تتناول هذه المقالة مخاطر "الماكينة" ، تلك الخاصة بالتوابع والأجهزة المستخدمة في العمليات الصناعية المرتبطة بأوعية الضغط ومعدات المعالجة والآلات القوية والعمليات الأخرى التي تنطوي على مخاطر جوهرية. لا تتناول هذه المقالة مخاطر العمال ، والتي تنطوي على أفعال وسلوك الأفراد ، مثل الانزلاق على أسطح العمل ، والسقوط من الارتفاعات ومخاطر استخدام الأدوات العادية. تركز هذه المقالة على مخاطر الآلات ، والتي تعتبر من سمات بيئة العمل الصناعية. نظرًا لأن هذه المخاطر تهدد أي شخص موجود وقد تشكل تهديدًا للجيران والبيئة الخارجية ، فإن طرق التحليل ووسائل الوقاية والسيطرة تشبه الأساليب المستخدمة للتعامل مع المخاطر التي تتعرض لها البيئة من الأنشطة الصناعية.

مخاطر الآلة

الأجهزة عالية الجودة موثوقة للغاية ، ومعظم الأعطال ناتجة عن تأثيرات ثانوية مثل الحريق والتآكل وسوء الاستخدام وما إلى ذلك. ومع ذلك ، قد يتم تمييز الأجهزة في حوادث معينة ، نظرًا لأن مكون الأجهزة الفاشل غالبًا ما يكون الرابط الأكثر وضوحًا أو وضوحًا في سلسلة الأحداث. على الرغم من أن المصطلح خردوات يستخدم بمعنى واسع ، تم أخذ أمثلة توضيحية لأعطال الأجهزة و "محيطها" المباشر في التسبب في الحوادث من أماكن العمل الصناعية. يتضمن المرشحون النموذجيون للتحقيق في مخاطر "الماكينة" على سبيل المثال لا الحصر ما يلي:

• أوعية وأنابيب الضغط

• المحركات والمحركات والتوربينات والآلات الدوارة الأخرى

• المفاعلات الكيميائية والنووية

• السقالات والجسور وما إلى ذلك.

• الليزر ومشعات الطاقة الأخرى

• آلات القطع والحفر ، إلخ.

• معدات لحام.

آثار الطاقة

يمكن أن تشمل مخاطر الأجهزة الاستخدام الخاطئ أو أخطاء البناء أو الحمل الزائد المتكرر ، وبالتالي يمكن أن يتبع تحليلها وتخفيفها أو منعها اتجاهات مختلفة نوعًا ما. ومع ذلك ، غالبًا ما توجد أشكال الطاقة الفيزيائية والكيميائية التي يصعب التحكم فيها بواسطة الإنسان في قلب مخاطر الأجهزة. لذلك ، تتمثل إحدى الطرق العامة جدًا لتحديد مخاطر الأجهزة في البحث عن الطاقات التي يتم التحكم فيها عادةً بالقطعة الفعلية من المعدات أو الآلات ، مثل وعاء الضغط الذي يحتوي على الأمونيا أو الكلور. تستخدم الطرق الأخرى الغرض أو الوظيفة المقصودة للأجهزة الفعلية كنقطة بداية ثم تبحث عن التأثيرات المحتملة للأعطال والفشل. على سبيل المثال ، سيؤدي فشل الجسر في أداء وظيفته الأساسية إلى تعريض الأشخاص على الجسر لخطر السقوط ؛ الآثار الأخرى لانهيار الجسر ستكون الآثار الثانوية للعناصر المتساقطة ، سواء الأجزاء الهيكلية للجسر أو الأشياء الموجودة على الجسر. علاوة على ذلك ، قد تكون هناك تأثيرات مشتقة تتعلق بالوظائف في أجزاء أخرى من النظام والتي كانت تعتمد على أداء الجسر لوظيفته بشكل صحيح ، مثل توقف حركة مرور المركبات للاستجابة لحالات الطوارئ في حادث آخر.

إلى جانب مفهومي "الطاقة الخاضعة للرقابة" و "الوظيفة المقصودة" ، يجب معالجة المواد الخطرة من خلال طرح أسئلة مثل ، "كيف يمكن إطلاق العامل X من الأوعية أو الخزانات أو أنظمة الأنابيب وكيف يمكن إنتاج العامل Y؟" (قد يكون أحدهما أو كليهما خطيرًا). قد يكون العامل X عبارة عن غاز مضغوط أو مذيب ، وقد يكون العامل Y عبارة عن ديوكسين شديد السمية ويفضل تكوينه بواسطة درجات الحرارة "المناسبة" في بعض العمليات الكيميائية ، أو يمكن إنتاجه عن طريق الأكسدة السريعة ، نتيجة للحريق . ومع ذلك ، فإن المخاطر المحتملة تزيد كثيرًا عن مجرد مخاطر المواد الخطرة. قد توجد ظروف أو تأثيرات تسمح بوجود عنصر معين من الأجهزة لتؤدي إلى عواقب ضارة على البشر.

بيئة العمل الصناعي

تتضمن مخاطر الماكينة أيضًا عوامل الحمل أو الإجهاد التي قد تكون خطيرة على المدى الطويل ، مثل ما يلي:

• درجات حرارة العمل القصوى

• شدة عالية من الضوء والضوضاء أو غيرها من المحفزات

• جودة هواء رديئة

• متطلبات العمل الشديدة أو أعباء العمل.

يمكن التعرف على هذه المخاطر واتخاذ الاحتياطات لأن الظروف الخطرة موجودة بالفعل. فهي لا تعتمد على بعض التغييرات الهيكلية في الأجهزة لتحدث وتؤدي إلى نتيجة ضارة ، أو على بعض الأحداث الخاصة لإحداث ضرر أو إصابة. للمخاطر طويلة الأجل أيضًا مصادر محددة في بيئة العمل ، ولكن يجب تحديدها وتقييمها من خلال مراقبة العمال والوظائف ، بدلاً من مجرد تحليل إنشاء الأجهزة والوظائف.

مخاطر الأجهزة أو الآلات الخطيرة عادة ما تكون استثنائية ونادرًا ما توجد في بيئة عمل سليمة ، ولكن لا يمكن تجنبها تمامًا. عدة أنواع من الطاقة غير المنضبطة ، مثل عوامل الخطر التالية ، يمكن أن تكون النتيجة المباشرة لخلل في الأجهزة:

• الانبعاث الضار للغازات أو السوائل أو الأتربة أو المواد الأخرى الخطرة

• حريق وانفجار

• الفولتية العالية

• الأجسام المتساقطة والصواريخ وما إلى ذلك.

• المجالات الكهربائية والمغناطيسية

• قطع ، محاصرة ، إلخ.

• إزاحة الأكسجين

• الإشعاع النووي والأشعة السينية وضوء الليزر

• الفيضانات أو الغرق

• نفثات من السائل الساخن أو البخار.

وكلاء المخاطر

الأجسام المتحركة. غالبًا ما تكون الأجسام المتساقطة والمتطايرة وتدفقات السوائل ونفاثات السائل أو البخار ، كما هو مذكور ، هي النتائج الخارجية الأولى لفشل الأجهزة أو المعدات ، وهي مسؤولة عن نسبة كبيرة من الحوادث.

المواد الكيميائية. تساهم المخاطر الكيميائية أيضًا في حوادث العمال وتؤثر أيضًا على البيئة والجمهور. تضمنت حوادث سيفيسو وبوبال إطلاق مواد كيميائية أثرت على العديد من أفراد الجمهور ، كما أن العديد من الحرائق الصناعية والانفجارات تطلق مواد كيميائية وأبخرة في الغلاف الجوي. حوادث المرور التي تنطوي على شاحنات توصيل البنزين أو المواد الكيميائية أو غيرها من وسائل نقل البضائع الخطرة ، توحد اثنين من عوامل الخطر - الأجسام المتحركة والمواد الكيميائية.

الطاقة الكهرومغناطيسية. المجالات الكهربائية والمغناطيسية والأشعة السينية وأشعة جاما كلها مظاهر للكهرومغناطيسية ، ولكن غالبًا ما يتم التعامل معها بشكل منفصل حيث يتم مواجهتها في ظل ظروف مختلفة نوعًا ما. ومع ذلك ، فإن مخاطر الكهرومغناطيسية لها بعض السمات العامة: تخترق الحقول والإشعاع أجسام الإنسان بدلاً من مجرد الاتصال في منطقة التطبيق ، ولا يمكن استشعارها مباشرة ، على الرغم من أن الشدة الكبيرة جدًا تسبب تسخين أجزاء الجسم المصابة. يتم إنشاء المجالات المغناطيسية من خلال تدفق التيار الكهربائي ، وتوجد مجالات مغناطيسية شديدة بالقرب من المحركات الكهربائية الكبيرة ، ومعدات اللحام بالقوس الكهربائي ، وأجهزة التحليل الكهربائي ، والأعمال المعدنية وما إلى ذلك. ترافق المجالات الكهربائية التوتر الكهربائي ، وحتى الفولتية العادية من 200 إلى 300 فولت تتسبب في تراكم الأوساخ على مدى عدة سنوات ، وهي العلامة المرئية لوجود المجال ، وهو تأثير معروف أيضًا فيما يتعلق بالخطوط الكهربائية عالية التوتر ، وأنابيب الصورة التلفزيونية وشاشات الكمبيوتر وما إلى ذلك.

توجد المجالات الكهرومغناطيسية في الغالب بالقرب من مصادرها ، ولكنها كهرومغناطيسية إشعاع مسافر لمسافات طويلة ، كما تجسد موجات الراديو والرادار. يتشتت الإشعاع الكهرومغناطيسي وينعكس ويثبط أثناء مروره عبر الفضاء ويلتقي بالأشياء المتداخلة والأسطح والمواد والأجواء المختلفة وما شابه ذلك ؛ لذلك يتم تقليل شدته بعدة طرق.

الطابع العام لمصادر الخطر الكهرومغناطيسية (EM) هي:

• هناك حاجة إلى أدوات للكشف عن وجود مجالات كهرومغناطيسية أو إشعاع كهرومغناطيسي.

• لا تترك EM آثاراً أولية على شكل "تلوث".

• عادة ما تكون الآثار الخطيرة متأخرة أو طويلة الأمد ، لكن الحروق الفورية تحدث في الحالات الشديدة.

• الأشعة السينية وأشعة جاما تضعف ، ولكن لا تتوقف ، بالرصاص والعناصر الثقيلة الأخرى.

• يتم إيقاف المجالات المغناطيسية والأشعة السينية على الفور عند إلغاء تنشيط المصدر أو إيقاف تشغيل الجهاز.

• يمكن للمجالات الكهربائية البقاء على قيد الحياة لفترات طويلة بعد إيقاف تشغيل أنظمة التوليد.

• تأتي أشعة جاما من العمليات النووية ، ولا يمكن إيقاف تشغيل مصادر الإشعاع هذه كما تفعل العديد من مصادر EM.

الاشعاع النووي. تعتبر الأخطار المرتبطة بالإشعاع النووي مصدر قلق خاص للعاملين في محطات الطاقة النووية وفي المصانع التي تعمل بالمواد النووية مثل تصنيع الوقود وإعادة معالجة المواد المشعة ونقلها وتخزينها. تستخدم مصادر الإشعاع النووي أيضًا في الطب وبعض الصناعات للقياس والتحكم. أحد الاستخدامات الأكثر شيوعًا هو أجهزة إنذار الحريق / أجهزة الكشف عن الدخان ، والتي تستخدم باعث جسيمات ألفا مثل الأميريسيوم لمراقبة الغلاف الجوي.

تتركز المخاطر النووية بشكل أساسي حول خمسة عوامل:

• أشعة غاما

• النيوترونات

• جسيمات بيتا (إلكترونات)

• جسيمات ألفا (نوى الهيليوم)

• تلوث اشعاعى.

تنشأ المخاطر من المشعة عمليات الانشطار النووي وتحلل المواد المشعة. ينبعث هذا النوع من الإشعاع من عمليات المفاعل ، ووقود المفاعل ، ومواد وسيط المفاعل ، ومن نواتج الانشطار الغازية التي يمكن تطويرها ، ومن بعض مواد البناء التي يتم تنشيطها بالتعرض للانبعاثات المشعة الناشئة عن تشغيل المفاعل.

عوامل الخطر الأخرى. تشمل الفئات الأخرى من عوامل الخطر التي تطلق الطاقة أو تنبعث منها ما يلي:

• إشعاع الأشعة فوق البنفسجية وضوء الليزر

• الصوتي

• صوت عالي الشدة

• اهتزاز.

التسبب في مخاطر الأجهزة

يبلغ قطر كلاً من مفاجئ و تدريجي يمكن أن تحدث التحولات من الحالة الخاضعة للرقابة - أو "الآمنة" إلى حالة ذات خطر متزايد من خلال الظروف التالية ، والتي يمكن التحكم فيها من خلال الوسائل التنظيمية المناسبة مثل تجربة المستخدم والتعليم والمهارات والمراقبة واختبار المعدات:

• البلى والأحمال الزائدة

• تأثير خارجي (حريق أو تأثير)

• الشيخوخة والفشل

• الإمداد الخاطئ (الطاقة والمواد الخام)

• عدم كفاية الصيانة والإصلاح

• خطأ في التحكم أو العملية

• سوء الاستخدام أو التطبيق الخاطئ

• انهيار الأجهزة

• عطل الحاجز.

نظرًا لأن العمليات المناسبة لا يمكن أن تعوض بشكل موثوق عن التصميم والتركيب غير المناسبين ، فمن المهم مراعاة العملية بأكملها ، بدءًا من الاختيار والتصميم وحتى التثبيت والاستخدام والصيانة والاختبار ، من أجل تقييم الحالة الفعلية وظروف عنصر الجهاز.

حالة الخطر: خزان الغاز المضغوط

يمكن احتواء الغاز في أوعية مناسبة للتخزين أو النقل ، مثل أسطوانات الغاز والأكسجين التي يستخدمها عمال اللحام. في كثير من الأحيان ، يتم التعامل مع الغاز تحت ضغط مرتفع ، مما يوفر زيادة كبيرة في سعة التخزين ، ولكن مع ارتفاع مخاطر الحوادث. تتمثل الظاهرة العرضية الرئيسية في تخزين الغاز المضغوط في إحداث ثقب مفاجئ في الخزان ، مع النتائج التالية:

• تتوقف وظيفة الحبس للخزان

• يحصل الغاز المحصور على وصول فوري إلى الغلاف الجوي المحيط.

يعتمد تطور مثل هذا الحادث على هذه العوامل:

• نوع وكمية الغاز في الخزان

• حالة الفتحة فيما يتعلق بمحتويات الخزان

• الحجم الأولي ومعدل النمو اللاحق للفتحة

• درجة حرارة وضغط الغاز والمعدات

• الظروف في البيئة المباشرة (مصادر الاشتعال ، الناس ، إلخ).

يمكن إطلاق محتويات الخزان على الفور تقريبًا أو على مدار فترة زمنية ، وينتج عن ذلك سيناريوهات مختلفة ، من انفجار الغاز الحر من الخزان الممزق ، إلى الإطلاق المعتدل والبطيء نوعًا ما من الثقوب الصغيرة.

سلوك الغازات المختلفة في حالة التسرب

عند تطوير نماذج حساب التحرير ، من المهم تحديد الشروط التالية التي تؤثر على السلوك المحتمل للنظام:

• المرحلة الغازية خلف الحفرة (غازية أم سائلة؟)

• ظروف درجة الحرارة والرياح

• احتمال دخول مواد أخرى إلى النظام أو احتمال وجودها في محيطه

• الحواجز والعقبات الأخرى.

من الصعب إجراء الحسابات الدقيقة المتعلقة بعملية الإطلاق حيث يتسرب الغاز المسال من الحفرة على شكل نفاثة ثم يتبخر (أو بدلاً من ذلك ، يصبح أولاً ضبابًا من القطرات). يعد تحديد التشتت اللاحق للسحب الناتجة مشكلة صعبة أيضًا. يجب مراعاة حركات وتشتت انبعاث الغازات ، سواء كانت تشكل غيومًا مرئية أو غير مرئية ، وما إذا كان الغاز يرتفع أو يظل عند مستوى سطح الأرض.

في حين أن الهيدروجين غاز خفيف مقارنة بأي غلاف جوي ، فإن غاز الأمونيا (NH₃، بوزن جزيئي 17.0) في جو عادي يشبه الهواء والأكسجين والنيتروجين عند نفس درجة الحرارة والضغط. الكلور (Cl₂، بوزن جزيئي 70.9) وبيوتان (C₄H₁₀، مول. wt.58) أمثلة للمواد الكيميائية التي تكون أطوارها الغازية أكثر كثافة من الهواء ، حتى في درجة الحرارة المحيطة. الأسيتيلين (سي₂H₂، مول. بالوزن. 26.0) بكثافة تبلغ حوالي 0.90 جم / لتر ، تقترب من كثافة الهواء (1.0 جم / لتر) ، مما يعني أنه في بيئة العمل ، لن يكون لغاز اللحام المتسرب ميل واضح للطفو لأعلى أو للغرق لأسفل ؛ لذلك يمكن أن تختلط بسهولة مع الغلاف الجوي.

لكن الأمونيا التي تنطلق من وعاء ضغط كسائل سوف تبرد في البداية نتيجة لتبخرها ، وقد تهرب بعد ذلك عبر عدة خطوات:

• تنبعث الأمونيا السائلة المضغوطة من الفتحة الموجودة في الخزان على شكل نفاثة أو سحابة.

• يمكن تكوين بحار الأمونيا السائلة على أقرب الأسطح.

• تتبخر الأمونيا ، وبالتالي تبرد نفسها والبيئة القريبة.

• يتبادل غاز الأمونيا الحرارة تدريجياً مع المناطق المحيطة ويتوازن مع درجات الحرارة المحيطة.

حتى سحابة من الغاز الخفيف قد لا ترتفع على الفور من انبعاث غاز سائل ؛ قد يشكل في البداية ضبابًا - سحابة من القطرات - ويبقى بالقرب من الأرض. تعتمد حركة سحابة الغاز والخلط / التخفيف التدريجي مع الغلاف الجوي المحيط على معايير الطقس والبيئة المحيطة - المنطقة المغلقة والمنطقة المفتوحة والمنازل وحركة المرور ووجود الجمهور والعمال وما إلى ذلك.

فشل الخزان

قد تشتمل عواقب انهيار الخزان على نشوب حريق وانفجار واختناق وتسمم واختناق ، كما تظهر الخبرة في أنظمة معالجة الغاز وإنتاج الغاز (البروبان ، والميثان ، والنيتروجين ، والهيدروجين ، وما إلى ذلك) ، مع خزانات الأمونيا أو الكلور ، ولحام الغاز ( باستخدام الأسيتيلين والأكسجين). إن ما يبدأ فعليًا في تكوين ثقب في الخزان له تأثير قوي على "سلوك" الحفرة - والذي بدوره يؤثر على تدفق الغاز إلى الخارج - وهو أمر حاسم لفعالية جهود الوقاية. تم تصميم وبناء وعاء الضغط لتحمل ظروف استخدام معينة وتأثيرات بيئية ، ولمناولة غاز معين ، أو ربما اختيار الغازات. تعتمد القدرات الفعلية للخزان على شكله ، والمواد ، واللحام ، والحماية ، والاستخدام ، والمناخ ؛ لذلك ، فإن تقييم مدى ملاءمتها كحاوية للغاز الخطير يجب أن يأخذ في الاعتبار مواصفات المصمم وتاريخ الخزان وعمليات التفتيش والاختبارات. تشمل المجالات الحرجة طبقات اللحام المستخدمة في معظم أوعية الضغط ؛ النقاط التي يتم فيها توصيل الملحقات مثل المداخل والمنافذ والدعامات والأدوات بالسفينة ؛ النهايات المسطحة للخزانات الأسطوانية مثل خزانات السكك الحديدية ؛ والجوانب الأخرى لأشكال هندسية أقل مثالية.

يتم فحص طبقات اللحام بصريًا ، عن طريق الأشعة السينية أو عن طريق الاختبار المدمر للعينات ، حيث قد تكشف عن عيوب محلية ، على سبيل المثال ، في شكل انخفاض القوة التي قد تعرض القوة الكلية للوعاء للخطر ، أو حتى تكون نقطة انطلاق للخزان الحاد بالفشل.

تتأثر قوة الخزان بتاريخ استخدام الخزان - أولاً وقبل كل شيء من خلال عمليات التآكل العادية والخدوش وهجمات التآكل النموذجية للصناعة والتطبيق المعينين. تشمل المعلمات التاريخية الأخرى ذات الأهمية الخاصة ما يلي:

• الضغط الزائد العرضي

• تسخين أو تبريد شديد (داخلي أو خارجي)

• التأثيرات الميكانيكية

• الاهتزازات والضغط

• المواد المخزنة في الخزان أو التي مرت عبره

• المواد المستخدمة أثناء التنظيف والصيانة والإصلاح.

يمكن أن تتعرض مواد البناء - صفيحة فولاذية ولوحة ألمنيوم وخرسانة للتطبيقات غير المضغوطة وما إلى ذلك - للتدهور من هذه التأثيرات بطرق لا يمكن دائمًا التحقق منها دون التحميل الزائد أو تدمير المعدات أثناء الاختبار.

حالة الحادث: Flixborough

إن انفجار سحابة كبيرة من الهكسان الحلقي في Flixborough (المملكة المتحدة) في عام 1974 ، والذي أودى بحياة 28 شخصًا وتسبب في أضرار جسيمة للنبات ، يعد بمثابة حالة مفيدة للغاية. كان الحدث المحفز هو انهيار أنبوب مؤقت يعمل كبديل في وحدة مفاعل. نتج الحادث عن تعطل قطعة من الأجهزة ، ولكن بعد إجراء تحقيق دقيق ، تبين أن الانهيار جاء نتيجة الحمل الزائد ، وأن البناء المؤقت لم يكن في الواقع مناسبًا للاستخدام المقصود. بعد شهرين من الخدمة ، تعرض الأنبوب لقوى الانحناء بسبب ارتفاع طفيف في الضغط بمقدار 10 بار (10⁶ Pa) محتوى الهكسان الحلقي عند حوالي 150 درجة مئوية. تحطم المنفاخان الموجودان بين الأنبوب والمفاعلات القريبة ، وتم إطلاق 30 إلى 50 طناً من الهكسان الحلقي وسرعان ما اشتعلت ، ربما بفعل فرن على مسافة من التسرب. (انظر الشكل 1.) تم العثور على سرد سهل القراءة للقضية في Kletz (1988).

الشكل 1. اتصال مؤقت بين الخزانات في Flixborough

تحليل خطير

يشار إلى الطرق التي تم تطويرها للعثور على المخاطر التي قد تكون ذات صلة بقطعة من المعدات أو لعملية كيميائية أو عملية معينة باسم "تحليل المخاطر". تطرح هذه الأساليب أسئلة مثل: "ما الخطأ المحتمل؟" "هل يمكن أن تكون جادة؟" وما الذي يمكن عمله حيال ذلك؟" غالبًا ما يتم الجمع بين الطرق المختلفة لإجراء التحليلات لتحقيق تغطية معقولة ، ولكن لا يمكن لمثل هذه المجموعة أن تفعل أكثر من توجيه أو مساعدة فريق ذكي من المحللين في قراراتهم. الصعوبات الرئيسية في تحليل المخاطر هي كما يلي:

• توافر البيانات ذات الصلة

• حدود النماذج والحسابات

• مواد وإنشاءات وعمليات جديدة وغير مألوفة

• تعقيد النظام

• قيود على الخيال البشري

• قيود على الاختبارات العملية.

لإنتاج تقييمات مخاطر قابلة للاستخدام في ظل هذه الظروف ، من المهم التحديد الصارم لنطاق ومستوى "الطموح" المناسب للتحليل المطروح ؛ على سبيل المثال ، من الواضح أن المرء لا يحتاج إلى نفس النوع من المعلومات لأغراض التأمين كما هو الحال في أغراض التصميم ، أو لتخطيط مخططات الحماية وبناء ترتيبات الطوارئ. بشكل عام ، يجب ملء صورة المخاطر عن طريق المزج بين التقنيات التجريبية (أي الإحصائيات) مع التفكير الاستنتاجي والخيال الإبداعي.

يمكن أن تكون أدوات تقييم المخاطر المختلفة - حتى برامج الكمبيوتر لتحليل المخاطر - مفيدة للغاية. تعد دراسة المخاطر وقابلية التشغيل (HAZOP) وتحليل نمط الفشل والتأثير (FMEA) طرقًا شائعة الاستخدام للتحقيق في المخاطر ، خاصة في الصناعة الكيميائية. نقطة الانطلاق لطريقة HAZOP هي تتبع سيناريوهات المخاطر المحتملة بناءً على مجموعة من الكلمات الإرشادية ؛ لكل سيناريو على المرء أن يحدد الأسباب والعواقب المحتملة. في المرحلة الثانية ، يحاول المرء إيجاد وسائل لتقليل الاحتمالات أو التخفيف من عواقب تلك السيناريوهات التي يُعتبر أنها غير مقبولة. يمكن الاطلاع على مراجعة طريقة HAZOP في Charsley (1995). يطرح أسلوب FMEA سلسلة من أسئلة "ماذا لو" لكل عنصر خطر محتمل من أجل التحديد الدقيق لأية أوضاع الفشل التي قد توجد ومن ثم تحديد التأثيرات التي قد تكون لها على أداء النظام ؛ سيتم توضيح مثل هذا التحليل في المثال التوضيحي (لنظام الغاز) المقدم لاحقًا في هذه المقالة.

أشجار الصدع و لا تعتبر أشجار الأحداث وأنماط التحليل المنطقي المناسبة لهياكل مسببات الحوادث ومنطق الاحتمالات محددة بأي حال من الأحوال لتحليل مخاطر الأجهزة ، لأنها أدوات عامة لتقييم مخاطر النظام.

تتبع مخاطر الأجهزة في منشأة صناعية

لتحديد المخاطر المحتملة ، يمكن الحصول على معلومات عن البناء والوظيفة من:

• المعدات الفعلية والمصنع

• بدائل ونماذج

• الرسومات والمخططات الكهربائية ومخططات الأنابيب والأجهزة (P / I) ، إلخ.

• أوصاف العملية

• مخططات التحكم

• أوضاع ومراحل التشغيل

• أوامر العمل وأوامر التغيير وتقارير الصيانة وما إلى ذلك.

من خلال اختيار واستيعاب هذه المعلومات ، يشكل المحللون صورة لهدف المخاطرة نفسه ووظائفه واستخدامه الفعلي. في حالة عدم إنشاء الأشياء بعد - أو عدم توفرها للتفتيش - لا يمكن إجراء ملاحظات مهمة ويجب أن يعتمد التقييم بالكامل على الأوصاف والنوايا والخطط. قد يبدو هذا التقييم ضعيفًا إلى حد ما ، ولكن في الواقع ، يتم إجراء معظم تقييمات المخاطر العملية بهذه الطريقة ، إما من أجل الحصول على موافقة رسمية لطلبات إجراء إنشاءات جديدة ، أو لمقارنة السلامة النسبية لحلول التصميم البديلة. سيتم الرجوع إلى عمليات الحياة الواقعية للحصول على معلومات غير معروضة في المخططات الرسمية أو وصفها شفهيًا عن طريق المقابلة ، وللتحقق من أن المعلومات التي تم جمعها من هذه المصادر واقعية وتمثل ظروفًا فعلية. وتشمل هذه ما يلي:

• الممارسة الفعلية والثقافة

• آليات فشل إضافية / تفاصيل البناء

• "مسارات التسلل" (انظر أدناه)

• أسباب الخطأ الشائعة

• مخاطر من مصادر خارجية / صواريخ

• تعرضات أو عواقب معينة

• الحوادث الماضية والحوادث والحوادث القريبة.

معظم هذه المعلومات الإضافية ، وخاصة المسارات الخفية ، لا يمكن اكتشافها إلا من قبل مراقبون مبدعون وماهرون يتمتعون بخبرة كبيرة ، ويكاد يكون من المستحيل تتبع بعض المعلومات باستخدام الخرائط والرسوم البيانية. مسارات التسلل تشير إلى التفاعلات غير المقصودة وغير المتوقعة بين الأنظمة ، حيث يؤثر تشغيل أحد الأنظمة على حالة أو تشغيل نظام آخر بطرق أخرى غير تلك الوظيفية. يحدث هذا عادةً عندما توجد أجزاء مختلفة وظيفيًا بالقرب من بعضها البعض ، أو (على سبيل المثال) تقطر مادة متسربة على المعدات الموجودة تحتها وتسبب عطلًا. قد تتضمن طريقة أخرى لعمل مسار التسلل إدخال مواد أو أجزاء خاطئة في نظام عن طريق أدوات أو أدوات أثناء التشغيل أو الصيانة: يتم تغيير الهياكل المقصودة والوظائف المقصودة من خلال مسارات التسلل. بواسطة فشل الوضع المشترك يعني أحدهما أن ظروفًا معينة - مثل الفيضانات أو البرق أو انقطاع التيار الكهربائي - يمكن أن تزعج عدة أنظمة في وقت واحد ، مما قد يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي أو وقوع حوادث كبيرة بشكل غير متوقع. بشكل عام ، يحاول المرء تجنب تأثيرات مسار التسلل وإخفاقات الوضع العام من خلال التخطيطات المناسبة وإدخال المسافة والعزل والتنوع في عمليات العمل.

حالة تحليل المخاطر: توصيل الغاز من السفينة إلى الخزان

يوضح الشكل 2 نظامًا لإيصال الغاز من سفينة نقل إلى صهريج تخزين. يمكن أن يظهر تسرب في أي مكان في هذا النظام: السفينة أو خط النقل أو الخزان أو خط الإخراج ؛ بالنظر إلى الخزانين ، يمكن أن يظل التسرب في مكان ما على الخط نشطًا لساعات.

الشكل 2. خط نقل لنقل الغاز السائل من السفينة إلى خزان التخزين

أهم مكونات النظام هي ما يلي:

• خزان التخزين

• خط الأنابيب أو الخرطوم بين الخزان والسفينة

• خراطيم وخطوط وصمامات ووصلات أخرى

• صمام الأمان على خزان التخزين

• صمامات الإغلاق في حالات الطوارئ ESD 1 و 2.

يتم وضع خزان تخزين به مخزون كبير من الغاز السائل في أعلى هذه القائمة ، لأنه من الصعب إيقاف التسرب من الخزان في وقت قصير. يعتبر العنصر الثاني في القائمة - الاتصال بالسفينة - أمرًا بالغ الأهمية لأن التسريبات في الأنبوب أو الخرطوم والوصلات المفكوكة أو أدوات التوصيل مع الحشيات البالية ، والاختلافات بين السفن المختلفة ، يمكن أن تطلق المنتج. تعتبر الأجزاء المرنة مثل الخراطيم والمنافخ أكثر أهمية من الأجزاء الصلبة ، وتتطلب صيانة وفحصًا دوريًا. تعتبر أجهزة الأمان مثل صمام تحرير الضغط الموجود أعلى الخزان وصمامي الإغلاق في حالات الطوارئ أمرًا بالغ الأهمية ، حيث يجب الاعتماد عليها للكشف عن حالات الفشل الكامنة أو المتطورة.

حتى هذه النقطة ، كان ترتيب مكونات النظام من حيث أهميتها فيما يتعلق بالموثوقية ذا طبيعة عامة فقط. الآن ، لأغراض تحليلية ، سيتم لفت الانتباه إلى الوظائف الخاصة للنظام ، وأهمها بالطبع هو نقل الغاز المسال من السفينة إلى خزان التخزين حتى يصبح خزان السفينة المتصل فارغًا. الخطر المهيمن هو تسرب الغاز ، والآليات المساهمة المحتملة هي واحدة من أكثر مما يلي:

• تسريب وصلات أو صمامات

• تمزق الخزان

• تمزق الأنبوب أو الخرطوم

• انهيار الخزان.

تطبيق طريقة FMEA

تتمثل الفكرة المركزية لنهج FMEA ، أو تحليل "ماذا لو" ، في التسجيل بوضوح ، لكل مكون من مكونات النظام ، وأنماط فشلها ، ولكل فشل في العثور على العواقب المحتملة على النظام والبيئة. بالنسبة للمكونات القياسية مثل الخزان والأنبوب والصمام والمضخة ومقياس التدفق وما إلى ذلك ، تتبع أوضاع الفشل الأنماط العامة. في حالة الصمام ، على سبيل المثال ، يمكن أن تتضمن أوضاع الفشل الشروط التالية:

• لا يمكن إغلاق الصمام عند الطلب (يوجد تدفق مخفض من خلال صمام "مفتوح").

• يتسرب الصمام (يوجد تدفق متبقي عبر صمام "مغلق").

• لا يمكن فتح الصمام عند الطلب (يتذبذب موضع الصمام).

بالنسبة لخط الأنابيب ، قد تراعي أوضاع الفشل عناصر مثل:

• تدفق مخفض

• تسريب

• توقف التدفق بسبب الانسداد

• فاصل في الخط.

تبدو آثار التسربات واضحة ، لكن في بعض الأحيان قد لا تكون التأثيرات الأولى هي أهم التأثيرات: ماذا يحدث على سبيل المثال ، إذا كان الصمام عالقًا في وضع نصف مفتوح؟ صمام التشغيل والإيقاف في خط التسليم الذي لا يفتح تمامًا عند الطلب سيؤخر عملية ملء الخزان ، وهي نتيجة غير خطيرة. ولكن إذا ظهرت حالة "عالق نصف مفتوح" في نفس الوقت الذي يتم فيه طلب الإغلاق ، في الوقت الذي يكون فيه الخزان ممتلئًا تقريبًا ، فقد ينتج عن ذلك ملء زائد (ما لم يتم تنشيط صمام الإغلاق في حالات الطوارئ بنجاح). في نظام مصمم ومشغل بشكل صحيح ، احتمال توقف هذين الصمامين معا سوف تبقى منخفضة نوعا ما.

من الواضح أن صمام الأمان لا يعمل عند الطلب قد يعني كارثة ؛ في الواقع ، قد يصرح المرء بشكل مبرر بأن الإخفاقات الكامنة تهدد باستمرار جميع أجهزة السلامة. صمامات تنفيس الضغط ، على سبيل المثال ، يمكن أن تكون معيبة بسبب التآكل أو الأوساخ أو الطلاء (عادة بسبب الصيانة السيئة) ، وفي حالة الغاز السائل ، فإن مثل هذه العيوب مع انخفاض درجة الحرارة عند تسرب الغاز يمكن أن ينتج عنها ثلج وبالتالي تقليل أو إيقاف تدفق المواد عبر صمام الأمان. إذا لم يعمل صمام تخفيف الضغط عند الطلب ، فقد يتراكم الضغط في الخزان أو في أنظمة الخزانات المتصلة ، مما يؤدي في النهاية إلى حدوث تسريبات أخرى أو تمزق الخزان.

من أجل التبسيط ، لا تظهر الأدوات في الشكل 2 ؛ سيكون هناك بالطبع أدوات تتعلق بالضغط والتدفق ودرجة الحرارة ، وهي معلمات أساسية لمراقبة حالة النظام ، ويتم إرسال الإشارات ذات الصلة إلى وحدات تحكم المشغل أو إلى غرفة التحكم لأغراض التحكم والمراقبة. علاوة على ذلك ، ستكون هناك خطوط إمداد غير تلك المخصصة لنقل المواد - للكهرباء والهيدروليكا وما إلى ذلك - وأجهزة أمان إضافية. يجب إجراء تحليل شامل من خلال هذه الأنظمة أيضًا والبحث عن أوضاع الفشل وتأثيرات هذه المكونات أيضًا. على وجه الخصوص ، يتطلب عمل المباحث حول تأثيرات الوضع المشترك ومسارات التسلل إنشاء صورة متكاملة لمكونات النظام الرئيسية ، وأدوات التحكم ، والأدوات ، والإمدادات ، والمشغلين ، وجداول العمل ، والصيانة ، وما إلى ذلك.

يتم تناول أمثلة على تأثيرات الوضع المشترك التي يجب مراعاتها فيما يتعلق بأنظمة الغاز من خلال أسئلة مثل:

• هل إشارات التنشيط لصمامات التوصيل وصمامات الإغلاق في حالات الطوارئ تنتقل على خط مشترك (كبل وقنوات كبلات)؟

• هل يشترك صمامان معينان في نفس خط الطاقة؟

• هل يتم إجراء الصيانة بواسطة نفس الشخص وفقًا لجدول زمني معين؟

حتى النظام المصمم بشكل ممتاز مع التكرار وخطوط الطاقة المستقلة يمكن أن يعاني من صيانة رديئة ، حيث ، على سبيل المثال ، تم ترك صمام وصمام احتياطي (صمام إغلاق الطوارئ في حالتنا) في حالة خاطئة بعد امتحان. من التأثيرات البارزة الشائعة مع نظام معالجة الأمونيا حالة التسرب نفسها: يمكن للتسرب المعتدل أن يجعل جميع العمليات اليدوية على مكونات المصنع محرجة إلى حد ما - ومتأخرة - بسبب نشر الحماية الطارئة المطلوبة.

نبذة عامة

نادرًا ما تكون مكونات الأجهزة هي الأجزاء المذنبة في تطوير الحوادث ؛ بدلا من ذلك ، هناك الأسباب الجذرية يمكن العثور عليها في روابط أخرى من السلسلة: مفاهيم خاطئة ، تصميمات سيئة ، أخطاء صيانة ، أخطاء المشغل ، أخطاء إدارة وما إلى ذلك. تم بالفعل تقديم العديد من الأمثلة للشروط والأفعال المحددة التي قد تؤدي إلى تطور الفشل ؛ تأخذ مجموعة واسعة من هؤلاء الوكلاء في الاعتبار ما يلي:

• تصادم

• التآكل والحفر

• الأحمال الزائدة

• فشل الدعم والأجزاء القديمة أو البالية

• وظائف لحام منخفضة الجودة

• الصواريخ

• اجزاء مفقودة

• ارتفاع درجة الحرارة أو التبريد

• اهتزاز

• استخدام مواد بناء خاطئة.

يتطلب التحكم في مخاطر الأجهزة في بيئة العمل مراجعة جميع الأسباب المحتملة واحترام الظروف التي وجد أنها حاسمة مع الأنظمة الفعلية. يتم التعامل مع الآثار المترتبة على ذلك بالنسبة لتنظيم برامج إدارة المخاطر في مقالات أخرى ، ولكن ، كما تشير القائمة السابقة بوضوح ، يمكن أن تكون مراقبة ظروف الأجهزة والتحكم فيها ضرورية طوال فترة العودة إلى اختيار المفاهيم والتصميمات الخاصة بـ أنظمة وعمليات مختارة.

الرجوع