روش تحلیل لایه های حفاظتی (LOPA) و کاربرد آن در تعیین و ارزیابی سطح یکپارچگی ایمنی (SIL) با رویکرد طراحی توابع ابزاردقیق ایمنی (SIF)

مدیریت نظام مند ریسک های فرآیندی در صنایع حساس مانند نفت، گاز و پتروشیمی مستلزم استفاده از روش های تحلیلی دقیق و ساختاریافته جهت شناسایی، ارزیابی و کنترل مخاطرات است. در این میان، تحلیل لایه های حفاظتی (Layers of Protection Analysis – LOPA) به عنوان روشی نیمه کمی و ساختار یافته، جایگاهی کلیدی در ارزیابی و مدیریت ایمنی فرآیند دارد. این روش ابزاری موثر جهت سنجش اثربخشی، استقلال عملکردی و کفایت لایه های حفاظتی مستقل (Independent Protection Layers – IPLs) در کاهش ریسک ناشی از سناریوهای خطرناک محسوب می شود. در روش LOPA ابتدا نرخ وقوع رویداد آغازگر (Initiating Event Frequency) و شدت پیامدهای محتمل تعیین می شود و سپس لایه های حفاظت مستقلی که الزامات استقلال، اثربخشی، قابلیت اطمینان و قابلیت ممیزی را مطابق استانداردهای IEC ۶۱۵۱۱ و ISA TR۸۴.۰۰.۰۴ برآورده می کنند، شناسایی می گردند. برای هر لایه حفاظت مستقل (IPL) مقدار مشخصی از احتمال خرابی در صورت تقاضا (PFD) یا فاکتور کاهش ریسک (Risk Reduction Factor – RRF) در نظر گرفته می شود. با اعمال این مقادیر، اثر بخشی هر IPL بر کاهش فرکانس رویداد خطرناک به صورت کمی محاسبه می شود و بدین ترتیب مشخص می گردد که پس از اعمال تمامی لایه های حفاظتی معتبر، فرکانس نهایی رویداد خطرناک به چه میزان کاهش یافته است. LOPA این امکان را فراهم می آورد که ریسک باقی مانده پس از اعمال IPLها به صورت کمی، شفاف و قابل مستندسازی تعیین گردد. با مقایسه این مقدار با معیار ریسک قابل تحمل (Tolerable Risk)، میزان کاهش ریسک موردنیاز در صورت کافی نبودن IPLها مشخص می شود. اگر ریسک باقی مانده بیش از حد قابل قبول باشد، مقدار کاهش ریسک موردنیاز تعیین و بر اساس آن سطح یکپارچگی ایمنی (SIL) موردنیاز برای توابع ابزار دقیق ایمنی (SIF) استخراج می شود. بنابراین، اجرای دقیق و مستندسازی شده تحلیل لایه های حفاظتی در چارچوب چرخه عمر ایمن، نقش اساسی در تحقق الزامات ایمنی عملکردی، تصمیم گیری صحیح در تعیین سطح یکپارچگی ایمنی (SIL) مورد نیاز و دستیابی به سطح قابل تحمل از ریسک باقی مانده دارد. در این پژوهش، ضمن معرفی انواع لایه های حفاظتی مورد استفاده در صنایع فرآیندی، الزامات فنی و مراحل اجرای روش LOPA، نحوه محاسبه ریسک باقی مانده و معیارهای پذیرش آن و همچنین ارتباط نتایج با مفاهیم قابلیت اطمینان، نرخ خرابی های تصادفی و احتمال خرابی در صورت تقاضا (PFD) مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرد.

کلیدواژه ها:

Initiating Event (رویداد آغازگر) ، Residual Risk (ریسک باقیمانده) ، Tolerable Risk (ریسک قابل تحمل) ، IPL - Independent Protection Layer (لایه حفاظتی مستقل) ، SIL: Safety integrity level (سطح یکپارچگی ایمنی) ، Demand (تقاضا) ، PDFavg (Average probability of failure on demand)