Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Analýza HAZOP: výběr opatření pro snížení rizik

Metoda HAZOP (Hazard and Operability Study) se stala standardem pro validaci provozu­schopnosti a bezpečnosti projektů složitých technologických zařízení. Při studii realizované touto metodou je obvykle vygenerováno množství opatření pro snížení rizik. Jednotlivá opatření nemají z hlediska bezpečnosti zařízení stejný význam, někdy také není možné z finančních dů­vodů všechna opatření realizovat. Tento článek porovnává přístupy ke stanovení jejich priorit.

 
Metoda HAZOP vychází z týmového pří­stupu k analýze rizika, tedy z teze, že tým expertů bude schopen identifikovat větší po­čet rizik a správněji určit jejich význam než soubor osob vykonávajících analýzu bezpeč­nosti samostatně. Pro správné použití meto­dy HAZOP je obvykle nezbytné sestavit tým z několika odborníků s odlišným odborným zázemím a schopnostmi (technici provozu­jící zařízení, inženýři výroby, technologo­vé, odborníci v oblasti bezpečnostního inženýrství apod.).
 

Analýza HAZOP

Metoda HAZOP byla vyvinuta v 60. le­tech minulého století ve společnosti ICI (Im­perial Chemical Industries) ve Velké Britá­nii. Za jejího duchovního otce bývá považo­ván Trevor Kletz, který byl ve společnosti ICI v té době bezpečnostním poradcem. Analý­za s použitím metody HAZOP (analýza HA­ZOP) se obvykle provádí při několika seze­ních řešitelského týmu, během nichž jsou sys­tematicky procházeny všechny části zařízení v dané úrovni detailu.
 
Vlastní analýza HAZOP začíná rozčle­něním technologického zařízení na uzly, u nichž lze stanovit soubor parametrů nezbytných pro správný průběh příslušného techno­logického procesu.
 
V dalším kroku analýzy HAZOP jsou při použití tzv. klíčových slov generovány mož­né odchylky od bezpečného stavu zařízení, popř. procesu.
 
Seznam typických klíčových slov k ana­lýze HAZOP je uveden v tab. 1. Klíčová slo­va jsou kombinována s parametry charakterizujícími uzly tak, aby bylo možné určit odchylky od správné činnosti (selhání) tech­nologického zařízení, jejich příčiny a násled­ky. Velmi důležitou částí analýzy HAZOP je také návrh možných preventivních opatření, která zabrání výskytu, popř. rozvoji možné­ho havarijního stavu.
 
V praxi jsou u provozních jednotek s ne­zbytnou větší mírou práce obsluhy identifi­kovány možné chyby obsluhy a jejich poten­ciální příčiny, které jsou důležitou součástí identifikace vzniku možných havárií. Často je pro ni používána metoda Human HAZOP [1], která je modifikací metody HAZOP.
 
Samotný postup analýzy metodou Human HAZOP je obdobný jako při použití základní metody HAZOP, pouze jsou využívána další klíčová/vodicí slova, která jsou interpretová­na z hlediska člověka (viz tab. 2).
 
Ze zkušenosti lze říci, že hlavními před­nostmi použití metody HAZOP je dosažení systematické identifikace nebezpečných udá­lostí a lepší pochopení chování daného tech­nologického zařízení, a to i pracovníky, kte­ří je obsluhují.
 

Realizace preventivních opatření

Metoda HAZOP se nejčastěji používá ve fázi projektování nového technologického za­řízení, dále při jeho provozování (např. ana­lýza rizik podle zákona o prevenci závaž­ných havárií nebo podle zákona o ekologic­ké újmě) a také v případě nehody (k nalezení jejích příčin). Zatímco v prvním případě lze velmi jednoduše realizovat preventivní opat­ření, v tom druhém je jejich provedení spo­jeno s finančními náklady na modifikaci jed­notky. Ve třetím případě, po nehodě, je reali­zace nápravných opatření většinou nezbytná pro další bezpečný provoz jednotky.
 
Mnohdy je analýza HAZOP také vyžado­vána zákazníkem, který tím podmiňuje po­depsání kontraktu. V tom případě zákazník často specifikuje vlastní formální i obsahové požadavky na analýzu. V praxi se s tímto po­žadavkem setkáváme především v petroche­mii, podnicích se spojitými technologický­mi procesy či ve farmacii (např. firmy Saudi Aramco, Shell, Total, BASF, Bayer).
 
Protože však analýza HAZOP složitější­ho technologického celku obvykle představu­je několik stovek postupů, a tudíž také velké množství preventivních opatření, není možné realizovat všechna z nich. Je tedy třeba k re­alizaci vybrat jen ta, která budou nejefektiv­nější, tj. která budou nejpřínosnější z hledis­ka bezpečnosti.
 
Ačkoliv standardní metoda HAZOP ten­to aspekt neřeší, některé proprietární pří­ručky (určené ke specifikaci požadavků konkrétní organizace) již tuto oblast defi­nují přesněji.
 

Stanovení priorit preventivních opatření ve vztahu k rizikům

Nejčastěji používané přístupy ke stanovení priorit preventivních opatření jsou založeny na doplnění standardní analýzy HAZOP se­mikvantitativním hodnocením rizik.
 
Obvykle je využíváno dvouparametric­ké hodnocení uvažující četnost výskytu udá­losti a závažnost jejích následků. Při použití této metody je tedy vyhodnocováno riziko R ve dvou položkách, a to s ohledem na:
  • pravděpodobnost P výskytu události,
  • závažnost S důsledků události.
Příklad přiřazení hodnot jednotlivých parame­trů je uveden v dále komentovaných tabulkách.
 
Četnost výskytu události P (tab. 3) je pa­rametr vyjadřující poměrný výskyt selhání v řadě příležitostí, který vychází z příčiny události a detekce poruchového stavu (bez­pečnostní zařízení a prostředky, které upozor­ňují na nebezpečný stav nebo ho automaticky překonávají). V úvahu by měl být vzat také způsob řízení pracovního systému a schop­nosti a zkušenosti obsluhy.
 
Závažnost důsledků/ztráty S (tab. 4) vy­jadřuje významnost důsledku poruchy při plném rozvinutí scénáře havárie. Při posuzo­vání závažnosti by měly být vzaty v úvahu případné přímé finanční škody (ať již např. na znehodnoceném produktu, tedy nedo­držení požadavků zákazníka, nebo na po­škozeném zařízení) i škody na zdraví za­městnanců.
 
Riziko R je kombinace četnosti výskytu určité nežádoucí situace (události) a stupně závažnosti jejích následků (závažnosti ško­dy, ztrát). Nejčastěji je využíván přístup ku­mulativní a přístup multiplikativní (tab. 5).
 
tab. 6 a na jí odpovídajícím obr. 1 jsou přehledně uvedeny rozdíly v hodnocení rizi­ka, které oba přístupy, multiplikativní a ku­mulativní, poskytují. Z grafického vyjádření na obr. 1 je na první pohled patrné, že výsled­ky hodnocení rizika kumulativním způso­bem jsou rozloženy rovnoměrněji a že tzv. pole přijatelnosti opatření není pro tyto dva případy shodné. V hodnocení vznikne rozdíl v krajních hodnotách rizika (velmi závažná, málo pravděpodobná událost a málo závažná, velmi pravděpodobná událost). Z tohoto hlediska se jeví jako vhodnější použít k hod­nocení rizika kumulativním přístup.
 
V praxi je nutné přijatelnost rizik sta­novit v závislosti na okolnostech tak, aby bylo možné rozhodnout o nejvýznamnějších možných průbězích a určit priority opatření k minimalizaci rizika. V případě, že riziko průběhu bylo hodnoceno jako významné, je nutné navržené opatření co nejdříve zavést. Je-li riziko možného průběhu hodnoceno jako málo významné, není nezbytné opat­ření zavádět neprodleně, v případě výskytu tohoto průběhu by měl však provozovatel analýzu rizik přehodnotit a přijetí přísluš­ného opatření uvážit.
 

Závěr

Článek shrnuje základní přístupy k vý­běru doporučených opatření, která vyplynu­la z analýzy nebezpečí a provozuschopnosti HAZOP. Tyto přístupy vzájemně porovnává z hlediska poskytovaných výsledků. V pra­xi je dalším významným kritériem pro vý­běr investic do bezpečnosti technologické­ho zařízení objem dostupných finančních prostředků. Proto bývá někdy rozhodnuto o dílčí realizaci doporučených opatření nebo bývá v případě větších investic využita propracovanější metoda, např. metoda diskonto­vaného peněžního toku – výdaje na realizaci opatření lze pak považovat za investiční ná­klady (výdaje tzv. CAPEX).
 
Poděkování
Poznatky uvedené v článku byly získány za finančního přispění VUT v Brně v rámci pro­gramu specifického výzkumu č. FSI-S-11-5 Enviromentální a bezpečnostní aspekty vý­voje, výroby a provozu strojů a v rámci vě­deckovýzkumné činnosti divize mechatroni­ky střediska NETME centre, jehož budování je finančně podporováno z Evropského fon­du regionálního rozvoje prostřednictvím Ope­račního programu Výzkum a vývoj pro inova­ce v rámci projektu CZ.1.05/2.1.00/01.0002 NETME centre – nové technologie pro stro­jírenství.
 
Literatura:
[1] KOTEK, L. – BABINEC, F.: Použití metody Human HAZOP při redukci chyb operátorů. Automa, 2009, roč. 15, č. 11, s. 58–59.
 
Ing. Luboš Kotek, Ph.D.,
Odbor kvality, spolehlivosti a bezpečnosti Ústavu výrobních strojů, systémů a robotiky,
Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně
 
Obr. 1. Četnost možných výsledků hodnocení rizika multiplikativním a kumulativním způsobem
 
Tab. 1. Slovník klíčových slov k analýze metodou HAZOP
Tab. 2. Slovník klíčových slov k analýze metodou Human HAZOP
Tab. 3. Parametr P – četnost výskytu
Tab. 4. Parametr S – závažnost důsledků
Tab. 5. Parametr R – příklad vyhodnocení rizika (vlevo způsob multiplikativní, vpravo kumulativní)
Tab. 6. Rozdíly mezi multiplikativním a kumu­lativním způsobem vyhodnocení rizika
 
Trevor Kletz (1922–2013) byl význam­ným britským vědcem a jedním ze zakla­datelů bezpečnostního inženýrství. V le­tech 1944 až 1982 pracoval jako bezpečnostní poradce ve společnosti ICI (Imperial Chemical Industries). V roce 1978 se stal prezidentem společnosti iCHemE. Po roce 1982 pracoval jako univerzitní profesor a bezpečnostní konzultant. Byl také aktivní jako spisovatel, za svůj život napsal čtrnáct knih zaměřených především na využití zku­šeností z nehod a zvyšování bezpečnostní kultury. Úspěšně rozvíjel i koncept tzv. in­herentní bezpečnosti. Trevor Kletz zemřel 31. 10. 2013.