طراحی و دستگاه‌ها برای کشف امکان مخاطرات یا عملکرد نامطلوب و نیز پیامدهای آن بر کل سیستم است. به عبارت دیگر روش مذکور روشی است که به افراد این امکان را خواهد داد، در مورد راه‌های ممکن جهت کم‌کردن صدمات احتمالی فکر کرده و نظر خود را بیان نمایند و برای کم‌کردن این احتمال که شرایط خاصی فراموش شود راهی نظام‌مند در پیش گرفته می‌شود[16].
2-3- دلایل فراگیر شدن روش HAZOP
این روش خاص صنایع فرآیندی طراحی شده، روشی سیستماتیک، خلاق تیمی و مقرون به صرفه است. علاوه بر آن یادگیری روش آسان بوده و از همه مهم‌تر علاوه بر مخاطرات، مشکلات فرآیندی را هم شناسایی می‌نماید.
نمودار2-1- اصول بنیادی HAZOP
2-4- شرح فعالیت‌ها در روش HAZOP
روش HAZOP به عنوان روشی پایه برای شناسایی خطرات فرآیندی در طراحی و عملیات واحدهای صنعتی مورد توجه قرار گرفته است. این روش دارای ساختاری مشخص بوده و از تیمی با تخصص‌های مختلف مهندسی جهت شناسایی مخاطرات استفاده می‌کنند.
ترکیبی از متغیرهای فرآیند مانند جریان، فشار و دما با واژه‌های کلیدی مانند: بیشتر، کمتر و وجود نداشتن به منظور تعیین انحرافاتی از هدف طراحی مانند: افزایش جریان و کاهش دما در این روش مورد نظر می‌باشد. علل محکم و قابل قبول انحرافات برای هر یک از بخش‌های واحد به بحث گذاشته شده و پیشنهاداتی برای بهبود فرآیند ارائه خواهد شد[17].
2-5 – اطلاعات شروع به کار
برای شروع به کار در این روش اطلاعات مربوط به کلیه مواد حاضر در فرآیند از نظر سمیت، خاصیت انفجاری، آتش‌گیری و خورندگی مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین اطلاعات مربوط به فناوری فرآیند از جمله شرح فرآیند، نمودار جریان، موازنه جرم و انرژی، تجهیزات و سیستم‌های لوله‌کشی، اطلاعات کلی واحد و محیط اطراف از جمله جانمایی و شرایط اقلیمی در کنار در نظر گرفتن الزامات قانونی، گزارش حوادث، استانداردهای مرتبط لازم خواهد بود.
2-6 – مراحل HAZOP
مراحل انجام مطالعه HAZOP در شکل 2-1 نشان داده شده است به این ترتیب که در این روش سیستم به گره‌های منطقی تقسیم می‌شود. سپس گره خاصی انتخاب شده و ترکیبی از یک پارامتر و کلیدواژه مناسب آن جهت تعیین مخاطرات و مسائل عملیاتی بکار گرفته می‌شود. پس از آن عواقب احتمالی بررسی شده و در صورت وجود ثبت می‌گردد. با انتخاب گره دیگر این دستورالعمل تا پایان بررسی کلیه گره‌ها ادامه می‌یابد [18].
2-7- گروه HAZOP
مطالعه مخاطرات و راهبری یک سیستم توسط گروهی مرکب از مسئولین واحدها، مهندسین فرآیند و ابزار دقیق و نیز افراد آشنا به HAZOP انجام می‌شود. تمام اعضاء گروه هدف مشترکی دارند و آن داشتن واحدی بی‌خطر و ایمن و عاری از مشکلات عملیاتی است. اما هر یک از آنان محدودیت خاص خود را دارند. تعدادی به این می‌اندیشند که هزینه تغییرات تا حد امکان کاهش یابد و تعدادی دیگر در اندیشه رفع کامل هرگونه مشکلی هستند. این اختلاف سلیقه‌ها موجب آن می‌شود که پیش از هرگونه تصمیم‌گیری در خصوص روش حل مشکلات عملیاتی یا پیشگیری از مخاطرات فرآیند، راه‌حل‌های پیشنهاد شده از زوایای مختلف مورد بررسی قرار گرفته و نهایتاً تصمیم صحیح اتخاذ شود. معمولاً گروه، رهبر31 یا سرگروهی دارد که وظیفه ساماندهی و هماهنگی جلسات را در کنار وظایفی مانند تعیین اعضاء گروه و پیشبرد جلسه براساس تئوری‌های روش HAZOP را عهده‌دار است. این فرد بی‌طرف بوده و معمولاً یک مهندس فرآیند مجرب است. یکی دیگر از اعضاء گروه به عنوان منشی وظیفه تهیه برگه‌های کاری32 و ضبط کلیه نظرات ارائه شده و نوشتن گزارش انتهایی در هر جلسه را بر عهده دارد[18].
شکل 2-1- مراحل روش HAZOP[18].
جدول 2-2- مراحل روش HAZOP
ورودی تیم HAZOP
مثل مشخص
عمل رهبر
مرحله HAZOP
اگر افت فشار تولید روی دهد
چگونه ممکن است لوله تغذیه با دبی معکوس کار کرده باشد؟
رهبری دبی معکوس را انتخاب می‌کند.
ترکیب واژه راهنما و پارامتر را به کار می‌برند.
ترکیدن لوله بالا دست
بسته شدن سهوی شیر
خرابی پمپ
علت افت فشار تغذیه چه می‌تواند باشد؟
رهبر کنکاش می‌کند که انحراف چگونه رخ می‌دهد.
یک علت معقول برای انحراف یافته می‌شود.
به مقدار نشتی، محل آن و شانس جرقه و میزان در معرض بودن پرسنل بستگی دارد.
اگر لوله بترکد آیا مخاطره‌ای وجود دارد؟
رهبر امکان وجود مخاطره را بررسی می‌کند.
عواقب احتمالی بررسی می‌شود.
– استانداردهای طراحی
– بازرسی سرویس و نگهداری
– تیم واکنش اضطراری
چگونه در مقابل این احتمال، اقدامات حفاظتی انجام می‌دهید؟
رهبر، احتمال مخاطره بالقوه را بررسی می‌کند.
هرگونه حفاظت ممکن مورد بحث قرار می‌گیرد.
شکل 2-2- نقش هر عضو در مراحل مطالعات HAZOP
2-8- جدول HAZOP
کلیه اطلاعات جمع‌آوری شده از جلسات در جداولی33 مطابق جدول 2-3 الف که معادل فارسی آن در جدول 2-3 ب ارائه شده است، نوشته می‌شوند.
جدول 2-3- الف. جدول HAZOP[16]
Page: of
Study title:
Date
Rev no:
Drawing no:
Meeting date
HAZOP no:
Design intent:
Node no:
Action
Allocated
To
Actions
required
Comment
Safe-
guards
Consequences
Possible
causes
Deviation
Parameter
Guide-
Word
No.
جدول 2-3- ب. جدول HAZOP
صفحه: از
عنوان مقاله:
تاریخ:
مرور شماره:
شماره نقشه:
تاریخ برگزار
ی
جلسه
اعضای گروه تعیین مخاطرات:
شماره گره
مورد بررسی:
هدف طراحی:
مسئول
رفع عیب
عملیات لازم جهت
رفع عیب
پیشنهاد
تدابیر
امنیتی
پیامدها
دلایل
امکان‌پذیر
انحراف
پارامتر
کلیدواژه
شماره
2-8-1- ورودی‌های جدول HAZOP عبارتند از:
1-گره34:
گره قسمت ویژه‌ای از فرآیند است که مورد بحث گروه قرار می‌گیرد و کلیه اتفاقات ممکن برای فرآیند در آن ناحیه بررسی می‌شوند. به عنوان مثال هر یک از ماشین‌آلات از قبیل کمپرسورها، پمپ‌ها، جداکننده‌ها، راکتورها همراه با کلیه لوله‌کشی و وسایل مرتبط به آنها در فرآیند می‌توانند یک گره باشند.
2- هدف طراحی35:
در این قسمت رفتاری که از گره مورد بحث در فرآیند انتظار می‌رود بیان می‌گردد.
3- انحرفات36:
رفتارهای غیر عادی فرآیند که در قسمت هدف طراحی آورده نشده و احتمال رخداد آن وجود دارد انحرافات نام دارند.
4- پارامتر37:
کلیه پارامترهای موجود در فرآیند مانند جریان، فشار، دما و… در این قسمت بیان می‌شوند. معمولاً پارامترهای سیستم به طور کلی به صورت زیر طبقه‌بندی می‌شوند:
پارامترهای فیزیکی که به خواص مواد فرآیند اشاره دارد.
پارامترهای فیزیکی که به شرایط فرآیند بستگی دارد.
پارامترهای فیزیکی که به دینامیک سیستم بستگی دارد.
پارامترهای غیر فیزیکی قابل لمسی که در فرآیند‌های بسته38 مطرح می‌شوند.
پارامترهایی که به کارکرد سیستم بستگی دارند[18]
تعدادی از پارامترهای قابل بررسی در این روش در جدول شماره 2-4 آورده شده است:
جدول 2-4- پارامترهای موجود در روش HAZOP [16]
معنی فارسی
پارامتر
جریان
Flow
فشار
Pressure
دما
Temperature
درصد ترکیب
Composition
ارتفاع
Level
زمان
Time
سرعت
Speed
لزجت
Viscosity
میزان اسیدی
PH
کارایی
Performance
اندازه اجزاء
Particle size
جداسازی
Separation
مخلوط کردن
Mixing
هم زدن
Stirring
عملکرد صحیح
Normal working
5- کلید واژه‌ها39:
جهت بررسی کلیه حالات ممکن در فرآیند از کلمات کوتاهی استفاده می‌شود که در جدول 2-5 ارائه شده است.
6-دلایل40:
علت بوجود آمدن انحرافات را دلایل می‌نامند. ممکن است چندین دلیل باعث بوجود آمدن یک انحراف شود.
معمولاً توصیه می‌شود ابتدا دلایلی ذکر می‌شود که مهم‌تر است.
7-پیامدها41:
نتایج حاصل از انحرافات را پیامد می‌نامند. چندین پیامد می‌تواند به دلیلی خاص ایجاد شود و برعکس چند دلیل می‌تواند پیامدی واحد ایجاد نماید.
جدول 2-5- کلید واژه‌های روش HAZOP [16]
مفهوم انحراف
مثال (بیان یک انحراف)
توضیح در رابطه با واژه
مفهوم واژه
کلید واژه
نبود جریان
No Flow
پارامتر مورد نظر از نظر مقدار یا خاصیت دیگر وجود ندارد
نبودن پارامتر
No
(Not, none)
افزایش دما به بیشتر از مقدار طراحی شده
Higher
Temperature design
مقدار پارامتر خاصی در سیستم افزایش یافته است.
زیادی- بیشتر از
More
(More of , higher)
کاهش فشار به مقدار کمتر از نرمال
Lower pressure
Then normal
مقدار پارامتر خاصی در سیستم کاهش یافته است.
کمی- کمتر از
Less
(Less of, lower)
بسته شدن دیگر شیر کنترل‌ها به صورت همزمان
Other valves
Closed at the same
time
اتفاق جدیدی همراه اتفاق دیگری شده است.
همچنین، همزمان
As well as
(More than)
فقط قسمتی از سیستم خاموش شود.
Only part of the system is shut down
قسمتی از مشکل پدید شده است.
قسمتی از، بخشی از
Part of
جریان برگشتی زمان خاموش شدن سیستم
Back flow when the system shuts sown
عکس اتفاق پیش‌بینی شده پدید آمده است.
بازگشت، معکوس
Reverse
وجود مایع در لوله‌کشی‌های گازی
Liquids in the gas piping
اتفاق دیگری در سیستم رخ داده است.
علاوه بر
Other than
(Other)
8- ابزار امنیتی42:
وسایلی که به کم کردن اتفاقات و همچنین سبک کردن پیامدها در سیستم کمک می‌نماید ابزار امنیتی نام دارند.
چهار نوع از این ابزار عبارتند از:
مشخص‌کننده انحراف (مانند آژیر خطر یا افرادی که سیستم را کنترل می‌نمایند.)
جبران‌کننده انحراف (مانند کنترل‌کننده‌های اتوماتیک که جریان داخل لوله‌ها را کم کرده تا سرریز اتفاق نیفتد.)
جلوگیری‌کننده انحراف (مانند گاز بی‌اثر43 در مخازن حاوی مواد قابل اشتعال)
خلاص‌کننده‌های فرآیند از انحرافات مضر (مانند شیر کنترل فشار)[18]
2-9 – نرم‌افزارهای کاربردی و دلایل استفاده از آنها[23]
تعیین مخاطرات یکی از مهم‌ترین مراحل در اجرای مدیریت ریسک می‌باشد. بنابراین به منظور شناسائی دقیق و سریع مخاطرات، استفاده از نرم‌افزارهای مرتبط که براساس سیستم‌های خبره طراحی44 شده‌اند مطرح می‌شود. از جمله نرم‌افزارهای رایج در زمینه مطالعه مخاطرات می‌توان به Hazop+2,DNV-Pro,PHA-Pro، (V5) Lihoutech و PHA Works اشاره نمود[1]. در این مطالعه، نرم‌افزار استفاده شده PHA-Pro می‌باشد و دلیل استفاده از آن دستیابی به محیط پرونده‌سازی کاربرگ‌ها همچنین استفاده از اطلاعات فنی موجود در کتابخانه نرم‌افزار می‌باشد. از دیگر نکات برجسته این نرم‌افزار امکان ذخیره‌سازی تجربیات سایر پروژه‌ها در کتابخانه آن می‌باشد. این نرم‌افزار تاکنون از سوی شرکت‌های مهندسی مشاور داخلی و مجریان خارجی در طرح‌های بزرگ گاز، پتروشیمی و بالادستی کشورمان مورد استفاده قرار گرفته است. <
br /> هدف از شناسائی مخاطرات توسط نرم‌افزار، کاهش زمان مطالعه و استفاده جهت پیاده‌سازی این سیستم زیاد شده و پیچیده‌تر می‌گردد. زمان مورد نیاز جهت انجام مطالعه از رابطه (2-1) قابل محاسبه خواهد بود: [13]
T_e (N_d×C_1×C_2×L×F)/E (2-1)
که در آن: Te زمان تخمینی مطالعه (ساعت)، Nd تعداد گره‌ها و C1 فاکتور پیچیدگی گره‌ها است که مقادیر آن در جدول 2-6 آورده شده است و C2 فاکتور پیچیدگی دستگاه می‌باشد که در جدول شماره 2-7 مشخص است:
جدول 2-6- مقادیر پیچیدگی گره‌ها[13]
مقدار فاکتور C_1
شرایط
1
اگر گره شامل یک دستگاه باشد
5/2
اگرگره شامل دو الی چهار دستگاه باشد
5
اگر گره شامل پنج دستگاه یا بیشتر باشد
جدول 2-7- مقادیر پیچیدگی دستگاه‌ها[13]
مقدار فاکتور C_2
شرایط
1
برای وسائل ساده نظیر سیستم جداسازی و پمپاژ
5/1
برای وسائل متوسط نظیر کارخانه تصفیه گاز
2
برای وسائل پیچیده نظیر کارخانه پالایش نفت