METODOLOGIA DI VALUTAZIONE DEL SAFETY INTEGRITY LEVEL DEI SISTEMI DI BLOCCO DI SICUREZZA IN ACCORDO ALLE NORME IEC ED IEC61511

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1 METODOLOGIA DI VALUTAZIONE DEL SAFETY INTEGRITY LEVEL DEI SISTEMI DI BLOCCO DI SICUREZZA IN ACCORDO ALLE NORME ED ESEMPIO APPLICATIVO Vinicio Rossini TECSA S.p.A. - Via Figino Pero (MI) vinicio.rossini@tecsaspa.com Tel Fax Piera Carli TECSA S.p.A. - Via Figino Pero (MI) piera.carli@tecsaspa.com Tel Fax

2 PROCESS SECTOR SAFETY INSTRUMENTED SYSTEM STANDARDS Manufacturers Manufacturers and and suppliers suppliers of of devices devices Safety Safety instrumented instrumented system system designers, designers, integrators integrators and and users users Relazione tra e 61508

3 PROCESS SECTOR SAFETY INSTRUMENTED SYSTEM STANDARDS PROCESS SECTOR HARDWARE PROCESS SECTOR SOFTWARE DEVELOPING DEVELOPING NEW NEW HARDWARE HARDWARE DEVICES DEVICES USING USING PROVEN-IN PROVEN-IN USE USE HARDWARE HARDWARE DEVICES DEVICES USING USING HARDWARE HARDWARE DEVELOPED DEVELOPED AND AND ACCESSED ACCESSED ACCORDING ACCORDING TO TO DEVELOPING DEVELOPING EMBEDDED EMBEDDED (SYSTEM) (SYSTEM) SOFTWARE SOFTWARE DEVELOPING DEVELOPING APPLICATION APPLICATION SOFTWARE SOFTWARE USING USING FULL FULL VARIABILITY VARIABILITY LANGUAGES LANGUAGES DEVELOPING DEVELOPING APPLICATION APPLICATION SOFTWARE SOFTWARE USING USING LIMITED LIMITED VARIABILITY VARIABILITY LANGUAGES LANGUAGES OR OR FIXED FIXED PROGRAMS PROGRAMS

4 PIANI DI EMERGENZA ESTERNI PIANI DI EMERGENZA INTERNI PROTEZIONI FISICHE (PASSIVE) PROTEZIONI FISICHE (ATTIVE) SISTEMI DI BLOCCO AUTOMATICI (SIS / ESD) ALLARMI CRITICI, SUPERVISIONE OPERATORI, INTERVENTO OPERATIVO BPCS, ALLARMI DI PROCESSO, SUPERVISIONE OPERATORI PROCESS DESIGN

5 Individuazione (da HAZOP) di: Evento iniziatore Stima della frequenza guasti BPCS (Alberi di guasto) IPL S NON SIS Conseguenze Stima della PFD dei sistemi di prevenzione e mitigazione NON SIS (Alberi degli eventi) Valutazione severità Criterio di accettabilità del rischio (Matrice) Stima del SIL richiesto LIVELLO LIVELLO DI DI RISCHIO RISCHIO ACCETTABILE ACCETTABILE SI SIS Stima della PFD dei sistemi di blocco di sicurezza (SIS) (Alberi degli eventi) Confronto con il SIL installato esito positivo NO Raccomandazioni adeguamento dei sistemi di blocco di sicurezza per raggiungere il SIL richiesto

6 EVENTO INIZIATORE OR Errore Operativo Guasti strumentali (BPCS) OR trasmettitore controllore valvola

7 IPL1 IPL2 IPL3 SUCCESSO NESSUNA CONSEGUENZA FREQUENZA EVENTO INIZIATORE SUCCESSO EVENTO CONTROLLATO MANCATO INTERVENTO SUCCESSO EVENTO CONTROLLATO MANCATO INTERVENTO MANCATO INTERVENTO DEVIAZIONE CRITICA

8 Mancato intervento blocco per alta pressione + OR Mancato intervento 2 pressostati su 3 Mancata chiusura valvola di blocco SV1 + OR + OR PS1 e PS2 PS2 e PS3 PS1 e PS3 EOV? 4 SV 1? 5 AND AND AND PS1? 1 PS2? 2 PS2? 2 PS3? 3 PS1? 1 PS3? 3

9 ESEMPIO DI CLASSIFICAZIONE QUALITATIVA DELLE CONSEGUENZE SEVERITA CONSEGUENZE Apparecchiature / Impianti CONSEGUENZE SU Operatori Popolazione Ambiente LIEVI Danni in aree limitate d impianto Ridotta probabilità di decesso in prossimità dell area interessata dall evento Nessun effetto Rilascio confinato di sostanze pericolose SERIE Danni in aree estese di impianto Probabilità significativa di decesso in prossimità dell area interessata dall evento Nessun effetto Limitato rilascio non confinato di sostanze pericolose GRAVI Danni in impianti adiacenti Decesso atteso di un numero limitato di operatori Decesso atteso in caso di esposizione prolungata Rilascio non confinato di sostanze pericolose MOLTO GRAVI Danni all esterno dell installazione Decesso atteso di un numero elevato di operatori Decesso atteso anche in caso di esposizione ridotta Esteso rilascio non confinato di sostanze pericolose

10 ESEMPIO DI MATRICE DI ACCETTABILITA DEL RISCHIO Classe di probabilità degli eventi CATEGORIA DEGLI EFFETTI Molto gravi Gravi Seri Lievi > < 10-6 NON ACCETTABILE AREA DI INTERVENTO ACCETTABILE

11 ESEMPIO APPLICATIVO PI A PI B PI C PSHH PSHH I PAH PAHH CRIT PSHH PT A PT B PT C PIC PT PY I P S I S Sovrapressione colonna di strippaggio con vapore E FC FC XV

12 L ipotesi può verificarsi per mancata laminazione del vapore di strippaggio a media pressione dovuto a: trasmettitore di pressione, oppure controllore di pressione, oppure in apertura valvola regolazione pressione

13 Conseguenze Sovrapressione stripper: SERIE Livelli di protezione (ad esclusione dei SIS): Intervento operativo su allarmi alta temperatura ed altissima pressione Valvola di sicurezza su colonna

14 Classe di probabilità deglieventi > CATEGORIA DEGLI EFFETTI Molto Gravi gravi Seri Lievi Intervento operativo Apertura PSV Evento conseguente Descrizione conseguenze Frequenza di accadimento (occ/anno) SI P1=0,92 EVENTO CONTROLLATO -- 3E-01 FREQUENZA EVENTO INIZIATORE SI P21 = 0,99 SCARICO A BLOW DOWN -- 2,6E-02 NO P2=0,08 NO P22=0,01 SOVRAPRESSIONE STRIPPER SERE 2,6E-04 LIVELLO DI INTEGRITA RICHIESTO SISTEMI DI BLOCCO AUTOMATICI: PER I SIL < 10-6

15 Stima della probabilità di mancato intervento su domanda del sistema di blocco per alta pressione Mancato intervento interruttori di alta pressione PIT1A/B/C in logica 2oo3, oppure mancata chiusura valvola di blocco su linea vapore XV1 PARTIAL VALVE STROKE TESTING

16 Stima della probabilità di mancato intervento su domanda del sistema di blocco per alta pressione Mancato intervento interruttori di alta pressione PIT1A/B/C in logica 2oo3, oppure mancata chiusura valvola di blocco su linea vapore XV1 Ratei di guasto da analisi FMEDA sui componenti PFD = 7,89E -02 SIL 1