Het bepalen van betrouwbaarheden en frequenties¶
De LOPA-berekening begint bij de frequentie van de begin-gebeurtenis.
Deze begin-gebeurtenis kan in Planop verschillende vormen aannemen:
- Een initiële oorzaak die een plotse gebeurtenis voorstelt, bijvoorbeeld het uitvallen van elektriciteit, het afbreken van een roerder, enz. De waarschijnlijkheid van optreden van deze gebeurtenis is de beginfrequentie voor de LOPA-berekening.
- Een initiële oorzaak in de vorm van een conditie die het proces of de procesvoering omschrijft, bijvoorbeeld de verbinding van een lagedrukgedeelte met een onderdeel op hoge druk. Deze oorzaak wordt gecombineerd met een controlemaatregel die de beschreven eigenschap stuurt of controleert, bijvoorbeeld een drukregelaar. De faalfrequentie van de controlemaatregel (continuous demand) bepaalt de beginfrequentie. In sommige gevallen is de te controleren eigenschap dermate duidelijk, dat de conditie in Planop kan worden weggelaten. De controlemaatregel bevindt zich dan onderaan de oorzakenboom.
- Een initiële oorzaak die een taak in de procesvoering beschrijft, bijvoorbeeld het lossen van een tankwagen. De oorzaak wordt gecombineerd met een controlemaatregel die een bepaald aspect van de procesvoering controleert, bijvoorbeeld het aansluiten van de dampretourleiding. De beginfrequentie voor de LOPA-berekening kan op twee manieren worden bepaald: door aan de controlemaatregel een faalfrequentie toe te kennen (de aansluiting wordt elk jaar wel eens een keer vergeten) of door de combinatie van een PFD-waarde met de uitvoeringsfrequentie (de lossing gebeurt tien maal per jaar, en in één op de honderd lossingen wordt de dampretourleiding vergeten). De eerste mogelijkheid is aangewezen bij zeer frequent uit te voeren taken, de tweede past beter bij minder routinematige handelingen.
Voor de falingen van onderdelen en controlesystemen zijn in de literatuur in bepaalde gevallen richtwaarden terug te vinden. In vele andere gevallen moet men beroep doen op schattingen. De nauwkeurigheid van die schattingen is echter niet zo belangrijk indien men consequent gebruik maakt van dezelfde cijfers én indien men bij het opstellen van de regels voor de (aanvaardbare) richtfrequenties ook met deze set cijfers rekening heeft gehouden. Zoals hiervoor vermeld in het deel over het bepalen van de richtfrequenties, moeten de berekende frequenties beschouwd worden als een relatieve kwantitatieve maat voor de kwaliteit van de preventie.
De aanvullende beveiligingslagen (in principe low demand) zijn doorgaans ofwel mechanische systemen (drukontlasting), ofwel instrumentele systemen.
Voor mechanische systemen zijn er ook waarden terug te vinden in de literatuur. In het geval van veiligheidskleppen maakt men best een onderscheid tussen zuivere condities en vervuilende of corrosieve condities. De betrouwbaarheid van veiligheidskleppen wordt slechts in beperkte mate beïnvloed door de uitvoering. Een redundante opstelling van kleppen zal de betrouwbaarheid van de drukontlasting uiteraard verhogen. Merk op dat parallelle veiligheidskleppen gemeenschappelijke fouten kunnen hebben, zoals een gemeenschappelijke verbinding met het vat en blootstelling aan dezelfde procescondities. De betrouwbaarheid van kleppen wordt uiteraard ook bepaald door de gehanteerde inspectiefrequentie. Het testen van veiligheidskleppen is een gelegenheid om de openingsdruk van de klep te bepalen. Als men deze gegevens verzamelt, dan kan men zich op termijn een idee vormen van de betrouwbaarheid.
Enkele voorbeelden van mogelijke PFD-waarden zijn weergegeven in volgende tabel.
| Beveiligingslaag | PFD | Typische waarde |
|---|---|---|
| Open drukontlasting | 10-2 to 10-3 | 10-2 |
| Vlamstoppers / detonatiestoppers | 10-1 to 10-3 | 10-2 |
| Drukontlasting veiligheidsklep | 10-1 to 10-5 | 10-2 |
| Breekplaat | 10-1 to 10-5 | 10-2 |
| Controlesysteem | 10-1 to 10-2 | 10-1 |
| Instrumentele kring SIL 1 | 10-1 to 10-2 | 10-1 |
| Instrumentele kring SIL 2 | 10-2 to 10-3 | 10-2 |
| Instrumentele kring SIL 3 | 10-3 to 10-4 | 10-3 |
| Menselijke tussenkomst 10 min. tijd | 1 to 10-1 | 10-1 |
| Menselijke tussenkomst 40 min. tijd | 10-1 to 10-2 | 10-1 |
De betrouwbaarheid van instrumentele beveiligingskringen is in grote mate afhankelijk van de architectuur van de kring, de gebruikte componenten en de testfrequentie. Het bepalen van de betrouwbaarheid van instrumentele kringen is een gespecialiseerde materie die het blikveld van Planop overstijgt. LOPA en Planop worden gebruikt om de gewenste betrouwbaarheid van de kringen te bepalen, niet de reële betrouwbaarheid. De gewenste en reële betrouwbaarheid zouden uiteraard moeten overeenstemmen met elkaar. In het geval van nieuwe installaties kan men meestal voldoende informatie bekomen van de leveranciers om de betrouwbaarheden van nieuwe kringen te berekenen. Het bepalen van de betrouwbaarheid van bestaande kringen is een stuk moeilijker.
Hiervoor werd reeds gesteld dat de betrouwbaarheid van low demand-beveiligingslagen, zowel voor mechanische als instrumentele kringen, sterk beïnvloed wordt door de inspectiefrequentie. Een belangrijke conclusie hierbij is dat aan beveiligingslagen (instrumentele of mechanische) die niet geïnspecteerd of getest worden (en zichzelf niet testen), geen PFD kan toegekend worden. Het is dan ook essentieel om bij elke beveiligingslaag die een PFD krijgt, na te gaan (en te documenteren) welke de test- of inspectiefrequentie is.
