Waarde Ex-LOPA in explosieveiligheid: een aanvulling op risicobeoordeling

De normcommissie NEC 31, gespecialiseerd in explosieveiligheid, zag een toenemende behoefte om explosierisico’s op een nieuwe manier te beoordelen. Onder leiding van deze commissie en de toenmalige ATEX 153 SIL-platformen is de Ex-LOPA-methode ontwikkeld (PDF). Dit systeem biedt een belangrijke aanvulling op de traditionele HAZOP-LOPA en is speciaal ontworpen voor het beoordelen van explosierisico’s in gevaarlijke zones.

Ex-LOPA voor explosierisicoanalyse in gevaarlijke gebieden

De Ex-LOPA methode (Explosion Layer of Protection Analysis) biedt een waardevol hulpmiddel voor de beoordeling van explosierisico’s in gevaarlijke gebieden, ook wel Ex-zones genoemd. Deze zones zijn gebieden waar tijdens normale bedrijfsomstandigheden explosieve atmosferen kunnen ontstaan. In de industrie worden deze zones vaak geclassificeerd als Zone 0, 1, of 2, afhankelijk van de frequentie en duur van de aanwezigheid van een explosieve atmosfeer. De Ex-LOPA methode is ontwikkeld om te helpen bij het identificeren van de risicoreductiemaatregelen die nodig zijn om explosierisico’s tot een acceptabel niveau te brengen.

Belang Ex-LOPA in gevaarlijke gebieden

Veel industrieën, zoals chemische fabrieken, olie- en gasinstallaties en voedingsmiddelenverwerking, bevatten gevaarlijke gebieden. Deze gebieden bevatten vaak brandbare gassen, dampen, of stof die bij contact met een ontstekingsbron tot een explosie kunnen leiden. De Europese ATEX-richtlijn (1999/92/EG) vereist dat werkgevers maatregelen nemen om werknemers te beschermen tegen de risico’s van explosieve atmosferen. De Ex-LOPA methode biedt een semi-kwantitatieve benadering om explosierisico’s te analyseren en de effectiviteit van bestaande beschermingslagen te beoordelen.

Hoe werkt Ex-LOPA?

De Ex-LOPA methode richt zich voornamelijk op het beoordelen van de kans op een ontsteking in een gevaarlijk gebied en de daaropvolgende explosierisico’s. Dit gebeurt door onafhankelijke beschermingslagen (Independent Protection Layers, IPL’s) te identificeren en te evalueren. Elke beschermingslaag moet onafhankelijk werken om het scenario waarin een explosieve atmosfeer tot ontsteking komt, te voorkomen.

De methodologie begint met het identificeren van potentiële ontstekingsbronnen, die in vier categorieën kunnen worden ingedeeld: uitrustingsfouten, procesgerelateerde fouten, menselijk handelen en externe gebeurtenissen, zoals blikseminslag. De Ignition Hazard Frequency (IHF) berekent de kans op een ontsteking in een gevaarlijke zone door de frequentie van deze gebeurtenissen te bepalen.

Initiërende gebeurtenissen en risicoreductie

De frequentie van een mogelijke ontsteking wordt beïnvloed door meerdere factoren, waaronder de aanwezigheid van een explosieve atmosfeer en de effectiviteit van de beschermingslagen. Voor elke gebeurtenis die tot een ontsteking kan leiden, moeten bedrijven risicoreductiemaatregelen identificeren en implementeren om te zorgen dat de explosierisico’s binnen aanvaardbare grenzen blijven. Dit kan door technische maatregelen, zoals het gebruik van explosieveilige apparatuur, of organisatorische maatregelen, zoals werkinstructies en toezicht.

Een van de belangrijkste stappen in de Ex-LOPA methode is het bepalen van de risicoreductiefactoren (Risk Reduction Factors, RRF’s) voor de verschillende beschermingslagen. Deze factoren geven aan in hoeverre een maatregel het risico verlaagt. Een continu werkend ventilatiesysteem kan bijvoorbeeld een RRF van 10 hebben, wat het risico met een factor 10 vermindert.

Beschermingslagen en hun rol in risicobeheersing

De Ex-LOPA methode onderscheidt verschillende typen beschermingslagen, zoals preventiemaatregelen, ontstekingspreventiemaatregelen en explosieonderdrukkingsmaatregelen. Elk van deze lagen heeft een specifieke rol bij het verlagen van het explosierisico:

1. Explosieve atmosferen voorkomen (IPL1): Maatregelen zoals het gebruik van gasdichte barrières of ventilatiesystemen kunnen helpen om de vorming van een explosieve atmosfeer te voorkomen. Dit verlaagt de kans dat er een gevaarlijke situatie ontstaat.
2. Ontstekingspreventie (IPL2): Door maatregelen te nemen zoals het gebruik van vonkveilige apparatuur of elektrostatische aarding, voorkomt men dat ontstekingsbronnen actief worden.
3. Explosieonderdrukking (IPL3): Mocht er toch een explosie optreden, dan kunnen maatregelen zoals explosieontlastingspanelen of onderdrukkingssystemen helpen om de gevolgen te beperken en verdere schade te voorkomen.

Elke beschermingslaag moet onafhankelijk zijn en mag niet beïnvloed worden door de initiërende gebeurtenis of andere lagen. Dit garandeert dat, mocht één laag falen, de andere lagen nog steeds effectief zijn in het voorkomen van een explosie.

Praktische toepassing van Ex-LOPA

De praktische toepassing van de Ex-LOPA methode in industriële omgevingen toont aan dat de kans op een ontsteking in gevaarlijke gebieden varieert tussen 10-3 en 10-4 per jaar, afhankelijk van de specifieke omstandigheden. Dit betekent dat de risico’s in veel gevallen verder moeten worden gereduceerd om aanvaardbare niveaus te bereiken, afhankelijk van het risicobeleid van het bedrijf.

Een voorbeeld van een Ex-LOPA analyse is de beoordeling van een mechanische asafdichting in een vat dat zich in Zone 1 bevindt. Mocht de asafdichting oververhit raken door een zeldzame storing, dan kan dit leiden tot een ontsteking van de dampen binnen het vat, met mogelijk fatale gevolgen. In dit geval kunnen aanvullende risicoreductiemaatregelen nodig zijn, zoals een inertingsysteem of een explosieventilatie-inrichting.