Anhang zur Sicherheitsrichtlinie 5 - Chemiepark Knapsack · 2015. 1. 7. · Emittierte Stoffströme...

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Version 0 Anhang zur Sicherheitsrichtlinie 5 Freigegeben

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ISK 06.11.2014

Anhang zur Sicherheitsrichtlinie 5

Sicherheitsrichtlinie 5: Sicherheitstechnische Beurteilung bei der Planung, Änderung und Instandhaltung von Anlagen, Verfahren oder Arbeitsweisen


Inhalt

1 Allgemeine Definitionen ............................................................................................... 3

1.1 Risiko ...................................................................................................................... 3

1.2 Gefahr ..................................................................................................................... 3

1.3 Gefährdung ............................................................................................................. 3

1.4 Gefahrenanalyse ..................................................................................................... 3

1.5 Risikomatrix ............................................................................................................ 3

1.6 Änderung ................................................................................................................ 3

1.7 Instandhaltungsarbeiten .......................................................................................... 3

2 Sammlung von Störungsursachen.............................................................................. 5

2.1 Allgemeine Störungsursachen ................................................................................. 5

2.2 Ursachen für Fehlbedienungen ............................................................................... 7

3 Regeln zur Bemessung von Maßnahmen ................................................................... 8

3.1 Grundsätze zur Wertigkeit von Maßnahmen ........................................................... 8

3.2 Grundsätze zur Eignung von Werkstoffen und Funktionselementen ........................ 8

3.3 Allgemeines zu Anforderungen an den Explosionsschutz ....................................... 8

3.4 Grundsätze zur Auslegung von Sicherheitsventilen, Berstscheiben, Be- und Entlüftungsventilen .................................................................................................. 8

3.5 Grundsätze zur Auslegung von miteinander verbundener Systeme/Leitungen bzw. Abtrennung von Systemen/Leitungen ...................................................................... 9

3.6 Grundsätze zur Berücksichtigung des Ausfalles/Anfahren von Energien ................. 9

3.7 Grundsätze zu PLT-Schutzeinrichtungen ................................................................ 9

4 Beispielsammlung zur Einordnung der durchzuführenden Gefahrenanalyse .......10

4.1 Vorbemerkung zur Beispielsammlung ....................................................................10

4.2 Beispiele zur Gefahrenanalyse I .............................................................................10

4.3 Beispiele im Grenzbereich der Entscheidung: Gefahrenanalyse I / vertiefte Gefahrenanalyse (II o. III) .......................................................................................11


1 Allgemeine Definitionen

1.1 Risiko

Das Risiko ist die Kombination der Eintrittswahrscheinlichkeit eines Schadenseintrittes und seines Schadensausmaßes.

1.2 Gefahr

Gefahr ist eine Sachlage, bei der das Risiko größer als das Grenzrisiko ist.

1.3 Gefährdung

Gefährdung ist das räumliche und zeitliche Zusammentreffen des Schutzguts mit Gefahren.

1.4 Gefahrenanalyse

Gefahrenanalyse ist die vorausschauende systematische Ermittlung und Bewertung von Ri-siken, die bei einem geplanten Vorhaben auftreten können. Mit ihr sollen vor der Durchfüh-rung des Vorhabens Maßnahmen zur Risikominimierung erarbeitet werden.

In der durchzuführenden Gefahrenanalyse werden hypothetisch-abstrakt mögliche Zustände oder Ereignisse (= Ursachen) unterstellt, die, wenn sie wirksam werden, zu einer Störung führen können. Die Störung wird in ihren Folgen abgeschätzt, in dem Auswirkungen be-schrieben werden, die sich aus ihr ergeben können. Ergeben sich aus der Betrachtung der hypothetischen Auswirkung von Störungen Gefahren für Schutzgüter müssen Gegenmaß-nahmen ergriffen werden.

1.5 Risikomatrix

Unter einer Risikomatrix wird die graphische Darstellung von Eintrittswahrscheinlichkeit ge-gen das Schadensausmaß verstanden. Diese Definition lehnt sich an die Festlegung im Leit-faden SFK-GS-41 der Störfallkommission an.1

1.6 Änderung

Änderungen im Sinne dieser Sicherheitsrichtlinie sind alle Maßnahmen, die einen Einfluss auf den sicheren Ablauf des Verfahrens haben könnten. Hierunter fallen z. B.:

− Maßnahmen, welche zu einer Veränderung von R&I-Fließbildern führen;

− Maßnahmen, welche zwar nur zeitlich begrenzt installiert werden, bei dauerhafter Instal-lation jedoch zu einer Veränderung von R&I-Fließbildern führen würden (z. B. veränderte Verrohrung durch Schlauchleitungen);

− Maßnahmen, welche zu Prozessparametern führen oder führen können, die sich außer-halb des Sicherheitskonzepts der Anlage befinden;

− Einführung neuer Chemikalien im Verfahren.

1.7 Instandhaltungsarbeiten

Unter dem Begriff Instandhaltung werden alle Maßnahmen zur Festlegung und Beurteilung des Istzustandes und zur Bewahrung und Wiederherstellung des Sollzustandes technischer

1 SFK-GS-41, Risikomanagement im Rahmen der Störfallverordnung (04/2004)


Arbeitsmittel verstanden. Diese Maßnahmen sind entsprechend der Definition der DIN 31051 (09/2012-09)2 in drei Felder aufgeteilt:

− Wartung zur Bewahrung des Soll-Zustandes, z. B. Schmieren, Nachstellen

− Inspektion zur Erfassung und Beurteilung des Istzustandes

− Instandsetzung zur Wiederherstellung des Soll-Zustandes, z. B. Austausch, Ausbesse-rung (Reparaturmaßnahmen)

2 DIN 31051 (09/2012-09), Grundlagen der Instandhaltung


2 Sammlung von Störungsursachen

2.1 Allgemeine Störungsursachen3

3 Die genannten Störungsbereiche werden einzelnen Störungen in Tabelle 5.4.1 der Sicherheitsrichtli-nie 5 zugeordnet, so dass zu jeder Störung Störungsursachen zugeordnet werden können.


2.2 Ursachen für Fehlbedienungen


3 Regeln zur Bemessung von Maßnahmen

3.1 Grundsätze zur Wertigkeit von Maßnahmen

Höherwertige, ggf. andersartige Maßnahmen als in der jeweiligen Sicherheitsklasse (SK) gefordert, sind erlaubt und den Mindestmaßnahmen vorzuziehen.

Die Wertigkeit inhärenter Maßnahmen (bspw. druckfeste Bauweise, Begrenzung der Dosier-geschwindigkeit) ist größer als die Wertigkeit auswirkungsbegrenzender Maßnahmen (Druckentlastungssysteme, Nachbehandlungsanlagen, Rückhaltesysteme).

Die Wertigkeit technischer Maßnahmen ist größer als die Wertigkeit organisatorischer Maß-nahmen.

3.2 Grundsätze zur Eignung von Werkstoffen und Funktionselementen

Werkstoffe, Materialien, Dichtungen und Funktionselemente müssen immer geeignet sein. Dazu sind die folgenden Punkte zu berücksichtigen:

− Berücksichtigung mechanischer Beanspruchungen (z. B. Zug, Vibration)

− Berücksichtigung physikalischer/chemischer Beanspruchungen durch Verfahren und Umwelt (z. B. Temperatur, Korrosion, Versprödung)

− unkritisches Verhalten im Versagensfall (z. B. "Leck vor Bruch")

− Qualitäts- und Funktionsprüfung bei der Herstellung, Montage und vor Inbetriebnahme

− fehlerverzeihende Gestaltung, z. B. doppelwandige Rohrleitungen und Behälter mit Überwachung des Zwischenraums steigern die Anforderungsgüte

3.3 Allgemeines zu Anforderungen an den Explosionsschutz

Soweit Explosionsschutz erforderlich ist, muss die explosionsschutztechnische Ausrüstung der Exeinstufung im Explosionsschutzdokument entsprechen.

Zur Zonenreduktion sind die Vorgaben der VDI/VDE 2180 Teil 6 (06/2013) bzw. der Namur Empfehlung NE 138 (05/2013) zu beachten.

3.4 Grundsätze zur Auslegung von Sicherheitsventilen, Berstscheiben, Be- und Entlüftungsventilen

Ansprechdruck und Auslegung (z. B. Ansprechzeit, Abblaseleistung) von Sicherheitsventilen und durch Berstscheiben gesicherte Behälteröffnungen müssen geeignet sein, ein Bersten des Behälters zu vermeiden. Emittierte Stoffströme müssen tolerabel in den Luftraum abge-geben werden können. Die Toleranz von Stoffemissionen resultiert aus der Einhaltung rele-vanter Abschneidekriterien, was bspw. über eine Ausbreitungsrechnung nachgewiesen wer-den kann. Können relevante Abschneidekriterien nicht eingehalten werden, müssen emittier-te Stoffströme in geeigneter Weise aufgefangen werden.

Geeignete Sicherheitsventile und Berstscheiben erreichen die Sicherheitsklasse 3.

Be- und Entlüftungsventile und -leitungen müssen geeignet sein, u. a. muss ein Zusetzen ausgeschlossen sein.


3.5 Grundsätze zur Auslegung von miteinander verbundener Syste-me/Leitungen bzw. Abtrennung von Systemen/Leitungen

Anforderungen an Abtrennungen miteinander verbundener Systeme/Leitungen richten sich nach der Sicherheitsklasse.

Die Wertigkeit der folgenden Systeme zur Trennung von Systemen nimmt wie folgt ab:

Wertigkeit sichtbare Trennung > Wertigkeit Steckscheibe > Wertigkeit Verriegelung > Wertig-keit Rückschlagklappe

Mittels Arbeitserlaubnisscheinverfahren gesetzte Steckscheiben erreichen die Sicherheits-klasse 3.

Verriegelungen (l. o., l. c.) müssen technisch geeignet ausgeführt sein (geeignet sind z. B. Kappen mit Schloss, Kabelbinder sind nicht ausreichend). Bei l. c. ist die Dichtigkeit der Ab-sperreinrichtung, bei l. o. mögliche zusätzliche Absperrventile und/oder Verstopfung zu be-achten. Werden Verriegelungen durch zusätzliche organisatorische Maßnahmen begleitet (z. B. Öffnung/Schließung Schloss und/oder Schlüsselausgabe nur unter Vieraugenprinzip) wird die Wertigkeit gesteigert. Konventionelle Verriegelungen sind in Sicherheitsklasse 2 bis Si-cherheitsklasse 3 anzusiedeln. Durch eine Stellungsrückmeldung zum Prozessleitsystem oder eine gegenseitige Verriegelung zweier Verriegelungen (Interlock mittels gegenseitig verriegelter Schlösser) kann die Wertigkeit der Verriegelungen weiter gesteigert werden. Rückschlagklappen werden als Betriebseinrichtung eingestuft und erreichen auch bei Vorlie-gen geeigneter Betriebsbedingungen (u. a. kein Verkleben, keine Kristallisation der Förder-medien) nur die Sicherheitsklasse 0.

3.6 Grundsätze zur Berücksichtigung des Ausfalles/Anfahren von Energien

Thermische Expansion beim Einblocken von Flüssigkeiten bei Erwärmung ist auszuschlie-ßen.

Der Ausfall von Energien, z. B. Heizmedien, unter Einschluss von Stoffen in verriegelten Lei-tungsabschnitten und Wiederanfahren der Energie mit thermischer Expansion eingeschlos-sener Stoffe unter Druckerhöhung und Versagen der Wandung ist zu berücksichtigen.

3.7 Grundsätze zu PLT-Schutzeinrichtungen

PLT-Schutzeinrichtungen müssen entsprechend Sicherheitsrichtlinie 4 ausgeführt werden.

Schadensbegrenzende PLT-Einrichtungen müssen mindestens in einer SIL 1 entsprechen-den Güte ausgeführt werden.

Zur Einführung von neuen PLT-Schutzeinrichtungen oder Änderungen der PLT-Schutzeinrichtungen (SIF) sind in jedem Fall Grenzwerte und Aktoren festzulegen.


4 Beispielsammlung zur Einordnung der durchzuführenden Gefahrenanalyse

4.1 Vorbemerkung zur Beispielsammlung

Anhang 11.6. ist eine Beispielsammlung im Sinne einer Benutzerhilfe, um anhand der Ein-ordnung eines Vorhabens eine angemessene Gefahrenanalyse aufzufinden. Die aufgeführ-ten Praxis-Beispiele sind nicht abschließend.

4.2 Beispiele zur Gefahrenanalyse I

Arbeitsvorgänge im Rahmen von Instandhaltungsarbeiten / Werkstattsonderleistungen

− Festziehen / Austauschen von Schrauben an Rohrleitungsflanschen − Austausch einzelner Dichtungen an Rohrleitungen und Apparaten − Wechsel von Sicherheitsventilen nach vorgegebener Prüffrist − Nachziehen / Austauschen von Stopfbuchspackungen − Ausbessern / Austauschen schadhafter Rohrleitungs- und Behälterisolierungen − Ausbesserungen an Oberflächen von Auffangtassen − Inspektionsarbeiten an Maschinenteilen (Schwingungsmessungen, Schmierdienst, Öl-

wechsel etc.) − Austausch einzelner Teile von MSR-Einrichtungen, Austausch kompletter MSR-

Einrichtungen gleichen Typs. − Austausch kompletter MSR-Einrichtungen anderen Typs (z. B. neue Durchflussmes-

sungen mit anderem Messprinzip) − Ausbesserungen (Ergänzungen an Apparategestellen und Anlagenbühnen) − Austausch / Ausbesserung an einzelnen Rohrleitungsstücken (ohne technische Ände-

rung) − Austausch / Instandsetzung einzelner Aggregate, (Pumpen Zellenradschleusen, Schne-

cken, Zentrifugen etc.) − Demontagearbeiten in stillgelegten Anlagenteilen (Anmerkung: Sicherheitsrichtlinie 4

beachten)

Arbeitsvorgänge im Rahmen von Instandhaltungsarbeiten / Werkstattsonderleistungen

− Austausch / Ausbesserung eines Rohrleitungsstückes plus Einschweißen eines neuen Stutzens mit Ventil und Blindflansch

− Überprüfung einer MSR-Einrichtung (z. B. Durchflussüberwachung) plus Verschieben des Abschaltpunktes S+ im Rahmen definierter betrieblich zulässiger Grenzen

− Instandsetzung einzelner Aggregate (z. B. Filter, Armaturen, Pumpen) plus Verschiebung der Lage über kurze Entfernungen

− Austausch einer defekten vorhandenen Rohrleitung durch eine neue Rohrleitung gleicher Funktion mit neuem beständigeren Werkstoff und Verlegung auf anderem Wegen aber keine sonstigen Änderungen

− Austausch kompletter MSR-Einrichtungen plus zusätzlicher Funktion z.B. A+/A-/I/R/

Arbeitsvorgänge an / in Anlagen und an dem Verfahrensablauf

− Einbau zusätzlicher örtlicher Druck- und Temperaturanzeigen (PI, TI etc.) − Ersatz von Stopfbuchsabdichtungen durch einfachwirkende Gleitringdichtungen (GLD) − Zurückfahren der Zulaufmengen an Destillationskolonnen, d.h. Minderlastbetrieb: z. B.

Teilabdeckung der Kolonnenböden, Konzentrationsbetriebe (Kopf, Sumpf) bleiben un-verändert.

− Verändern einer Gemischkonzentration in vorhandenen Lagerbehältern, z. B. leicht ent-zündliche Flüssigkeiten ohne zusätzliche Gefährdungsmerkmale (Isopropanol) in Mi-


schung mit Wasser. Voraussetzung: Kein Unter- oder Überschreiten der dem Flamm-punkt von 21°C zugehörigen Gemischkonzentrationen.

4.3 Beispiele im Grenzbereich der Entscheidung: Gefahrenanalyse I / vertiefte Gefahrenanalyse (II o. III)

Arbeitsvorgänge im Rahmen von Instandhaltungsarbeiten (Werkstattsonderleistungen)

− Suspension im inertisierten Reaktor. Suspension wird umgepumpt. Reaktions-pumpleitung verstopft während der Reaktionsphase (stark vedichteter angelöster Fest-stoff) Reinigung der Umpumpleitung und eventuelle Entsorgung des Inhaltes der Um-pumpleitung.

− Instandsetzungsarbeiten in der Nähe einer Staubsauganlage in einem Mahl- und Sieb-raum. Im Raum abgelagertes Produkt (Staub: ST1) vorhanden. Keine Zone 11 ausge-wiesen (Störung: Einsaugen von Glimmnestern).

− Verlegen eines Sicherheitsventils von einer Stelle am Druckbehälter an eine andere. Passender Stutzen ist vorhanden.

− Mehrere Reaktionsbehälter in einer Anlage vorhanden. Instandhaltungsarbeiten an ei-nem Reaktionsbehälter (Dauer ca. 6 Wochen). Währenddessen Weiterbetrieb der restli-chen Reaktionsbehälter. Ex-Zone 1 ist ausgewiesen. Die Instandhaltungsarbeiten bein-halten:

o Erneuern eines Stutzens im Heizmantel o Ausbesserung an Isolierung o Austausch eines Teil des Klöpperbodens-Druckprobe o Wechsel des Sicherheitsventils

− Abstellen eines Umlaufverdampfers (Instandsetzung) an einem Reaktor. Druck im Reaktor sinkt durch fehlende Beheizung von leichtem Überdruck bis auf leichten Un-terdruck. Druckabfall zulässig?

− Austausch von defekten Rohrleitungen am Bodenauslauf eines Reaktors. Reaktor ist komplett geleert und gespült. Die Anschlussleitung zur Abluftleitung kann aus Zeit- und Kostengründen (Verhältnismäßigkeiten) nicht abgeklemmt werden; Suche nach gleichwertigen Ersatzmaßnahmen.

− Kolonne wird bei laufenden Kompressor geöffnet; Störung: Einsaugen von Luft, Aus-tritt von Schadgasen.

Arbeitsvorgänge im Rahmen von Instandhaltungsarbeiten Werkstattsonderleistungen kombi-niert mit Änderung an / in Anlagen und an dem Verfahrensablauf

− Stilllegen einzelner Anlagenabschnitte (Abklemmen, Entleeren, Abdichten, Ver-bindungen demontieren)

− Bei besonderen Produktkampagnen Durchführung einzelner Probenahmen an vor-handenen Rohrleitungsabgängen (Einsatzstoffe, Zwischenprodukte, Endprodukte)

− Austausch / Ausbesserung an Rohrleitungsstücken im Kältekreislauf eines Lagerbehäl-ters plus zusätzliche Installation einer Bypassleitung zu einem Regelventil. Die Bypasslei-tung erhält eine Handabsperrung.

Änderung an / in Anlagen und an dem Verfahrensablauf

− Ersatz eines vorhandenen Abscheidezyklons durch einen neuen Filterzyklon; Störung: Filterbrand, Aufblasen durch Rüttel-Stickstoff

− 600 zu 1-Mischer zur Mischung von getrocknetem Pulver (St1) und Granulat mit Feucht-produktanteilen. Mischer ist nicht inertisiert. Durch Zumischung von weniger Granulat gleichgute Mischwirkungen nur möglich durch Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit von ca. 1 m/s auf 2-3 m/s; Neubewertung der Zündgefahr


− Ersatz von einfachwirkenden Gleitringabdichtungen durch doppeltwirkende Gleitringdich-tungen mit Überwachung des Sperrdruckes, Auswirkungen beim Austritt des Sperrdru-ckes, Auswirkungen beim Austritt des Sperrmediums

− Kurzzeitige Veränderung des Abschaltpunktes Z+ einer MSR-Einrichtung zur Anla-gensicherung oder kurzzeitige Aufhebung des Abschaltpunktes Z+ (z. B. Anfahrhilfe)

− Versetzen einer Durchflussüberwachung vom Produktionsgebäude 1. OG (Eingang Re-aktionsbehälter) in das Tanklager (Ausgang Lagerbehälter)

− Ausrüstung von Handabsperrarmaturen, deren Stellung sicherheitstechnisch relevant ist, in einer flüssigkeitsführenden Rohrleitung mit automatischen Antrieben.

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