Ontwerpmethodiek voor technische installaties is het systematische proces van het concipiëren, berekenen en technisch uitwerken van industriële systemen. Binnen dit proces wordt al in de ontwerpfase aandacht besteed aan veiligheid, zodat potentiële gevaren en operationele risico’s zoveel mogelijk worden beperkt.Lees, F.P. (2012). Lees' Loss Prevention in the Process Industries. Butterworth-Heinemann.
Het ontwerp van technische installaties vormt een belangrijk onderdeel van disciplines zoals procestechniek, werktuigbouwkunde en systeemengineering. In industriële sectoren zoals de chemische industrie, energievoorziening en farmaceutische industrie wordt veiligheid integraal meegenomen in het ontwerpproces.Kletz, T. (1991). Plant Design for Safety. Taylor & Francis.
Fasen in het ontwerpproces Het ontwerpen van een technische installatie verloopt doorgaans in een aantal opeenvolgende fasen: Conceptual design – Een eerste verkenning van de technische en economische haalbaarheid van een installatie en de hoofdlijnen van het proces.Turton, R., Bailie, R., Whiting, W., & Shaeiwitz, J. (2018). Analysis, Synthesis and Design of Chemical Processes. Prentice Hall. Basic engineering – De uitwerking van het proces in hoofdlijnen, vaak weergegeven in een Process Flow Diagram (PFD). Detail engineering – De volledige technische uitwerking van installaties en componenten, doorgaans vastgelegd in een Piping and Instrumentation Diagram (P&ID).Smith, R. (2005). Chemical Process Design and Integration. Wiley.
Deze fasen worden vaak iteratief doorlopen waarbij technische, economische en veiligheidsaspecten steeds verder worden uitgewerkt.
Veiligheid in het ontwerp Een belangrijk uitgangspunt bij het ontwerpen van technische installaties is het anticiperen op mogelijke afwijkingen en storingen. Onveilige situaties kunnen ontstaan door interacties tussen procescomponenten, menselijke handelingen of externe invloeden. Het systematisch identificeren en beheersen van dergelijke risico’s vormt een belangrijk onderdeel van de procesveiligheid.CCPS (2008). Guidelines for Hazard Evaluation Procedures. American Institute of Chemical Engineers.
Om dergelijke risico’s te beperken worden verschillende ontwerpprincipes en analysemethoden toegepast.
Inherente veiligheid Het principe van inherente veiligheid stelt dat gevaren zoveel mogelijk bij de bron moeten worden weggenomen in plaats van uitsluitend te vertrouwen op aanvullende beveiligingssystemen. Dit kan onder meer worden bereikt door: Minimalisering – het beperken van de hoeveelheid gevaarlijke stoffen in een procesinstallatie Substitutie – het vervangen van gevaarlijke stoffen door minder gevaarlijke alternatieven Moderatie – het toepassen van minder extreme procescondities, zoals lagere druk of temperatuur
Risicoanalyse-methodieken Tijdens het ontwerpproces worden diverse analysemethoden toegepast om mogelijke risico’s te identificeren en te beheersen. HAZOP (Hazard and Operability Study) – een systematische methode waarbij met behulp van gidswoorden afwijkingen in procescondities worden onderzocht. FMEA – een analysemethode om mogelijke faalwijzen van componenten en de gevolgen daarvan voor het systeem te identificeren.Stamatis, D.H. (2003). Failure Mode and Effect Analysis: FMEA from Theory to Execution. ASQ Quality Press. LOPA – een semi-kwantitatieve methode om te beoordelen of voldoende onafhankelijke beschermingslagen aanwezig zijn om risico’s te reduceren.CCPS (2001). Layer of Protection Analysis: Simplified Process Risk Assessment. American Institute of Chemical Engineers.
Relatie met veiligheidskunde Ontwerpkeuzes kunnen een belangrijke rol spelen bij het ontstaan van latente veiligheidsproblemen binnen technische systemen. In de veiligheidskunde worden dergelijke structurele omstandigheden soms beschreven als basisrisicofactoren, waarbij ontwerp, techniek, organisatie en menselijk handelen gezamenlijk de veiligheid van een systeem beïnvloeden.Reason, J. (1990). Human Error. Cambridge University Press.
Wetgevend kader Binnen de Europese Unie moeten technische installaties voldoen aan verschillende richtlijnen en regelgeving op het gebied van veiligheid: Machinerichtlijn – stelt eisen aan de veiligheid van machines en installaties. ATEX-richtlijn – voor installaties in explosiegevaarlijke omgevingen.European Commission. ATEX Directive 2014/34/EU. Official Journal of the European Union. Seveso-richtlijn – voor bedrijven die werken met grote hoeveelheden gevaarlijke stoffen. In Nederland is deze regelgeving onder meer uitgewerkt in het Besluit activiteiten leefomgeving.European Commission. Seveso III Directive 2012/18/EU. Official Journal of the European Union.
Zie ook Procesindustrie Systeemkunde Risicobeheer Procesveiligheid
Literatuur CCPS (2001). Layer of Protection Analysis: Simplified Process Risk Assessment. American Institute of Chemical Engineers. CCPS (2008). Guidelines for Hazard Evaluation Procedures. American Institute of Chemical Engineers. Kletz, T. (1991). Plant Design for Safety. Taylor & Francis. Lees, F.P. (2012). Lees' Loss Prevention in the Process Industries. Butterworth-Heinemann. Smith, R. (2005). Chemical Process Design and Integration. Wiley. Stamatis, D.H. (2003). Failure Mode and Effect Analysis: FMEA from Theory to Execution. ASQ Quality Press. Turton, R., Bailie, R., Whiting, W., & Shaeiwitz, J. (2018). Analysis, Synthesis and Design of Chemical Processes. Prentice Hall.
Categorie:Techniek Categorie:Industrie Categorie:Veiligheidskunde