Hvordan kan nye designløsninger forhindre akutte utslipp? Tore A. Svidal Avdelingsleder Safety & Environment to edit this text Slide 1
Agenda Noen historiske storulykker motivasjon De fysiske barrierene og menneske Potensielle forbedringsforslag fra ingeniørdisiplinene to edit this text Slide 2
Oljeutslipp fra prosessanlegg Bravo utblåsningen, 1977, ca 12700 m3 olje Under vedlikeholdsarbeid oppstod en feil ved montering av en sikkerhetsventil. Statfjord B, 1992, 900 m3 olje Ventil på slange til lastebøye ble forlatt i åpen stilling. Draugen, 2003, 500-800 m3 olje Under oppstart av undervannsinstallasjonen Garv Vest oppstod det en lekkasje i manifold. Lekkasjen skyltes sveisefeil. Statfjord, 2007, 4400 m3 olje Brudd på lasteslange mellom lastebøye og tankfartøy på grunn av en kraftig trykkpuls. Lekkasjen ble ikke oppdaget før det var synlig olje på sjøen (ingen måling av oljestrøm inn på tankskip) Statfjord A, 2008, ca 70 m3 olje En oljelekkasje oppstod i utstyrsskaftet under modifikasjonsarbeid. Årsak til lekkasjen var en kobling (sagstøtte) som løsnet. Oljeholdig vann ble pumpet ut av utstyrsskaftet til sjø. Hendelsen kunne ha ført til en storulykke. Bravo utblåsningen Statfjord A to edit this text Slide 3
Storulykker to edit this text Slide 4
Simulerte storulykker Gasslekasje med utslippsrate på 24 kg/s Vind: 2 m/s from sør Gassen strømmer vertikalt to edit this text Slide 5
Hva gjør barrierene? Redusere frekvens Redusere konsekvens Forebygge tap to edit this text Slide 6
Sikerhetsbarrierer Explosion Loss of containment Ignition Ignited leak Escalation of fire Escape / evacuation/ Rescue Prevent loss of containment: Inspection Maintenance Operation Design Reduce cloud size: Layout Ventilation Drain ESD/BD Ignition source control: Gas detection Isolate ignition sources Prevent escalation: Fire detection Structural integrity Passive fire protection Fire & blast walls ESD / BD Fire water Drains & bunds Prevent fatalities: Area segregation Emergency power & lighting Alarm and communicat ion Escape tunnel Evacuation means to edit this text Slide 7
Menneskelig & operasjonell barriere Mennesker gjør feil: Menneskelig feilhandling er når et menneske mener å utføre en oppgave riktig, men det likevel oppstår en feil. Ca 70-90% av ulykker skyldes menneskelige feilhandlinger og overtredelser. Svakheter i interaksjonen menneske, teknolog og organisering er ofte årsak til ulykker Mennesker har alltid vært en viktig sikkerhetsbarriere Forebygging, styring og reduksjon to edit this text Slide 8
Bedre design kan hjelpe beslutningstagerne Sammen med teknologi og Integrerte Operasjoner (IO) kan man utvikle: Individnivå Team Organisasjon to edit this text Slide 9
Design for tilstandsbasert overvåking Eksempel 1. Hvordan alltid ha og forstå det store bildet? Mål: Presentere kompleks informasjon raskere og enklere Tidlig identifikasjon av avvik Kjennskap til avhengigheter, samhandlingsmønstere og konsekvenser Eksempel: Presentasjon av informasjon bedre prosessgrafikk nye former for visualisering presentasjon av data presentering av data fra dynamiske simulatorer Hva kommer/kan skje, og hvis så. Pressure Level H H H L L L P 0 0 0 0 H H H L L L L 0 0 0 0 P 0 0 0 0 P 0 0 0 0 P 0 0 0 0 Train 1 delta P P 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 L 0 0 0 0 P 0 0 0 0 P 0 0 0 0 L 0 0 0 0 P 0 0 0 0 L 0 0 0 0 P 0 0 0 0 L 0 0 0 0 1st 2nd Exp Rec P 0 0 0 0 L 0 0 0 0 to edit this text Slide 10
Design for tilstandsbasert overvåking Eksempel 2 : Raskere deteksjon Alarm systemer redusere alarmras identifikasjon av de viktige alarmene mulighet til å beholde totaloversikt la operatøren kunne være i en proaktiv modus Eksempel 3: Utvikle tidligdeteksjonsstrategi Analyse av operatørenes bidrag i denne prosessen Hva skal vi måle Utvikle trendanalyser som tidlig kan indikere en uheldig tilstand beslutningsstøtte for CCR organisasjonen to edit this text Slide 11
Oppsummering Mennesker er og vil være en viktig barriere Kan supportere menneskelig atferd ved å ta hensyn til HF under designutvikling Dette gjøres delvis i dag, eksempler er: Informasjonspresentasjon Alarm design og styring Organisasjon Teknologi Menneske Ledelsens beslutninger og prioriteter Tekniske og miljømessige forhold to edit this text Slide 12 Individuelle eller gruppehandlinger Hendelse
Prosess: Dynamiske simuleringer Mer utstrakt bruk av dynamiske simuleringer i Engineering, for å redusere risiko for lekkasje. For eksempel undersøke: Vannhammereffekt i væskesystemer Fakkelsystem dynamikk (eks. rupture disk) Trykkoppbygging i innløpsarrangement (eks. ved choke kollaps) Tykkpuls i lasteslanger (ref. Statfjord A ulykke) Krever at dynamisk simulator blir tatt i bruk tidlig nok til å kunne påvirke design! to edit this text Slide 13
Prosess: Overtrykksikring av innløpsarrangement Utfordringer er relatert til: Lange subsea flowlines Tilkobling av nye felt på eksisterende installasjoner Subsea choking Forskjellen mellom driftsstrykk og innestengt brønntrykk øker Dette forverrer konsekvensen av: Feilåpning av ventiler Choke kollaps (plutselig økning i choke CV) Kan resultere i overtrykking av innløpssystemer / fakkel system, med etterfølgende: Brann / eksplosjon (storulykke) Utslipp til ytre miljø to edit this text Slide 14
Prosess: Overtrykksikring av innløpsarrangement Hvordan redusere risiko for overtrykking? Mer utstrakt bruk av dynamiske analyser Økt fakkelkapasitet HIPPS Valg av choke (type, materialvalg, overvåkning, flere choker) Bruk av forriglinger for å hindre feiloperering SIL analyser Kombinasjon av flere løsninger bør vurderes Beste praksis bør utvikles to edit this text Slide 15
Integritet av prosessystemer - materialvalg I offshore prosess og hjelpesystemer brukes det i dag mange ulike materialkvaliteter som: Carbon steel (CS) Austenitic stainless steel type 316L Austenitic stainless steel 254 SMO Duplex stainless steel type 22Cr Super duplex stainless steel type 25Cr Fremstilling av disse materiale i ulike produkt former som for eksempel rør, rørdeler, ventil- og pumpehus er ofte kompliserte prosesser som må utføres av kvalifiserte leverandører. Svikt i fremstilling kan føre til fatale konsekvenser og havarier. Materialene er meget følsomme for avvik i fremstilling. Det er meget viktig å velge kun kvalifiserte leverandører. Det stilles strenge krav til dokumentasjon og sporbarhet. to edit this text Slide 16
Risikoanalyse og akutte utslipp Tradisjonelle offshore kvantitative risikoanalyser: hovedfokus er sikkerhet (tap av liv som følge av storulykker) akutte utslipp er i liten grad vurdert Risikoanalysen bør bli brukt aktivt som et designverktøy i Engineering også for å forebygge utslipp til ytre miljø. Hvordan kan det oppnås? Systematisk kartlegging av mulige akutte utslipp til ytre miljø (egen HAZID) Metodeutvikling for å tilpasse risikoanalysen til å vurdere akutte utslipp Akseptkriterier for akutte utslipp til ytre miljø må etableres/ videreutvikles ALARP vurderinger knyttet til akutte utslipp to edit this text Slide 17
Arktiske og subarktiske utfordringer to edit this text Slide 18
Dynamic Explosion LouverWalls for Harsh Environment Idea The suggested AkerSolutions / Trelleborg Viking Dynamic Explosion LouverWalls are designed to enclose hydrocarbon process facilities in the Arctic in such a way that the explosion pressure, ignition probability, working environment, heating of modules and the natural ventilation are taken care of. to edit this text Slide 19
Dynamic Explosion LouverWalls for Harsh Environment Background / Introduction The ignition probability and the design explosion load increases upon restricted natural ventilation in classified areas. Restricted natural ventilation may be required in the Arctic to accomplish acceptable Working Environment. to edit this text Slide 20
Risiko ved kaldt arbeidsklima Når det er for kaldt nedsettes fingerferdighet, presisjon og tempo to edit this text Slide 21
Dynamic Explosion LouverWalls for Harsh Environment Basic Design Louver Flap Sustain explosion Thermal insulation Ice removal membrane Louver H = ~ 1 meter L = ~ 7 meters Support wall structure Louver Frame Axis of rotation to edit this text Slide 22
Dynamic Louvers Functions: Louvers function as dynamic barrier against hostile winter climate. Enhanced natural ventilation during warm seasons and upon gas detection. Sufficient ventilation for Area Classification zone 2 is ensured. Deflect sea spray and green sea away from modules at low temperatures. to edit this text Slide 23
Explosion Louvers Functions: Functionality range (+60 o C 30 o C) Barrier against Arctic climate Possible tailored functions: Functionality range (+60 o C 60 o C) Fire retarding capabilities Combination of warm mech. draft + natural ventilation to edit this text Slide 24
Dynamic Explosion LouverWalls for Harsh Environment Process modules completely enclosed by roof and Dynamic Explosion LouverWalls to edit this text Slide 25
Illustration tests were performed in 2006 Opening Fully open Closing to edit this text Slide 26
Reduksjon av risiko Større fokus på reduksjon av frekvens av hendelser Økt ventilasjon av moduler med hydrokarboner Økt fokus på fjerning av kilde til hendelse (fjerne lekkasjer og antenning): Inspeksjon og vedlikeholdsprogram av rør og flens Redusere faren for korrosjon Vedlikehold av EX utstyr Etc. Løsninger som kan hindre utslipp: Inherently safe design Smarte lasteløsninger Kontroll av skip/objekter som nærmer seg offshore installasjonene samt dimensjonerende designlaster for skipskollisjoner Cofferdams/ballast tanker mellom ytre miljø og hydrokarbontanker to edit this text Slide 27
Implementering av designløsninger som beskytter miljøet.. Totale miljøevalueringer med fokus på: Utslipp til luft Utslipp til vann Minimering av søppel Energiforbruk Samfunnet vil være avhengig av energi fra olje og gassindustrien i mange år. Derfor er det viktig at industrien utvikler og bruker løsninger som minimaliserer påvirkningen av miljøet. to edit this text Slide 28
Implementering av designløsninger som beskytter miljøet.. Ref: OG21: Strategy for Environmental Technology for the Future. to edit this text Slide 29
Copyright Copyright of all published material including photographs, drawings and images in this document remains vested in Aker Solutions and third party contributors as appropriate. Accordingly, neither the whole nor any part of this document shall be reproduced in any form nor used in any manner without express prior permission and applicable acknowledgements. No trademark, copyright or other notice shall be altered or removed from any reproduction. to edit this text Slide 30
Disclaimer This Presentation includes and is based, inter alia, on forward-looking information and statements that are subject to risks and uncertainties that could cause actual results to differ. These statements and this Presentation are based on current expectations, estimates and projections about global economic conditions, the economic conditions of the regions and industries that are major markets for Aker Solutions ASA and Aker Solutions ASA s (including subsidiaries and affiliates) lines of business. These expectations, estimates and projections are generally identifiable by statements containing words such as expects, believes, estimates or similar expressions. Important factors that could cause actual results to differ materially from those expectations include, among others, economic and market conditions in the geographic areas and industries that are or will be major markets for Aker Solutions businesses, oil prices, market acceptance of new products and services, changes in governmental regulations, interest rates, fluctuations in currency exchange rates and such other factors as may be discussed from time to time in the Presentation. Although Aker Solutions ASA believes that its expectations and the Presentation are based upon reasonable assumptions, it can give no assurance that those expectations will be achieved or that the actual results will be as set out in the Presentation. Aker Solutions ASA is making no representation or warranty, expressed or implied, as to the accuracy, reliability or completeness of the Presentation, and neither Aker Solutions ASA nor any of its directors, officers or employees will have any liability to you or any other persons resulting from your use. Aker Solutions consists of many legally independent entities, constituting their own separate identities. Aker Solutions is used as the common brand or trade mark for most of these entities. In this presentation we may sometimes use Aker Solutions, we or us when we refer to Aker Solutions companies in general or where no useful purpose is served by identifying any particular Aker Solutions company. to edit this text Slide 31