بخشی از مقاله
پياده سازي آزمايشي رويکرد بازرسي بر مبناي ريسک بر اساس استاندارد 581 API در يک نيروگاه توليد انرژي الکتريکي
چکيده
رويکردهاي ريسک مبنا در مديريت عمليات بازرسي و تعمير و نگهداري اخيرًا در صنايع سنگين بسيار رايج شده اند. از زماني که سهم هزينه هاي بخش بازرسي و تعمير و نگهداري در هزينه هاي عملياتي سازمان ها رو به افزايش گذاشت ، نياز به رويکردهايي که در کنار کنترل هزينه ها بتوانند ريسک هايي مانند از کار افتادگي تجهيزات ، از دست رفتن سلامت پرسنل ، آسيب به محيط زيست و از دست رفتن محصولات توليدي را به پايين ترين حد خود برسانند؛ روز به روز بيشتر شد. راهکارهاي بازرسي و تعمير و نگهداري بر مبناي ريسک راه حلي است که به مديران صنايع ارائه شده است . در اين پژوهش از بين رويکردهاي گوناگون موجود براي پياده سازي رويکرد بازرسي بر مبناي ريسک در صنايع فرآيندي، استاندارد 581 API به عنوان راهکار ممکن براي پياده سازي در نيروگاه انتخاب شد. با انتخاب يک نيروگاه توليد برق در ايران به عنوان محلي براي مطالعه موردي، اين رويکرد به صورت آزمايشي در يکي از يونيت هاي اين نيروگاه پياده سازي و عوايد حاصل از آن بررسي و ارائه شد.
کلمات کليدي
بازرسي بر مبناي ريسک ، استاندارد ٥٨١ API، ماتريس ريسک ، برنامه بازرسي، مکانيزم هاي خورردگي
١- مقدمه
امروزه وابستگي بخش هاي خانگي و صـنعتي بـه انـرژي الکتريکـي غيرقابل انکار است ، لذا اهميت قابليت اطمينان تجهيزات در نيروگاه هاي توليد اين انرژي به غايت بالا رفتـه اسـت . نيروگـاه هـاي توليـد انرژي الکتريکي به نوبه خود از تعداد زيادي تجهيزات پيچيده ساخته شده اند که قابليت اطمينان کل نيروگاه به قابليت اطمينان تک تـک اين تجهيزات وابسته است . بـه منظـور افـزايش قابليـت اطمينـان در توليد انرژي الکتريکي از يک طرف و کاهش هزينه هاي توليد بـرق از طرف ديگر، بايد به دنبال راهکارهـايي بـراي بهينـه سـازي عمليـات تعمير و نگهداري تجهيزات نيروگاه ها بود.
زمان هاي از کارافتادگي تجهيزات در صنايع مختلف روز به روز بيش از پيش مورد توجه گردانندگان اين صنايع قرار ميگيرند. با بهبود و پيشرفت هر روزه در استانداردهاي مربوط به کيفيت محصولات توليدي از يک طرف و هم چنين افزايش حساسيت هاي جهاني درباره سلامت و ايمني پرسنل و محيط زيست ، نياز به توجه ويژه به شکست ها و ريسک هاي مرتبط با يک واحد صنعتي روز به روز بيشتر ميشود. يکي از مهمترين راهکارهاي پيش رو توجه هرچه دقيق تر به عمليات بازرسي و تعميرونگهداري تجهيزات و کارخانه هاست . از طرف ديگر ما امروزه شاهد افزايش هزينه هاي مربوط به تعميرونگهداري نيز هستيم ؛ به طوري که بر اساس پژوهش هاي اخير سهم هزينه هاي مربوط به کيفيت محصول ، ايمني کارخانه و عمليات تعميرونگهداري از ١٥ درصد به ٧٠ درصد رشد کرده است . با اين وصف هدف اصلي در فرآيند تعمير.ونگهداري به استفاده بهينه از دانش گسترده در زمينه حوادث احتمالي که درنهايت ممکن است به شکست سيستم بينجامد، براي رسيدن به ايمن ترين و کم هزينه ترين برنامه تعميرونگهداري تجهيزات خلاصه مي شود. [١٧]
با توجه به ادبيات موضوع ميتوان دريافت که در حدود ٨٠ درصد دلارهاي صنعتي در بخش جبران خسارت هاي مالي و جاني حاصل از شکست تجهيزات مختلف صنعتي هزينه مي شود. اين در حالي است که با يک برنامه ريزي مناسب در بخش عمليات تعمير و نگهداري اين تجهيزات ، مي توان حدود ٤٠ تا ٦٠ درصد اين هزينه ها را کم کرد. [ ١٤]
RBI.RBM معمولاً شامل سه ماژول است که البته به هم مرتبطند. شروع پياده سازي اين روش با تقسيم کل کارخانه به يونيت هايي کوچکتر که به راحتي قابل مديريت باشند؛ است . پس از اين ، ماژول اول يعني تخمين ريسک براي هر بخش (يونيت ) به طور جداگانه پياده سازي مي شود. اين ماژول از چهار گام اصلي تشکيل شده است که آنها به قرار زيرند:[ ٧]
گام اول : توسعه سناريوي شکست
يک سناريوي شکست ، توصيفي از يک سلسله رخدادهايي است که در نهايت منجر به شکست سيستم ميشوند. سناريوي شکست و اتفاقات سلسله وار در آن به اين معني نيست که حتماً شکست رخ خواهد داد بلکه به اين معني است که احتمال قابل توجهي براي رخداد آن وجود دارد. سناريوهاي شکست را معمولاً بر اساس ويژگي- هاي عملکردي سيستم ، شرايط فيزيکي که سيستم در آن کار مي - کند، هندسه سيستم و تمهيدات ايمني به کار رفته در سيستم توسعه مي دهند.
گام دوم : برآورد عواقب
به طور معمول عواقب به صورت شعاع هاي ناحيه آسيب ديده ، آسيب به اموال و يا نشر مواد سمي اندازه گيري ميشود. شعاع هاي ناحيه آسيب ديده بعدها براي به دست آوردن آسيب هاي جاني، آسيب هاي زيست محيطي و يا از دست رفتن محصول به کار ميروند. به تازگي مدل هاي گوناگوني براي برآورد عواقب ناشي از شکست هاي مختلف به وجود آمده اند.
گام سوم : آناليز احتمال شکست
روش مناسب براي انجام اين گام ، آناليز درخت خطا Fault Tree) (Analysis: FTA است .
گام چهارم : برآورد ريسک
از حاصلضرب احتمال رخداد شکست و عواقب ناشي از آن ريسک در اين مرحله محاسبه ميشود.
پس از اين ماژول ، نوبت به ماژول برنامه ريزي عمليات بازرسي و تعمير و نگهداري براي هر يک از تجهيزات بر اساس ريسک هاي محاسبه شده ميرسد. و نهايتاً ماژول سوم ، ارزيابي مجدد ريسک ها با توجه به برنامه هاي تدوين شده براي بازرسي و نعمير و نگهداري است . در اين ماژول در واقع هدف اصلي اين است که مديران دريابند که آيا برنامه ها تدوين شده توانايي بازگردان ريسک تجهيزات (به ويژه تجهيزات بحراني) به سطح مطلوب را دارا بوده اند يا خير.
در استاندارد ٥٨١ API ريسک هاي اصلي مد نظر قرار داده شده عبارتند از ريسک از دست رفتن محصول ، ريسک ايمني پرسنل ، ريسک آسيب به محيط زيست . اين ريسک ها براي هر يک از تجهيزات به طور جداگانه محاسبه شده و در نهايت در ماتريسي براي هر يک از تجهيزات ارائه مي شوند. [٢٢]
مي نيمم داده هاي فني مورد نياز براي پياده سازي رويکرد مطرح شده در استاندارد ٥٨١ API عبارتند از :
- فشار طراحي
- دماي طراحي
- ماده فلزي که در ساخت بدنه تجهيز به کار رفته است
- فشار کارکرد عادي تجهيز
- دماي کارکرد عادي تجهيز
- ضخامت ورق بدنه
- سابقه بازرسيهاي فني
- ميزان نرخ خوردگي مجاز (که در حين طراحي تجهيز به کار رفته است ) در واقع اين استاندارد با در نظر گرفتن شرايط کنوني تجهيزات و برنامه بازرسيهاي انجام گرفته روي آنها به محاسبه دو بعد اصلي عدد ريسک که احتمال رخداد و عواقب ناشي از رخداد هر سناريو براي هر تجهيز است ؛ ميپردازد.
در اين پژوهش که با روش مطالعه موردي در يک نيروگاه دو هزار مگاواتي توليد انرژي الکتريکي انجام شده است ؛ يکي از يونيت هاي اصلي نيروگاه براي پياده سازي آزمايشي دستورالعمل هاي 581 API در نظر گرفته شده است . هدف از اين پژوهش بررسي اين مسئله است که آيا برنامه هاي بازرسي موجود در نيروگاه از نظر کنترل ريسک هاي محتمل و هم چنين هزينه به صرفه و کارا هستند يا خير.
در صورتيکه نتايج نشان بدهند که برنامه هاي کنوني کارايي لازم را براي مديريت ريسک ها و هزينه هاي عملياتي ( مربوط به بازرسي و تعمير و نگهداري و هم چنين هزنه هاي تحميلي در اثر رخداد ريسک - هاي محتمل ) ندارند؛ استاندارد چه پيشنهادي براي برنامه هاي بازرسي اصلاحي دارد.
در بخش بعدي به کمک دستورالعمل هاي 581 API به اين دو پرسش در يونيت اصلي توليد الکتريسته نيروگاه مورد نظر پاسخ مي - دهيم .
٢- متن
يونيت اصلي توليد برق در نيروگاه مورد مطالعه داراي تجهيزات به شرح زير است :
١. بويلر
٢. مخزن ذخيره روزانه سوخت بويلر
٣. توربين
٤. برج خنک کننده
٥. کندانسور
٦. لوله هاي انتقال آب و بخار در بين تجهيزات يونيت بر اساس استاندارد در ابتداي پياده سازي، لازم است که پيش از هر چيز، مکانيزم هاي خوردگي محتمل در تجهيزات اين يونيـت با توجه به شرايط کارکردي آن شناسايي شوند. اين مکـانيزم هـا در مورد يونيت مورد نظر شامل خـوردگي در اثـر حضـور آب و خوردگي ميکروبي بودند.
پيش از ارائه نتايج ، لازم است که برخي مفروضات در نظر گرفته شده در انجام اين مطالعه مـوردي مطـرح گردنـد. بـا توجـه بـه نقصاني که در مستند سازي مدارک بازرسي در نيروگـاه وجـود داشت ، فرض بر اين قـرار گرفـت کـه از تـاريخ آخـرين مـدارک مربوط به گزارش بازرسي در نيروگاه (١٦ سال پيش ) تا به امروز هيچ بازرسي روي تجهيزات انجام نگرفته است .
لازم به ذکر است که در بحث اثـر بخشـي بازرسـيهـاي فنـي، معمولاً پنج سطح در نظر گرفته مي شود که اين پـنج سـطح بـا حروف لاتين از A تا E نشان داده مـيشـوند. هـر يـک از ايـن سطوح بيانگر ميزان دقت بازرسي و شيوه انجام آن اسـت . مـثلاً در مورد بازرسي سطح C که در اين پژوهش براي محاسبه دوره بهينه انجام بازرسيهاي فني انتخاب شده است ، بيانگر بازرسـي
"نسبتاً اثر بخش " است که با روش هايي مانند بازرسي چشـمي به اضافه ضخامت سنجي ( با استفاده از آزمايشات غيـر مخربـي مانند تست اولتراسونيک ) پياده سازي ميشود.
در مرحله بعدي بايد نـرخ خـوردگي سـاليانه بـراي هـر يـک از تجهيزات محاسبه شود. مقادير نرخ خوردگي ساليانه در جـدول
شماره يک آورده شده است :
با کمک مقادیر نرخ خوردگی و جداول و فرمول های موجود در استاندارد در نهایت مقادیر احتمال رخداد و عواقب ناشی از ان برای هر یک از تجهزیات به صورت زیر خواهد بود . عواقب ناشی از رخداد شکست ها ، به صورت رتبه ای بین حروف A وE لاتین مشخص میشوند . رتبه A نشان دهنده کمترین عواقب و رتبه E نشان دهنده بدترین عواقب است . عواقب و پیامد های شناسایی شده در یونیت مورد نظر عبارتند از :
1 – پیامد از دست رفتن سیال کارکردی
2 – پیامد های ایمنی برای پرسنل ( ناشی از سوختگی های محتمل در اثر نشت بخار و اب داغ )
3 – وقفه های ایجاد شده در تولید به دلیل رخداد شکست های احتمالی
بر اساس استاندارد ٥٨١ API با در دست داشتن مقادير مربوط به احتمال و عواقب به راحتي ميتوان ريسک مربوط به هر يک از تجهيزات را محاسبه کرد. براي اين کار بايد ماتريس ريسک تجهيز رسم گردد. ماتريس ريسک در اين استاندارد به چهار ناحيه بر اساس وخامت ریسک تقسیم بندی میگردد ، شکل های یک دو دو تعبیر رنگی نواحی ماتریس ریسک و نمونه ماتریس ریسک برای بویلر را نشان میدهد .
