Kimya, petrokimya, enerji ve büyük depolama tesisleri gibi yüksek riskli işletmelerde yangın ve patlama riskleri, basit kontrol listeleriyle yeterince değerlendirilemez. Bu tesislerde proses hatalarının, ekipman arızalarının ve koruma sistemlerinin başarısızlığının sistematik olarak analiz edilmesi gerekir. Bu yazıda iş güvenliği profesyonellerinin yangın ve proses güvenliğinde kullandığı başlıca risk analizi yöntemlerini, yani FMEA, HAZOP, LOPA, Dow Yangın ve Patlama İndeksi ve What-If analizini ele alıyoruz.
Yazı, Özlem Akademi’nin (Özlem Özdilek İslamoğlu) “Yangın Güvenliği ve Yangın Risk Değerlendirmesi Rehberi” bilgi dokümanından yararlanılarak hazırlanmıştır.
Yöntemlere Genel Bakış
| Yöntem | Türü | En uygun olduğu durum |
|---|---|---|
| What-If | Niteliksel | Hızlı bir ön değerlendirme, basit prosesler |
| FMEA | Yarı niceliksel | Ekipman ve sistem bileşenlerinin arıza türleri |
| HAZOP | Niteliksel | Sürekli ya da kesikli kimyasal prosesler |
| LOPA | Yarı niceliksel | Koruma katmanlarının yeterliliği |
| Dow F&EI | Niceliksel indeks | Proses ünitelerinin yangın ve patlama potansiyelinin sıralanması |
What-If (Ya Olursa?) Analizi
What-If analizi, deneyimli bir ekibin “Bu vana açık kalırsa ne olur?”, “Soğutma suyu kesilirse ne olur?” gibi sorularla olası sapmaları ve sonuçlarını beyin fırtınasıyla incelediği basit ve esnek bir yöntemdir. Dört adımda yürütülür:
- Bağlamın tanımlanması,
- Senaryoların tanımlanması,
- Tehlikenin hesaplanması (gerekirse yangın modelleme yazılımlarıyla),
- Sonuçların değerlendirilmesi.
FMEA (Hata Türleri ve Etkileri Analizi)
FMEA, bir sistemin ya da prosesin her bileşeninin nasıl arızalanabileceğini ve bu arızanın sonuçlarını inceler. Her arıza türü için üç unsur 1-10 arasında puanlanır:
| Unsur | Anlamı |
|---|---|
| Olasılık (O) | Arızanın meydana gelme sıklığı |
| Şiddet (Ş) | Arızanın doğuracağı sonucun ağırlığı |
| Saptanabilirlik (S) | Arızanın gerçekleşmeden önce fark edilebilme kolaylığı (zor fark edilen arızaya yüksek puan verilir) |
Üç puanın çarpımı Risk Öncelik Sayısı’nı (RÖS) verir: RÖS = O × Ş × S. RÖS’ü yüksek olan arıza türleri öncelikli olarak ele alınır. FMEA, genellikle 3-7 kişilik bir ekip tarafından yürütülür ve proses değiştikçe güncellenen “yaşayan” bir dokümandır.
HAZOP (Tehlike ve İşletilebilirlik Çalışması)
HAZOP, proses akış ve borulama diyagramları üzerinden, prosesin her bölümünde tasarım amacından olası sapmaları sistematik olarak inceleyen niteliksel bir yöntemdir. Sapmalar, proses parametreleri (akış, basınç, sıcaklık, seviye) ile kılavuz kelimelerin birleştirilmesiyle bulunur:
| Kılavuz kelime | Örnek sapma |
|---|---|
| Yok | Akış yok |
| Daha fazla | Daha yüksek basınç |
| Daha az | Daha düşük sıcaklık |
| Yanı sıra | Akışta yabancı madde |
| Bir kısmı | Karışımın bir bileşeni eksik |
| Tersi | Ters akış |
| Başka | Yanlış madde |
Kesikli (parti) proseslerde ayrıca “çok erken”, “çok geç” ve “yerine” kelimeleri kullanılır. Her sapma için olası nedenler, sonuçlar, mevcut önlemler ve önerilen ek önlemler kaydedilir. HAZOP; tanımlama, hazırlık, inceleme ve dokümantasyon-takip olmak üzere dört aşamada yürütülür.
LOPA (Koruma Katmanları Analizi)
LOPA, bir kaza senaryosunu önlemek için mevcut koruma katmanlarının yeterli olup olmadığını değerlendiren yarı niceliksel bir yöntemdir. Her bağımsız koruma katmanının etkinliği, talep anında arızalanma olasılığı (PFD) ile ifade edilir; bu değer 0 ile 1 arasındadır.
Koruma Katmanları
- Proses tasarımı
- Temel proses kontrolü ve operatör denetimi
- Kritik alarmlar ve operatör müdahalesi
- Otomatik emniyet sistemleri (acil durdurma)
- Fiziksel koruma: emniyet valfleri, patlama diskleri, yangın ve gaz algılama sistemleri
- Pasif koruma: yangın duvarları, setler ve havuzlar
- Tesis içi acil durum müdahalesi ve tahliye
Analizde senaryonun başlatıcı olay sıklığı, koruma katmanlarının PFD değerleriyle çarpılarak azaltılmış sonuç sıklığı bulunur ve işletmenin risk tolerans kriteriyle karşılaştırılır. Risk kabul edilebilir seviyenin üzerindeyse ek koruma katmanı gerekir.
Dow Yangın ve Patlama İndeksi (F&EI)
Dow F&EI, proses ünitelerinin yangın ve patlama potansiyelini sayısal bir indeksle ifade eder ve üniteleri risklerine göre sıralamaya yarar.
- Malzeme faktörü (MF): Ünitedeki en tehlikeli maddenin yanıcılık ve reaktivite özelliklerine göre belirlenir; 1-40 arasında değer alır.
- Proses ünitesi tehlike faktörü (F3): Genel proses tehlikeleri (F1) ile özel proses tehlikelerinin (F2) çarpımıdır; 1-8 arasında değer alır.
- İndeks, malzeme faktörü ile proses tehlike faktörünün çarpımıyla hesaplanır ve etkilenecek alanın ve olası hasarın tahmininde kullanılır.
Aynı yaklaşımla geliştirilen Dow Kimyasal Maruziyet İndeksi (CEI) ise toksik madde salınımlarının akut sağlık etkilerini değerlendirir.
Yangın, Patlama ve Gaz Yayılımı Modellemesi
Yüksek riskli tesislerde olası senaryoların sonuçları bilgisayar modelleriyle hesaplanır: havuz yangını, jet yangını, BLEVE (kaynayan sıvının genleşen buhar patlaması), buhar bulutu patlaması ve toksik gaz yayılımı gibi. Bu amaçla Phast, TNO Effects ve BREEZE Incident Analyst gibi yazılımlar kullanılır. Modelleme sonuçları güvenlik mesafelerinin belirlenmesine, acil durum planlamasına ve patlamaya dayanıklı tasarıma yön verir.
Bireysel ve Toplumsal Risk
- Bireysel risk: Belirli bir noktada bulunan bir kişinin bir kaza sonucu hayatını kaybetme olasılığıdır.
- Toplumsal (grup) risk: Bir kazanın birden fazla kişinin ölümüne yol açma olasılığıdır ve F-N eğrileriyle gösterilir. Bu logaritmik grafikte yatay eksende ölüm sayısı (N), dikey eksende bu sayıda ya da daha fazla ölüme yol açan kazaların kümülatif sıklığı (F) yer alır. Eğri, kabul edilebilir risk sınırını gösteren kılavuz değerle karşılaştırılır.
Sıkça Sorulan Sorular
FMEA’da risk öncelik sayısı nasıl hesaplanır?
Olasılık, şiddet ve saptanabilirlik 1-10 arasında puanlanır ve bu üç puanın çarpımı risk öncelik sayısını verir.
HAZOP ile FMEA arasındaki fark nedir?
HAZOP, proses parametrelerindeki sapmaları kılavuz kelimelerle inceler ve kimyasal prosesler için uygundur. FMEA ise ekipman ve bileşenlerin arıza türlerini ve etkilerini inceler.
LOPA ne işe yarar?
Bir kaza senaryosuna karşı mevcut bağımsız koruma katmanlarının riski kabul edilebilir seviyeye indirmeye yetip yetmediğini değerlendirir.
Hangi risk analizi yöntemi seçilmelidir?
Yöntem tesisin tehlike düzeyine ve analizin amacına göre seçilir. Basit işyerlerinde What-If ve kontrol listeleri yeterli olabilirken, kimyasal proses tesislerinde HAZOP ve LOPA gibi yöntemler gerekir.
İlgili yazı: Patlayıcı Ortam Bölgeleri.
İlgili yazı: Jet Yangını, Havuz Yangını ve BLEVE.
Sonuç
Doğru risk analizi yöntemi, tesisin tehlike düzeyine ve sorulan soruya göre seçilir. Bu yöntemler birbirinin alternatifi değil, çoğu zaman tamamlayıcısıdır: HAZOP ile bulunan kritik senaryolar LOPA ile derinleştirilebilir, modelleme ile sonuçları hesaplanabilir. Yangın risk değerlendirmesinin genel adımları için Yangın Risk Değerlendirmesi Nasıl Yapılır? yazımıza göz atabilirsiniz.
