Управление барьерами: Предотвращение разрушения трубопровода

Управление барьерами - практика, которая приобрела особое значение в нефтегазовом секторе благодаря своей роли в выявлении, оценке и снижении рисков, связанных с эксплуатацией трубопроводов. Согласно отчету компании GlobalData, к концу 2021 года насчитывалось более 4 785 действующих и приостановленных нефте- и газопроводов. Это свидетельствует не только о росте спроса на нефть и газ, но и о всплеске интереса к анализу рисков и надежности систем в нефтегазовой отрасли.

В этой статье мы рассмотрим, что такое управление барьерами и барьеры безопасности. В ней рассматривается, как их можно использовать для защиты трубопроводов от потенциальных рисков и угроз целостности трубопровода. 

Управление коррозией трубопроводов - сложная задача, поскольку морские и внутренние трубопроводы должны быть защищены от коррозионного воздействия окружающей среды и протекающих в них жидкостей. Различные процессы монтажа, изменения диаметра и толщины трубопровода, а также старение оборудования и материалов - все это может привести к риску повреждения и утечек в трубопроводе. Подобные аварии трубопроводов могут иметь разрушительные последствия, включая ущерб окружающей среде, социальные и экономические потери. Чтобы защитить людей, производственные процессы и окружающую среду от возможных утечек, необходимо эффективно внедрять системы безопасности, которые не позволят угрозам привести к крупным авариям. Именно на это нацелено управление барьерами. 

Управление барьерами определяется Управлением по безопасности нефти Норвегии (PSA) как: "Скоординированная деятельность по созданию и поддержанию барьеров, чтобы они выполняли свои функции в любое время". Точнее говоря, управление барьерами - это система выбора и проектирования барьеров для защиты от рисков, а также их мониторинга и обслуживания для обеспечения безопасности и надежности актива на протяжении всего его жизненного цикла. 

При разработке барьеров необходимо тщательно проанализировать сценарии отказов, опасностей и аварий, чтобы выявить ситуации, в которых каждый барьер может сыграть свою роль. Каждая угроза должна иметь как минимум один высокоэффективный первичный барьер и систему контроля его состояния и эффективности.  

Вторичные барьеры могут использоваться для смягчения последствий, если это необходимо. Например, для контроля скорости деградации до приемлемого уровня. Поскольку каждый завод, участок объекта или операция имеют уникальный профиль риска, управление барьерами будет отличаться соответственно. При четком понимании барьеров и контроле их состояния в ходе ежедневных операций можно избежать крупных аварий и спасти жизни людей. 

Барьеры безопасности - это запланированные меры, обеспечивающие защиту в случае сбоя, опасности или аварии и смягчающие последствия, вызванные этими событиями. Они устанавливаются для того, чтобы предотвратить возникновение угроз, не приводящих к крупной аварии. 

Барьер может представлять собой устройство, например датчик, или вмешательство человека, например сигнал тревоги с действиями оператора. Это также может быть ограничение на способствующий фактор, включая повышение давления. Выбор барьеров зависит от типа неисправности, опасности или аварии, которые необходимо устранить. Назначение барьеров безопасности - выполнять одну или несколько функций безопасности. 

Чтобы защитные барьеры были эффективными, они должны выполнять свою барьерную функцию. Это включает в себя прохождение этапов защитной реакции:  

Однако барьеры деградируют в процессе эксплуатации. Поэтому каждый барьер необходимо регулярно контролировать и проверять. В противном случае он может стать неэффективным, и если не принять соответствующих мер по исправлению ситуации, уровень риска возрастет. 

Красно-желто-зеленые (RYG) индикаторы - это распространенная система, используемая в управлении барьерами для оценки эффективности барьеров. В этой системе используются три цвета - красный, желтый и зеленый - для обозначения состояния барьера.  

Эта система используется для обеспечения своевременного и эффективного выявления и управления рисками и угрозами. 

Барьер безопасности формируется из технических, эксплуатационных и/или организационных элементов барьера, необходимых для эффективности отдельного барьера, которые в совокупности реализуют барьерную функцию. В некоторых случаях барьер формируется только техническими элементами. Поясним каждый из упомянутых выше терминов. 

Технические барьерные элементы относятся к инструментам и системам, которые создают барьерную функцию, например, датчики контроля состояния трубопровода. Операционные барьерные элементы включают процессы и действия, которые персонал должен выполнять для формирования барьерной функции, например, реакцию персонала на сигнал тревоги. Наконец, организационные барьерные элементы включают персонал с определенными ролями и компетенциями, ответственный за реализацию барьерной функции, включая процесс обеспечения компетенций. 

Управление барьерами предполагает использование нескольких типов барьеров: 

Модель швейцарского сыра - это способ понять, как возникают угрозы безопасности и как их предотвратить. В этой модели каждый ломтик сыра представляет барьер безопасности или меры предосторожности, относящиеся к конкретной опасности. Отсутствующие или неработающие барьеры на каждом ломтике представлены в виде дырок в швейцарском сыре. Например, трубопровод может иметь физические барьеры, такие как ограждения и замки, а также административные барьеры, такие как операционные процедуры и правила. Когда отверстия в этих ломтиках сыра совпадают, может произойти авария.  

^{Источник изображения: Википедия - https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.en}

Поэтому важно убедиться, что все барьеры поддерживаются в рабочем состоянии и являются эффективными, а также выявить и устранить любые недостатки. Применяемая в процессе управления барьерами на трубопроводе, модель "швейцарского сыра" помогает выявить потенциально слабые места в системе и дополнительные средства контроля или изменения, которые можно внести для снижения риска отказа трубопровода.  

Управление барьерами на трубопроводах - важная часть управления рисками. Модель швейцарского сыра может использоваться для обеспечения того, чтобы все уровни безопасности были на месте и работали должным образом. 

IMS PLSS (Pipeline and Subsea Systems) - это программное обеспечение для управления целостностью трубопроводов, которое позволяет максимально эффективно использовать данные о трубопроводах. Оно представляет собой мощное решение для управления барьерами , которое помогает быстро и точно анализировать эти данные для выявления потенциальных проблем.  

Основываясь на модели швейцарского сыра, IMS PLSS позволяет выбрать сценарий отказа для каждой единицы оборудования. Чтобы защитить оборудование от этих рисков, вы можете выбрать барьеры в соответствии с потенциальной причиной отказа. Вы также можете определить индикатор, по которому можно судить об эффективности барьера.  

Для более полной оценки работы барьеров в дополнение к базовой системе RYG IMS PLSS использует еще два цвета для обозначения состояния барьеров - янтарный и синий.  

В приведенной ниже таблице вы найдете значение каждого цвета состояния барьера в IMS PLSS. 

Когда вы знаете состояние барьера, вы можете использовать эти данные для принятия обоснованных решений по эксплуатации и обслуживанию трубопровода, что поможет обеспечить надежную, безопасную и эффективную работу.  

Кроме того, IMS PLSS позволяет планировать ответные действия на основе анализа данных, что позволяет предпринимать упреждающие шаги для решения любых потенциальных проблем до того, как они станут проблемой.  

С помощью IMS PLSS вы можете перестроить график инспекций с временного на риск-ориентированный. Это позволит усовершенствовать стратегию обслуживания трубопроводов и добиться оптимальных затрат на проведение инспекций и повышения безопасности. 

Cenosco - компания, разрабатывающая программное обеспечение для управления целостностью активов, которая уже более 20 лет является лидером в области производства тяжелых активов. Их пакет решений IMS Suite был разработан для поддержки пользователей в принятии разумных решений по инспекции и техническому обслуживанию для повышения безопасности, доступности активов и снижения затрат на управление активами. В настоящее время он используется для обеспечения безопасности нескольких сотен активов в более чем 50 странах. Пакет IMS был создан в сотрудничестве со всемирно известным лидером нефтегазовой отрасли, компанией Shell.