencia
(Por año)
1.00E-03
1.00E-01
1
1
1
1.00E-01
1.00E-01
1.00E-01
1.00E-02
1.00E-03
1.00E+00
1.00
Para alcanzar el criterio de riesgo tolerable es necesaria la implementación
de la alarma en el SCD y de la FIS en el ESD.
Válvula SDV de corte en el cabezal 2" GI
2225 A22A ubicada corriente arriba de la
PCV-1501 y su sensor por alta presión debe
estar ubicado corriente debajo de la PCV-
1501.
PFD total de todas las IPLs
HOJAS DE TRABAJO
Número de Equipo: Cabezal
de Gas de Instrumentos
2"GI-2225-A22A
Título del escenario: Fuga en uniones bridadas y
roscadas
Fecha: Feb 09 Descripción
Consecuencia
Descripción/Categoría
1) Liberación de Gas al ambiente
Referencias (ligas para originar revisión de peligros, PFD, P&ID, etc.):
NORMA DE REFERENCIA NRF-045-PEMEX-2002 "DETERMINACION DEL NIVEL DE
INTEGRIDAD DE SEGURIDAD DE LOS SISTEMAS INSTRUMENTADOS DE SEGURIDAD".
Frecuencia de la Consecuencia Mitigada
¿Se alcanza el criterio de riesgo tolerable? (Si/No) Si
PFD objetivo
Factor de reducción de Riesgo Requerido
Acciones requeridas para alcanzar el criterio de riesgo tolerable:
Notas
Capas independientes de protección
Alarma por alta presión en SCD en el
cabezal 2" GI 2225 A22A ubicada corriente
abajo de la PCV-1501.
Probabilidad de fatalidades
Otros
Probabilidad de personal en área afectada
Frecuencia de la Consecuencia no Mitigada
Criterio de Riesgo
Tolerable (Categoría o
Frecuencia)
En base al criterio de la norma de PEMEX
NRF-045-PEMEX-2002, para evento Menor.
Probabilidad de Ignición
Modificadores Condicionantes (Si aplica)
Evento Iniciador
(Típicamente como
frecuencia)
Falla en PCV-1501.
Evento habilitante o
El Análisis de
Capas de
Protección
lleva implícito
el árbol de
eventos para
el caso de
fallas de todas
la CPI
Evento
IniciadorIPL-1 IPL-2 Resultado
Probabilidad (0.1) 1Xe-3
Probabilidad (0.1) Falla
Falla
Frecuencia (1x10-1/año) Sin impacto
Éxito
Éxito Sin impacto
®
Evento iniciador IPL-2 IPL-3 Resultado
Probabilidad de Falla (0.035)
OCURRE
ACCIDENTE!!!
Probabilidad de Falla (0.02)
Probabilidad de Falla
(0.1)
Probabilidad de Éxito
(0.965)
Sin impacto
Probabilidad de Éxito (0.98)
Sin impacto
ÁRBOL DE EVENTOS DE UN ACP
ASIGNACION DE FUNCIONES DE SEGURIDAD
A CAPAS DE PROTECCIÓN
®
NORMA DE REFERENCIA NRF-018-PEMEX-2008
EJEMPLOS DE RIESGO ACEPTABLE
ASIGNACION DE FUNCIONES DE
SEGURIDAD A CAPAS DE PROTECCIÓN
F4 B B A A
F3 C B B A
F2 D C B A
F1 D D C B
C1 C2 C3 C4
Tipo Descripción
A Riesgo Intolerable. El riesgo requiere acción inmediata;
el costo no debe ser una limitación y el no hacer nada no
es una opción aceptable, representa una situación de
emergencia y deben establecerse controles temporales
inmediatos. La mitigación debe hacerse por medio de
controles de ingeniería y/o factores humanos hasta
reducirlo a Tipo C o de preferencia a Tipo D, en un lapso
de tiempo menor a 90 días.
B Riesgo Indeseable. El riesgo debe ser reducido y hay
margen para investigar y analizar a más detalle. No
obstante, la acción correctiva debe darse en los próximos
90 días. Si la solución se demora más tiempo, deben
establecerse. Controles Temporales Inmediatos en sitio,
para reducir el riesgo.
C Riesgo Aceptable con Controles. El riesgo es
significativo, pero se pueden compensar con las acciones
correctivas en el paro de instalaciones programado, para
no presionar programas de trabajo y costos. Las medidas
de solución para atender los hallazgos deben darse en los
próximos 18 meses. La mitigación debe enfocarse en la
disciplina operativa y en la confiabilidad de los sistemas
de protección.
D Razonablemente Aceptable. El riesgo requiere control,
pero es de bajo impacto y puede programarse su atención
y reducción conjuntamente con otras mejoras operativas.
®
NORMA DE REFERENCIA NRF-045-PEMEX-2003
EJEMPLOS DE RIESGO ACEPTABLE
ASIGNACION DE FUNCIONES DE SEGURIDAD
A CAPAS DE PROTECCIÓN
GUÍA DEL CORPORATIVO DE PEMEX (800-16700-DCO-SCM-GT -008)
Riesgo Individual (fatalidades)
Frecuencia por Año
Trabajadores Terceros
Intolerable >10-3 >10-4
Tolerable 10-3 a 10-5 <10-4
Ampliamente Aceptable <10-3
®
DEFINICIÓN DE SIL
El Nivel de Integridad de Seguridad (SIL) es una medida de la reducción
de riesgo (RR) que otorga una Función Instrumentada de Seguridad (FIS).
En forma equivalente, es una métrica de probabilidad de falla de la FIS. En
ambos casos es un valor discreto basado en 3 niveles (para el sector de
industria de procesos).
SIL PFD avg, % FRR
3 0.01-0.1 1000-10,000
2 0.1-1 100-1000
1 01- 10 10-1000
PFDavg= Probabilidad de Falla en Demanda Promedio
FRR= Factor de Reducción de Riesgo
Diseño e Ingeniería de los sistemas
instrumentados de seguridad
®
VARIABLES
DE DISEÑO
Diseño e Ingeniería de los sistemas
instrumentados de seguridad
®
VARIABLES DE DISEÑO DE SIS
Diseño e Ingeniería de los sistemas
instrumentados de seguridad
®
DISEÑO DEL SIS
AI
DI
DO
DO
AI
AI
DI
DO
DO
AI
AI
Sensores Elemento Final
Procesador Lógico
Equipo bajo control
ESPECIFICACIÓN DE REQUERIMIENTOS DE
SEGURIDAD PARA LOS SIS
®
15% Diseño e
Implementación
6% Instalación
y Arranque
44% Especificaciones
15% Mantenimiento
y Operación
20% Cambios Después
De arranque
Distribución porcentual de fallas
ESPECIFICACIÓN DE REQUERIMIENTOS DE
SEGURIDAD PARA LOS SIS
®
DISEÑO/SELECCIÓN DE RELACIONES FUNCIONALES
CAUSAS
EFECTOS
LOGICA
ESPECIFICACIÓN DE REQUERIMIENTOS DE
SEGURIDAD PARA LOS SIS
®
Especificación de Requerimientos de Seguridad SRS
No. Requerimiento 1 Sistema
2 Rol
3 Sobrevivencia
4 Fallas de causa común
5 Requerimientos de regulaciones que afectan al diseño del SIS
6 Detalles necesarios para el diseño del SIS
7 Selección de modo Continuo o en Demanda del SIS
8 Definición del estado seguro
9 Métodos para alcanzar el estado seguro
10 Interfaces con otros sistemas
11 Modos relevantes de operación
12 Por arranque y paro
13 Salidas del SIS y sus Acciones
14 Relaciones Funcionales
15 Selección de Energizado o des-energizado
16 Determinación de los estados que a falla de energía tomarán los elementos finales
17 Consideraciones de activación manual de paro.
18 Consideraciones en caso de falla de energía del SIS.
19 Interface Humano Máquina.
20 Funciones de reset
21 SIL por cada FIS
22 Extremos ambientales
23 Pruebas y mantenimiento
EJEMPLO DE UN CONTENIDO DE ERS
® CERTIFICACIÓN EN SEGURIDAD
FUNCIONAL
®
BENEFICIOS DE CONTAR CON UN
CORRECTO DISEÑO DE UN SIS:
•REALIZAR UN PROYECTO DE SIS BASADO EN
RIESGO
•CONTAR CON UN DOCUMENTO BASE DEBIDAMENTE
SUSTENTADO PARA REALIZAR EL DISEÑO
•EVITAR LOS ERRORES DE DISEÑO QUE ORIGINAN
LAS FALLAS
•ESTABLECER UNA MANERA SISTEMÁTICA DE
REVISIÓN
•EVITAR SIS CON SOBRE DISEÑO O SIS DE BAJO
DESEMPEÑO
®
GRACIAS!
POR SU ATENCIÓN:
top related