風險管理評估，包括風險矩陣的使用，對于控制與石油天然氣行業(yè)中安全關(guān)鍵設備（SCE）相關(guān)的運營風險至關(guān)重要。然而，盡管使用經(jīng)過驗證的行業(yè)風險確定模板（如“蝴蝶結(jié)圖”），但這些評估可能存在缺陷，原因與模板無關(guān)，而是與使用的基礎(chǔ)有關(guān)：過時的數(shù)據(jù)。

不幸的是，在安全事件、甚至重大風險事件發(fā)生之前，過程安全管理系統(tǒng)可能都被認為是可接受的。

沒有全面和綜合的評估，就不會降低安全關(guān)鍵設備的風險。例如，包括石油和天然氣業(yè)務在內(nèi)的能源公司，往往假定每個安全關(guān)鍵設備風險識別和風險評估以及蝴蝶結(jié)圖表，都基于最新的事故歷史數(shù)據(jù)庫，與其當前的過程安全管理系統(tǒng)保持一致。應持續(xù)驗證這些假設，包括安全關(guān)鍵設備、控制室、報警管理和人機交互。

安全關(guān)鍵設備和風險預防工具

由美國石油協(xié)會在其推薦的海上設施防火和爆炸負載（2006）中，安全關(guān)鍵部件被定義為“結(jié)構(gòu)、設備、工廠或系統(tǒng)的任何組成部分，其失效可能會導致重大事故”。

該定義適用于所有安全關(guān)鍵設備，但每個安全關(guān)鍵設備元素都是唯一的。幾乎每個企業(yè)都依賴風險矩陣來識別安全關(guān)鍵設備并確定流程管理的優(yōu)先級（參見圖1）。

圖1：風險矩陣確定事件發(fā)生后的概率和嚴重程度。請注意“主要”和“災難性”后果類別中的紅色塊。本文圖片來源：NireshBehari

該風險矩陣有助于識別出大規(guī)模風險，其中可能包括涉及汽油、液化石油氣和石蠟等危險材料設備。這些安全關(guān)鍵設備需要最高優(yōu)先級的風險管理，所有與之相關(guān)的人都必須理解這一定義。

完成危險和可操作性（HAZOP）研究，確定并檢查設備或操作設備的風險后，下一步是創(chuàng)建蝴蝶結(jié)分析和風險管理方案，重點關(guān)注與安全關(guān)鍵設備相關(guān)的風險。

蝴蝶結(jié)分析圖的左側(cè)代表了威脅和主動性反應。右側(cè)則代表反應性控制。該觀點是培訓所有安全關(guān)鍵設備運營人員，讓其了解是什么原因?qū)е隆笆录钡陌l(fā)生，運營人員、設備甚至是公眾，都可能暴露在這些事件之下。盡管為過程工程師和工廠運行人員定制，但蝴蝶結(jié)分析是強制風險預防工具，運行人員以及其它人員必須理解和遵循。

屏障保證是風險管理和風險預防的另一個組成部分。有些人認為屏障僅限于硬件，以便防止風險釋放的危險或在過程安全殼喪失時限制負面結(jié)果。然而，第二個屏障——人類干預，與硬件同樣重要。由阿曼液化石油氣發(fā)布的硬件屏障保證模板包含8個安全風險屏障，但人為因素是其基礎(chǔ)。

保證模板中專門為安全關(guān)鍵設備運行人員和工作人員設置了一些問題，需要積極主動的響應。例如：“能做些什么來保持屏障的安全運行？”和“如何安全地管理受損屏障？”

硬件屏障保證表格說明了這一切：“你是否擁有自己的蝴蝶結(jié)屏障？”如果沒有主動措施來消除這些缺點，任何低于確定性反應的警告都表明存在過程安全漏洞。目標是始終制定適當?shù)钠琳蟻砉芾盹L險，以便盡可能地限制風險。

安全完整性等級水平與維護標準

為每個安全儀表功能設定目標安全完整性等級（SIL），可能會導致錯誤的安全感。每個級別都會針對指定時間內(nèi)發(fā)生故障的概率來衡量性能。等級1，發(fā)生指定故障風險的時間為10年；等級2是100年；等級3是1000年。這些等級是石化行業(yè)的標準，用于保護關(guān)鍵控制系統(tǒng)，例如壓力容器、柱式堆和儲罐。

然而，2級和3級安全關(guān)鍵設備并不是那么簡單。挑戰(zhàn)在于識別安全關(guān)鍵設備儀表功能，并不是一件容易的事，因為數(shù)千個安全完整性等級1（SIL1）的安全儀器和控制回路，安全關(guān)鍵設備分類可能會有錯誤。錯誤分類會影響關(guān)鍵儀表和控制回路的維護優(yōu)先級。

最佳行業(yè)慣例，是利用已建立的安全關(guān)鍵設備管理流程進行安全保護，對所有SIL1的儀表設備和安全流程進行過濾，把SIL2和更高級別的安全防護控制回路作為主要風險安全關(guān)鍵設備。

SIL1過濾過程應包括審查最近發(fā)生事件。當過去的安全管理系統(tǒng)與當今使用的安全管理系統(tǒng)沒有相似之處時，現(xiàn)代安全管理系統(tǒng)不需要參考過時的事故數(shù)據(jù)。

這對人與安全關(guān)鍵設備互動意味著什么？利用相關(guān)和最新的過程安全事故數(shù)據(jù)，用于安全關(guān)鍵設備識別的強大而現(xiàn)代的SIL1過濾流程，可減少維護和周轉(zhuǎn)優(yōu)先級并節(jié)省運營費用。盡管發(fā)生事件的可能性極小，但管理層必須建議安全關(guān)鍵設備工作人員，避免想當然的去使用很久以前的SIL1時間參數(shù)。

在石油和天然氣行業(yè)，火災、爆炸和釋放嚴重性指數(shù)（FER-SI）是衡量和量化安全關(guān)鍵設備的另一個重要的風險預防和緩解工具。它是一種碳氫化合物泄漏量化和鑒定模型，用于評估可能導致泄漏的潛在設備缺陷。該指數(shù)可用作滯后指示，提供安全關(guān)鍵設備識別概念。

對管理和安全關(guān)鍵設備運行人員來說，重要的是所涉及的概率和可能性，包括由泄漏產(chǎn)生的羽流類型、安全房間位置、在有毒物釋放的情況下工人的安全距離，以及由于墜落物體所造成的風險后果。

圖2顯示了設計與安全關(guān)鍵設備管理、報警控制和停機旁路相關(guān)的前導和滯后指標的現(xiàn)有做法。圖3,4和5顯示了與安全關(guān)鍵設備相關(guān)的過程安全故障的根本原因。圖3所示的碳氫化合物泄漏可能與設備設計、變更管理問題、資產(chǎn)完整性或操作有關(guān)。對于缺乏強大的安全關(guān)鍵設備管理系統(tǒng)的工廠而言，后兩種缺陷往往會更嚴重。

圖2：此模式描述了前導和滯后的安全關(guān)鍵設備問題指標。

圖3：該圖顯示了碳氫化合物泄漏的可能來源。

在圖4中，天然氣處理廠的設備或機械故障，表明不按照維護計劃進行維修，是泄漏或災難性過程安全事件的重要原因。這通常與安全關(guān)鍵設備優(yōu)先級和過程安全管理系統(tǒng)的缺陷有關(guān)。

圖4：該圖按百分比顯示了導致安全關(guān)鍵設備問題的各種原因。

一些潛在的人為因素與無效的安全關(guān)鍵設備管理相關(guān)（見圖5）。這包括在評估以可靠性為中心的維護時不正確的風險管理原則，例如與現(xiàn)有過程安全管理系統(tǒng)不匹配，或者基于過時的數(shù)據(jù)等。

圖5：該圖顯示了由于人員和企業(yè)問題導致的安全關(guān)鍵設備問題的百分比。

運行人員或工人是否了解被定義為安全關(guān)鍵設備的每個項目所涉及的使用限制？對于幾乎所有公司而言，發(fā)布的標準運行程序需要明確規(guī)定每個操作邊界的文檔。例如，在油砂工業(yè)中所實施的邊界方法，包括將壓力容器、熱交換器、旋轉(zhuǎn)設備和用于碳氫化合物服務的罐確定為安全關(guān)鍵設備。

人機交互評估

個人工作相關(guān)因素和企業(yè)因素，是過程安全文化和安全關(guān)鍵設備交互不可或缺的組成部分。為了便于理解，南非撒薩索爾天然氣和化工運營公司的多學科過程安全專家和人因工程研究人員，在2009年至2013年期間進行了認知調(diào)查，以評估人機界面系統(tǒng)，然后進行風險評估訪談，以解決技術(shù)、機械、維護、工作問題和人員壓力。這些問題涉及安全關(guān)鍵通信和遠程操作等主題。企業(yè)方面，包括FER-SI，評估與泄漏相關(guān)的機械性能，以及過程安全管理系統(tǒng)的審核。

問題模板涉及控制室、報警處理和過程控制系統(tǒng)，以及安全相關(guān)員工對相關(guān)問題的看法。例如，一個模板設計失去容器和一般工廠設備可靠性的問題。評估結(jié)果令人驚訝，甚至令人不安。該調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于受訪者稱缺乏員工輪換，因此對工作的疏忽正成為一個主要問題，對與報警管理有關(guān)的其它問題產(chǎn)生了重要的影響。

從積極的方面來說，設施致力于解決問題。審查月度報警停機列表，包含人工智能組件的報警自動控制被視為有效的支持過程控制系統(tǒng)架構(gòu)。另一方面，受訪者描述了對趨勢和模式的不充分審查。一家工廠提到了“誤”報警的頻率。

響應者給出了為什么建議將人員配置、工作量和維護的調(diào)查，作為風險評估模板的一部分。應將有關(guān)安全關(guān)鍵設備技術(shù)以及每個項目的人為因素清單視為強制性的。

風險矩陣不足或不充分，對人機交互的潛在負面影響，足以讓高管和管理層要求對流程和程序進行持續(xù)審查，識別每個潛在行業(yè)風險。通過從安全關(guān)鍵設備所有前導和滯后收集最佳績效指標，該模板可以揭示過程安全文化評估的神秘面紗。包括員工對其設備交互的感知調(diào)查。

這種方法可以扭轉(zhuǎn)令人不安的行業(yè)趨勢，在這種趨勢中，公司從重大風險事件或完全公開的災難中吸取教訓，來降低安全關(guān)鍵設備風險。雖然從很久以前發(fā)生的災難中可以吸取寶貴的經(jīng)驗教訓，但今天的風險矩陣必須與當今的安全管理體系相關(guān)。任何疏忽，都會導致風險不可接受的增加。

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