لایه‌های حفاظتی ده ‌گانه در صنایع پتروشیمی

لایه‌های حفاظتی یا Safeguard: به کلیه تمهیدات لازم (اعم از سخت‌افزاری و نرم‌افزاری) که برای جلوگیری از بروز حوادث یا کاهش ریسک و هم‌چنین ایمن‌سازی واحد فرآیندی بعد از بروز حادثه اندیشیده می‌شود، لایه حفاظتی گفته می‌شود به‌ طوری‌که با استقرار این لایه‌ها، واحد فرآیندی در حاشیه‌ امن قرار خواهد گرفت.

لایه‌ اول : مفاهیم طراحی در واحد فرآیندی: این لایه هنگام طراحی واحدهای فرآیندی، مورد توجه طراح بوده و تجهیزات (از نظر مشخصات فنی) به گونه‌ای انتخاب می‌شوند که به لحاظ توانایی و تحمل شرایط، دارای ویژگی‌هایی ایمن‌تر از شرایط فرآیندی و فراتر از طراحی باشد. با آگاهی از استعدادهای بالقوه از خطرات موجود، در طراحی واحد می‌توان تمهیدات و راه حل‌های مناسبی را برای مقابله با آن در نظر گرفت.
لایه‌ دوم: سامانه‌ کنترل فرآیند: کنترل مقادیر منتسب به متغیرهای فرآیند در گستره‌ کاری تعریف شده نیز نقش به سزایی در هدایت واحد به شرایط ایمن دارد. سامانه‌کنترل فرآیند دومین لایه از لایه‌های حفاظتی پیش‌بینی شده می‌باشد. این سامانه در واقع وظیفه کنترل و تنظیم مقادیر فرآیندی نظیر دما، فشار، جریان سیال و سطح مایع را در گستره ایمن و مجاز که بر اساس نقاط تنظیم شده به سامانه اعمال می‌شود را بر عهده دارد.
لایه‌ سوم: سامانه‌های هشداردهنده: چنانچه به هردلیلی سامانه کنترلی نتواند شرایط ایمن واحد را حفظ نماید، شرایط فرآیند به مرحله‌ ناخواسته‌ای هدایت خواهد شد. لذا برای آگاهی بهره‌بردار و قبل از این‌که اتفاق ناگواری در واحد فرآیندی حادث شود، بایستی بهره‌بردار به نحو مقتضی از شرایط پیش آمده مطلع گردد. این وظیفه به عهده‌ سامانه‌ی هشداردهنده قرار داده شده است.
لایه‌ چهارم: سامانه‌های قطع اضطراری (ESD): ممکن است بنا بر شرایط ویژه و غیر قابل پیش‌بینی‌، سه لایه‌ قبلی نتوانند شرایط نامطلوب واحد فرآیندی را تحت کنترل در آورند، آن‌گاه اقدام بعدی که به طور خودکار به وقوع می‌پیوندد از سرویس خارج نمودن تمام و یا آن بخشی از واحد فرآیندی است که خطر آن کارکنان، تجهیزات یا واحد فرآیندی و محیط زیست را تهدید می‌کند. سامانه‌های قطع اضطراری خود یک گونه‌ای ویژه از سامانه‌های کنترلی است که مستقل از سامانه‌ کنترل فرآیند عمل کرده و زمانی به وظیفه خود عمل می‌کند که سامانه‌ مرکزی کنترل فرآیند و یا بهره‌برداران نتواند الزامات کنترلی را به طور صحیح عملی نماید.
لایه‌ پنجم :حفاظت فیزیکی با استفاده از شیرهای اطمینان: بعد از توقف اضطراری (و یا در شرایط عادی عملیات) ممکن است برخی از مخازن، لوله‌های ارتباطی و تجهیزات دیگر تحت فشار حبس شده قرار گرفته یا با افزایش دمای محیط، فشار داخل آن افزایش یابد. برای جلوگیری خطرات ناشی از انفجار، از دو نوع شیر ایمنی تخلیه‌ فشار (PSV برای افزایش فشار یا TSV برای افزایش دما) و در برخی کاربردهای خاص، از Rapture Disk استفاده خواهد شد.
لایه‌های کاهش خطر: تا این‌جا با پنج لایه‌ حفاظتی آشنا شدیم که سه لایه‌ اول سعی بر این دارد تا واحد را در شرایط به‌هنجار نگه داشته و ترجیحاً تولید متوقف نشود. در صورتی‌که شرایط فوق محقق نشود، آن‌گاه لایه‌ چهارم و تا حدودی هم لایه پنجم ضمن تحمیل توقف اضطراری، سعی دارد تا واحد را به شرایط ایمن هدایت نماید. پنج لایه بعدی برای زمانی در نظر گرفته شده است که هیچ‌کدام از لایه‌های یاد شده نتوانسته باشد واحد را به شرایط ایمن هدایت نموده و به ناچار بروز حادثه‌ای ناگوار رخ دهد.
لایه‌ ششم: استفاده از سامانه‌های بازدارنده: این لایه، از جمله لایه‌هایی است که جهت کاهش شدت و آثار زیان‌بار یک حادثه‌ی خطرناک که پیش از این روی داده است، به کار می‌رود. وظایف این لایه شامل در برگرفتن، خنثی سازی یا پراکنده سازی مواد سمی و خطرناک منتشر شده در فضا را بر عهده دارد. برای نمونه، می‌توان به حفاظت فیزیکی از احتمال سرریز شدن مایعات موجود در مخازن که فضایی برای در برگرفتن مایع سرریز شده از مخزن ذخیره‌سازی مایعات سوختی اطراف مخازن تعبیه می‌شود اشاره نمود.
لایه‌ هفتم :روش پراکنده‌سازی: در نظر داشتن تمهیدات لازم برای رقیق‌ کردن یا خنثی‌سازی گازها و مواد خروجی خطرناک پراکنده شده در فضا، و یا طراحی فلر برای سوزاندن گازهای اضافی به عنوان لایه هفتم نام برده می‌شود.
لایه‌ هشتم: سامانه‌های اعلان و اطفاء حریق: منظور از سامانه‌هایF&G ، مجموعه‌ای از حس‌گر‌ها، کنترل کننده‌ها و عناصر نهایی کنترل بوده که جهت تشخیص نشت گازهای احتراق‌آمیز، گازهای سمی و هم‌چنین تشخیص بروز حریق در محوطه‌ی واحد فرآیندی، اعلان خطرات به وجود آمده و هدایت واحد به شرایط ایمن (اطفاء) به کار می‌روند. از دیگر وظایف این سامانه‌ها، هشدار دادن نشت مواد، اعلان بروز حادثه‌ پیش آمده و در نهایت اجرای فرامین و عملیاتی جهت کاهش نتایج حاصل از حادثه‌ احتمالی می‌باشد.
لایه‌ نهم: عملیات اضطراری در محدوده وقوع حادثه: ممکن است تمام لایه‌های قبلی (به هر دلیلی) نتوانند شرایط ایمن را برای واحد فرآیندی به وجود آورده و در نتیجه امکان بروز حوادث ناگوار اجتناب‌ناپذیر باشد. لذا در این مرحله با فرض بروز این‌گونه حوادث، از جمله احتمال انفجار برخی تجهیزات تحت فشار، طراح بدترین شرایط یعنی وقوع انفجار را حتمی تلقی نموده و یک سری تمهیداتی را تحت عنوان حفاظت فیزیکی برای واحد در نظر می‌گیرد.
نمونه‌ای از این‌گونه حفاظت‌ها، احداث دیوارهای بتونی حفاظتی و بازدارنده در اطراف تجهیزات مخاطره‌آمیز است. با این اقدام حفاظتی و در صورت انفجار، از توسعه‌ خطر به دیگر قسمت‌های واحد فرآیندی جلوگیری به عمل خواهد آمد. نمونه‌ای از دیوارهای مزبور را می‌توان اطراف راکتور واحدهای تولیدی پلی‌اتیلن سبک با فشار فرآیندی حدود 2400 Bar مشاهده نمود. این تمهیدات می‌تواند در زمره‌ حفاظت فیزیکی (و هر آن‌چه در لایه‌ ششم مطرح شد) قرار گیرد.
لایه‌ دهم: عملیات اضطراری خارج از محل حادثه: نکته‌ بسیار مهم این است که متأسفانه در پاره‌ای اوقات مدیران صنایع و واحدهای فرآیندی، خطرات نهفته‌ صنعت خود برای انسان و محیط زیست را به مردم و مسؤلین اعلام نمی‌نمایند. از این‌رو عناصر و تشکل‌های بیرونی که متولی امر امداد، ایمنی و محیط زیست جامعه هستند، می‌بایست خطرات صنایع را شناسایی و علاوه بر آگاه ساختن و آموزش مردم، تمهیدات لازم را جهت مواقع اضطرار بیاندیشند و به این روش تا حدودی از عواقب حوادث خطرناک احتمالی بکاهند.

Ref:NPC