Veiligheid tijdens de ontwerpfase

info
Risico’s al in vroeg stadium in kaart brengen
Veiligheid tijdens de
ontwerpfase
Jacobs Engineering is wereldwijd een van de grootste ingenieursbureaus met vestigingen
in 20 landen. Wereldwijd heeft Jacobs ruim 50.000 werknemers, ongeveer 1.000 daarvan zijn
werk­zaam in Nederland. Binnen Jacobs Nederland werken ongeveer 15 medewerkers voor de
Construction HSE en 35 voor de Design HSE-afdeling.
Milan Intven en
Sander Makop
Jacobs Engineering
De Design HSE-afdeling bevat diverse expertises, zoals
ontwerpfase worden geïnventariseerd en geëvalueerd.
geluid, brandpreventie, brandbestrijding, HAZOP-
Al in een zeer vroeg stadium moeten maatregelen
facilitators, QRA, SIL-classificatie, Hazardous Area-
worden genomen om de risico’s in de constructie- en
classificatiespecialisten, en natuurlijk veiligheids­
de gebruiksfase te beheersen. Het grote voordeel om al
kundigen. De Arbowet eist van aannemers dat zij de
in een vroeg stadium de risico’s te inventariseren is dat
risico’s voor de constructie van een nieuwbouw inven-
er beheersmaatregelen genomen kunnen worden die
tariseren en evalueren. Daarna moeten maatregelen
later tijdens de constructie of tijdens het gebruik van de
worden genomen om de risico’s te beheersen. Minder
installatie niet meer of slecht mogelijk zijn.
bekend is dat de Arbowet ook eist dat de risico’s in de
juli 2011 I 6
info
Jacobs Engineering is een ingenieursbureau dat
Stap 1: De haalbaarheidsfase.
projecten uitvoert in de olie- en gasindustrie. De klanten
Eerst wordt beoordeeld of een project haalbaar en
zijn zowel raffinaderijen, olie- en gasproducenten als
de moeite waard is om verder te worden uitgewerkt.
chemiebedrijven. Aan de hand van enkele voorbeelden
Tijdens deze fase zal worden bepaald of er voldoende
met een niet met naam genoemd bedrijf zal de veilig-
financiering mogelijk is, of de opbrengst van een nieuwe
heid in het ontwerp proces zoals Jacobs Engineering
olieproductie-installatie voldoende is en of de terugver-
dat hanteert, worden besproken.
dientijd acceptabel is. In deze fase worden bijvoorbeeld
ook lifecycle-studies uitgevoerd. Deze stap wordt over
De levensfasen van een installatie
het algemeen door de opdrachtgever uitgevoerd.
Een installatie bestaat uit verschillende levensfasen.
Het begint vaak bij de vraag naar een product. Omdat
Stap 2: De concept-ontwerpfase.
de olieprijs in de tijd sterk is gestegen, zijn er de laatste
Als het haalbaar is om een nieuwe installatie te bouwen,
jaren weer initiatieven voor oliewinning, ook vaak op
wordt de conceptuele ontwerpfase gestart. Tijdens
moeilijk bereikbare plaatsen.
deze fase wordt de projectaanpak bepaald en wordt
beoordeeld welk equipment nodig is en hoe de plot
Nadat is vastgesteld dat er vraag is naar een product
eruit komt te zien. Bijvoorbeeld, indien een fakkel moet
zoals olie, en dat het rendabel is om het te produceren,
worden geplaatst, op welke afstand mag dan het
wordt een ontwerp van een olieproductie-installatie
dichtstbijzijnde equipment komen. Ook worden ver­
gemaakt. Als het ontwerp voldoet aan alle eisen,
schillende conceptontwerpen tegen elkaar afgewogen.
inclusief de veiligheids-, gezondheids- en milieueisen,
wordt de constructie uitgevoerd. Daarna wordt de
Tijdens deze fase moeten de meest fundamentele
installatie voor gebruik overgedragen aan de klant.
beslissingen worden genomen. Als deze fase door het
Ten slotte dient een installatie na gebruik te worden
ingenieursbureau wordt uitgevoerd, zijn daar de meest
ontmanteld. En voorbeeld hiervan is de ontmanteling
ervaren medewerkers bij betrokken. In deze fase is
van oude onrendabele olieputten.
flexibiliteit en creativiteit erg belangrijk.
Dit artikel gaat alleen in op de verschillende ontwerpfa-
Stap 3: De basis-ontwerpfase.
sen van een nieuwe installatie en hoe veiligheid per fase
Aan het begin van de basis-ontwerpfase ligt het
wordt geborgd in het ontwerpproces.
ontwerp in grote lijnen vast. De technologie en de
projectdoelen zijn vastgelegd. Er kan nu niet veel meer
De verschillende ontwerpfasen
worden gewijzigd in het proces of op de plot. Het
Omdat het ontwerp van een nieuwe installatie vaak een
ontwerp wordt verder uitgewerkt tot het ongeveer 60%
langdurig en ingewikkeld proces is, wordt dit in verschil-
gereed is. In deze fase wordt ook getoetst of het ont-
lende stappen uitgevoerd:
werp aan alle wettelijke eisen en ontwerp­standaarden
Stap 1: De haalbaarheidsfase.
van de opdrachtgever voldoet. Equipment met een
Stap 2: De concept-ontwerpfase.
lange levertijd wordt in deze fase besteld en het budget
Stap 3: De basis-ontwerpfase.
ligt vast.
Stap 4: De detail-ontwerpfase.
Haalbaarheidsfase
Concept - ontwerpfase
Basis - ontwerpfase
Detail - ontwerpfase
HAZOP
HAZID
ISD
LOPA
60% en 90% model review
Hazardous Area
Classification
Constructability review
Fase 2 en 3
30% model review
Opvolging acties uit eerdere
studies
Constructability review
Fase 1
Figuur 1 Ontwerpfasen.
juli 2011 I 7
info
Stap 4: De detail-ontwerpfase.
geïnventariseerd. Deze eis is echter niet alleen in de
In deze fase kan nagenoeg niets meer aan het proces of
Arbowet vastgelegd. In de milieuwetgeving is opgeno-
het plot worden gewijzigd. Als wijzigingen toch moeten
men dat mogelijk zware ongevallen in kaart gebracht
worden uitgevoerd, is dit vaak erg kostbaar. Tijdens
en beheerst moeten worden. Ook geeft de Milieuwet
deze fase worden de details van een ontwerp uitge-
aan dat emissies moeten worden geminimaliseerd en
werkt, zoals welk type instrumenten nodig zijn of aan
beheerst. Daarnaast zijn er (inter-)nationale en bedrijfs-
welke details de elektrische installatie moet voldoen.
standaarden waaraan een ingenieursbureau zich moet
In deze fase wordt de rest van het equipment gekocht.
houden.
Ook worden contracten afgesloten met aannemers en
worden voorbereidende ontwerpmaatregelen getroffen
Al deze wet en regelgeving leidt er toe dat alle mogelijke
voor constructie en het opstarten van de installatie.
risico’s van een nieuw te bouwen installatie worden
geïnventariseerd en geëvalueerd. Hiervoor zijn per
Bijvoorbeeld het aanbrengen van hijsogen die nodig
ontwerpfase verschillende hulpmiddelen beschikbaar.
zijn voor het plaatsen van een zware reactor moet al in
Per fase worden deze hulpmiddelen besproken.
de ontwerpfase worden meegenomen. Ook speciaal
equipement dat nodig is om de nieuwe installatie op te
Concept-ontwerpfase
starten, moet in de ontwerpfase worden besteld.
Tijdens het conceptontwerp is men nog erg flexibel.
Daar komt bij dat er nog niet veel inhoudelijke gegevens
juli 2011 I 8
RI&E voor de ontwerpfasen
beschikbaar zijn. Deze fase leent zich uitstekend om
Zoals eerder gezegd, eist de Arbowet dat de risico’s
de risico’s te inventariseren met behulp van de ‘Hazard
van een installatie al in de ontwerpfase worden
identification’ studie (HAZID).
info
Tijdens de HAZID wordt op hoog niveau de risico’s
de installatie en het proces. Ook hieruit komen acties
geïdentificeerd. Hierbij komen de volgende onderwer-
die opgelost moeten worden met als doel een ontwerp
pen aan de orde:
veilig te maken. De HAZOP echter wordt als erg
- E xterne en milieurisico’s, waaronder de effecten van
krachtig beschouwd en heeft zijn nut al jaren bewezen.
de nieuwe installatie op de omgeving en de mogelijke
De HAZOP-review levert een lijst van acties en aan­
milieuschade.
bevelingen voor het ontwerpteam op.
- De gevaren van de nieuwe installatie, waaronder de
veilige bediening van de installatie, brand en explosie
LOPA
gevaren, risico’s van het gekozen proces en de risico’s
Indien uit een HAZOP blijkt dat een procesontwerp
van bestaande omliggende installaties.
zonder beveiligingen onvoldoende veilig is, wordt vaak
- Mogelijke gezondheidsrisico’s.
een ‘Layer Of Protection Analysis’ (LOPA) uitgevoerd.
- Risico’s die te maken hebben met de voortgang van
Tijdens de LOPA wordt bepaald hoe groot het reste-
het project.
rende risico is, waarna aanvullende veiligheidsmaatregelen worden genomen. Dit kan lopen van een extra
Naast de HAZID is het ‘Inherent(er) Safe Design
drukmeter tot in het meest extreme geval herontwerp
Review’ (ISD) erg geschikt om in een zeer vroege fase
van de installatie, waarna het nieuwe ontwerp opnieuw
van het project uit te voeren. Omdat gevaarlijke stoffen
moet worden beoordeeld in een HAZOP.
onmiskenbaar aan de petrochemische industrie verbonden zijn, is volledig inherent veilig niet haalbaar. Vandaar
dat men ernaar streeft het ontwerp zo veilig mogelijk te
maken (‘inherent-er veilig’).
Het juiste moment voor de ISD is als de keuzes
gemaakt worden voor een bepaalde techniek of
proces. Bijvoorbeeld bij het ontwerp van een alkylatie­
proces kan worden gebruikgemaakt van waterstof
fluoride (HF), een stof met een zeer hoog gezondheidsrisico. In een vroeg stadium van een project kan ook
gekozen worden voor een minder gevaarlijke variant.
Dit is niet volledig inherent veilig, maar wel veiliger dan
de oplossing met HF.
Basis-ontwerpfase
Tijdens de basis-ontwerpfase liggen de Pijpleiding- en
InstrumentatieDiagrammen (P&ID’s) vast. Hierop wordt
waarschijnlijk de best bekende studie uitgevoerd,
Figuur 2 Layer of Protection Analysis (LOPA).
de ‘Hazard and Operability’ (HAZOP) studie oftewel
de storingsanalyse. Een HAZOP is vaak de eerste
verplichte veiligheidsanalyse van een nieuw proces
De eerste veiligheidslaag is een veilig ontworpen
ontwerp.
installatie. Daaromheen worden de procesbeveiligingen
aangebracht, zoals overdrukbeveiligingen (PSV). Hierna
HAZOP
volgen de instrumentele beveiligingen. De buitenste
De HAZOP richt zich voornamelijk op afwijkingen van
ringen worden gevormd door maatregelen, zoals goed
de standaard procesparameters zoals druk, tempera-
getraind personeel, voldoende effectafstanden en
tuur, niveau en stroming. Ook kunnen specifieke
repressieve maatregelen. De LOPA verifieert of vol-
parameters worden toegepast, zoals reactie. De
doende bescherming wordt geboden tegen escalatie
afwijkingen zijn onder andere te hoge (of juist te
vanaf een ongewenste eerste gebeurtenis naar een
lage) druk, temperatuur, enz. Indien zich ongewenste
ongeval met schade of letsel.
afwijkingen van de procesparameters voordoen, zal
actie worden ondernomen.
Review-studies
Tijdens de 30%-, 60%- en 90%-model review-studies
What if-studie
worden onder andere de locaties van equipement, de
Naast de HAZOP zijn er andere studies die het zelfde
ligging van kabelgoten, enz. beoordeeld. Tevens is dit
doel nastreven, zoals de what if-studie. Tijdens de
de mogelijkheid om het ontwerp te toetsen aan de
what if-studie worden specifieke vragen gesteld over
ergonomische eisen, zoals vluchtwegen, platforms en
juli 2011 I 9
info
plaatsing van handafsluiters. De 60%- en 90%-model
Aan het begin van de basis-ontwerpfase zal de safety
review-studies vinden plaats tijdens de detail-ontwerpfase.
engineer naar aanleiding van de uitkomsten van de
HAZID een inschatting moeten maken van de nadere
Constructability-studie
studies die nodig zijn om de overige risico’s in kaart te
Een andere verplichte studie is de ‘constructability’-
brengen. Tijdens de basis-ontwerpfase is zijn belang-
studie. Tijdens deze studie wordt beoordeeld of een
rijkste taak om de coördinatie voor de uitvoering van
installatie veilig kan worden gebouwd, of er voldoende
deze studies op zich te nemen. Vanaf het eerste moment
ruimte is voor de bouw en of zwaar equipement kan
worden de veiligheidsactiviteiten ook bijgehouden in
worden aangevoerd. Tijdens deze studie kan bijvoor-
de veiligheidsfile, die meeloopt van de ene fase naar
beeld blijken dat moet worden gehesen over gevaarlijke
de volgende en uiteindelijk wordt overgedragen met de
installatie die nog in gebruik is. Hierbij kan dan tijdig
installatie aan de klant. Daarmee zijn dus de veiligheidsin-
worden besloten dat de installatie eerst veilig moet
spanningen ook goed gedocumenteerd.
worden gesteld of dat er een andere oplossing moet
worden gezocht. Een mogelijkheid is dan het equipe-
De belangrijkste taak van de safety engineer tijdens de
ment in delen aanvoeren en ter plaatse monteren.
detailontwerpfase is om ervoor te zorgen dat alle geformuleerde acties tijdens de eerdere fasen een sluitende
De constructability-studie dient op verschillende fasen
en acceptabele oplossing krijgen. Aan het einde van deze
te worden uitgevoerd:
fase dient er een ontwerp te liggen dat veilig is voor zowel
productie- als constructiemedewerkers en omwonenden.
Fase 1: ontwerp 30% gereed.
Ook moet het ontwerp de gezondheid niet in gevaar bren-
Deze studie is specifiek gericht op het ontwerp van de
gen en mag het milieu niet worden aangetast. Dit alles
installatie en het contract met de klant. Er is nog een
binnen de grenzen die door de overheid zijn bepaald.
grote inbreng ten aanzien van veiligheid op het ontwerp.
Fase 2 en 3 van de constructability review vindt plaats
Op 23 maart 2005 heeft er in de BP Texas City Refinery
tijdens de detailontwerpfase.
een catastrofaal procesongeval plaatsgevonden. Bij de
explosie en brand zijn 15 personen overleden (waarvan
Fase 2: ontwerp 60%.
11 medewerkers van Jacobs) en zijn er meer dan 170
Nu wordt alleen gekeken naar het grote equipement en
gewonden gevallen. In de afwikkeling van dit incident
de kraanopstelling. De inbreng ten aanzien van veilig-
heeft de onafhankelijke onderzoekscommissie Baker een
heid op het ontwerp wordt kleiner.
rapport uitgebracht. Twee aanbevelingen uit dit rapport
zijn daarna bij Jacobs Nederland in de organisatie
Fase 3: ontwerp 90%.
verankerd. De belangrijkste is dat voor iedere werkplek
De inbreng ten aanzien van veiligheid op het ontwerp is
van een Jacobs-werknemer wordt beoordeeld of deze
hier nihil. De focus dient nu volledig op de veiligheid in
zich op een veilige locatie bevindt. De andere aanbeve-
de constructie fase te liggen. Het is dan ook van belang
ling gaat over het monitoren van het op tijd opvolgen
dat de veiligheids- en gezondheidscoördinator voor de
en afsluiten van acties uit veiligheidsstudies zoals de
constructiefase aanwezig is.
HAZOP.
Detail-ontwerpfase
Naast de 60%- en 90%-model review en de tweede en
derde fase van de constructability review kenmerkt de
detailontwerpfase zich vooral door opvolging van de
eerder geformuleerde acties.
De rol van de safety engineer
(veiligheidskundige)
De inbreng van de safety engineer is het grootst in het
begin van het project, wanneer dit wordt gekenmerkt
door flexibiliteit. Tijdens de conceptuele fase zal hij aan
de hand van risicocontouren als gevolg van brand- of
explosierisico’s, vooral invloed uitoefenen op de locatie
van het equipement. Ook zijn deelname aan de HAZID
is cruciaal om een inschatting te kunnen maken ten
aanzien van proces- en projectrisico’s.
juli 2011 I 10