سلامة العمليات

تُعدّ سلامة العمليات مجالًا هندسيًا متعدد التخصصات يركز على دراسة ومنع وإدارة الحرائق والانفجارات والحوادث الكيميائية واسعة النطاق (مثل سحب الغازات السامة) في مصانع المعالجة أو غيرها من المنشآت التي تتعامل مع المواد الخطرة ، مثل مصافي النفط ومنشآت إنتاج النفط والغاز ( البرية والبحرية ). وبالتالي، تهتم سلامة العمليات عمومًا بمنع ومكافحة وتخفيف آثار التسربات غير المقصودة للمواد الخطرة التي قد يكون لها تأثير خطير على الأفراد (داخل الموقع وخارجه) والمصنع و/أو البيئة، والتعافي منها . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

يُعرّف المعهد الأمريكي للبترول سلامة العمليات على النحو التالي:

إطار عمل منضبط لإدارة سلامة أنظمة وعمليات التشغيل الخطرة من خلال تطبيق مبادئ التصميم الجيدة، والهندسة، وممارسات التشغيل والصيانة. ويتناول هذا الإطار منع ومراقبة الأحداث التي قد تؤدي إلى إطلاق مواد أو طاقة خطرة. يمكن أن تتسبب هذه الأحداث في آثار سامة، أو حرائق، أو انفجارات، وقد تؤدي في نهاية المطاف إلى إصابات خطيرة، وأضرار في الممتلكات، وخسائر في الإنتاج، وآثار بيئية سلبية. ^{[ 4 ]}

يُقدّم الاتحاد الدولي لمنتجي النفط والغاز (IOGP) التعريف نفسه. ^{[ 2 ]} ويُقدّم مركز سلامة العمليات الكيميائية (CCPS) التابع للمعهد الأمريكي للمهندسين الكيميائيين (AIChE) التعريف التالي:

تخصص يركز على منع الحرائق والانفجارات والتسربات الكيميائية العرضية في منشآت العمليات الكيميائية. ^{[ 5 ]}

عادةً ما يُقارن نطاق سلامة العمليات بنطاق السلامة والصحة المهنية . فبينما يتناول كلا المجالين الظروف الخطرة والحوادث التي تقع في مواقع العمل أو أثناء أداء المهام الوظيفية، إلا أنهما يختلفان في عدة جوانب. تهتم سلامة العمليات بشكل أساسي بالحوادث التي تنطوي على مواد خطرة والتي قد تتطور إلى حوادث جسيمة. يُعرَّف الحادث الجسيم عادةً بأنه حادث يتسبب في وفيات متعددة، أو تأثير بيئي واسع النطاق، أو عواقب مالية كبيرة. قد تتجاوز عواقب الحوادث الجسيمة، وإن كانت عادةً محصورة في موقع العمل، حدود المصنع أو المنشأة، مما يُسبب تأثيرات كبيرة خارج الموقع. في المقابل، تركز السلامة والصحة المهنية على الحوادث التي تُلحق الضرر بعدد محدود من العمال (عادةً عامل أو اثنين لكل حادث)، وتقتصر عواقبها على حدود موقع العمل، ولا تنطوي بالضرورة على تلامس غير مقصود مع مادة خطرة. ^{[ 6 ]} فعلى سبيل المثال، يُعد تسرب الوقود من خزان تخزين البنزين، مما يؤدي إلى نشوب حريق، حادثًا يتعلق بسلامة العمليات، بينما يُعد السقوط من ارتفاع أثناء فحص الخزان حادثًا يتعلق بالسلامة والصحة المهنية. على الرغم من أن حوادث السلامة في العمليات قد تُخلّف آثارًا أكبر بكثير على الأفراد والممتلكات والبيئة، إلا أنها أقل تواترًا بكثير من حوادث السلامة والصحة المهنية، التي تُشكّل الأخيرة غالبية الوفيات في أماكن العمل. ^{[ 7 ]} ومع ذلك، فإن تأثير حادثة واحدة كبيرة تتعلق بالسلامة في العمليات على جوانب مثل الموارد البيئية الإقليمية، وسمعة الشركة، أو النظرة المجتمعية للصناعات الكيميائية والتحويلية، قد يكون بالغًا، وعادةً ما يحظى بتغطية إعلامية واسعة.

تُعدّ الخطوة المحورية في حوادث السلامة الصناعية، والتي يُمكن بناء سلسلة أسبابها وتصعيدها حولها (بما في ذلك حواجز السلامة الوقائية والتحكمية/التخفيفية)، هي فقدان احتواء مادة خطرة. ^{[ 8 ]} هذا الحدث هو ما يُحرر الطاقة الكيميائية اللازمة لحدوث العواقب الضارة. ومن الأسباب المباشرة الشائعة لفقدان الاحتواء: عدم كفاية العزل، والفيضان، والتفاعل الكيميائي الجامح أو غير المخطط له ، والمعدات المعيبة، والخطأ البشري ، ومخالفة الإجراءات، وعدم كفاية الإجراءات، والانسداد، والتآكل ، وتدهور خصائص المواد، والإجهاد الميكانيكي المفرط، والتعب ، والاهتزاز ، والضغط الزائد، والتركيب غير الصحيح. ^{[ 9 ]} إذا كانت المادة قابلة للاشتعال ووجدت مصدرًا للاشتعال، فسيندلع حريق . في ظل ظروف معينة، كالاختناقات المحلية (مثلاً، الناجمة عن المنشآت والأنابيب في المنطقة التي حدث فيها التسرب أو التي انتقلت منها سحابة الغاز القابل للاشتعال)، قد تتسارع جبهة اللهب في سحابة الغاز القابل للاشتعال وتتحول إلى انفجار ، مما قد يتسبب في أضرار ناتجة عن الضغط الزائد للمعدات والمنشآت المجاورة، وإلحاق الأذى بالأفراد. إذا كان الغاز المتسرب غازًا سامًا أو سائلًا أبخرته سامة، فستتكون سحابة من الغاز السام ، والتي قد تُلحق الضرر أو تُودي بحياة الأفراد محليًا عند مصدر التسرب أو عن بُعد، إذا لم يؤدِ حجمها والظروف الجوية إلى تخفيف تركيزها فورًا إلى ما دون عتبات التركيز الخطرة. تُعد الحرائق والانفجارات والسحب السامة من أهم أنواع الحوادث التي تُعنى بها سلامة العمليات. ^{[ 10 ]}

في مجال استخراج وإنتاج النفط والغاز البحري، وخطوط الأنابيب تحت سطح البحر، يُفهم أحيانًا أن مفهوم سلامة العمليات يشمل الحوادث الكبرى غير المرتبطة مباشرةً بمعالجة المواد الخطرة أو تخزينها أو نقلها. في هذا السياق، يتم تحليل وإدارة احتمالية وقوع حوادث مثل اصطدام السفن بمنصات النفط، أو فقدان استقرار هيكل وحدة الإنتاج والتخزين والتفريغ العائمة (FPSO) ، أو حوادث نقل الطاقم (مثل حوادث الطائرات المروحية أو القوارب)، باستخدام أدوات نموذجية لسلامة العمليات. ^{[ 11 ]}

يرتبط مفهوم سلامة العمليات عادةً بمنشآت المعالجة والتخزين البرية الثابتة، بالإضافة إلى منشآت الإنتاج و/أو التخزين البحرية الثابتة والعائمة. ومع ذلك، يمكن استخدام أدوات سلامة العمليات، بل ويتم استخدامها في كثير من الأحيان (وإن بدرجات متفاوتة)، لتحليل وإدارة النقل بالجملة للمواد الخطرة، مثل النقل بواسطة صهاريج الطرق ، وعربات صهاريج السكك الحديدية ، وناقلات النفط البحرية ، وخطوط الأنابيب البرية والبحرية . ومن المجالات الصناعية التي تتشابه مع صناعات العمليات الكيميائية، والتي تنطبق عليها مفاهيم سلامة العمليات في كثير من الأحيان، الطاقة النووية ، وإنتاج الطاقة من الوقود الأحفوري ، والتعدين ، وصناعة الصلب ، والمسابك ، وغيرها. وتتبع بعض هذه الصناعات، ولا سيما الطاقة النووية، نهجًا مشابهًا جدًا لنهج سلامة العمليات، والذي يُشار إليه عادةً باسم سلامة النظام .

في بدايات الصناعة الكيميائية، كانت العمليات بسيطة نسبيًا، وكانت التوقعات المجتمعية بشأن السلامة منخفضة مقارنةً بمعايير اليوم. ومع تطور التكنولوجيا الكيميائية وازدياد تعقيدها، وتزامنًا مع ارتفاع التوقعات المجتمعية بشأن السلامة في الأنشطة الصناعية، بات من الواضح وجود حاجة متزايدة إلى خبرات ومعارف متخصصة في مجال السلامة ومنع الخسائر في الصناعة الكيميائية. ^{[ 12 ]} في البداية، كانت منظمات الصناعات التحويلية تُجري مراجعات للسلامة تعتمد على خبرة وكفاءة القائمين على المراجعة. وفي منتصف القرن العشرين، بدأت تظهر تقنيات مراجعة أكثر رسمية، منها مراجعة المخاطر وقابلية التشغيل (HAZOP) التي طورتها شركة ICI في ستينيات القرن الماضي، وتحليل أنماط الفشل وتأثيراتها (FMEA)، وقوائم المراجعة ، ومراجعات السيناريوهات المحتملة . وكانت هذه التقنيات في معظمها نوعية لتحديد مخاطر العملية. ^{[ 13 ]}

بدأت تقنيات التحليل الكمي، مثل تحليل شجرة الأعطال (FTA، الذي كان يُستخدم في الصناعة النووية )، وتقييم المخاطر الكمي (QRA، المعروف أيضًا باسم تحليل المخاطر الكمي)، وتحليل طبقات الحماية (LOPA)، تُستخدم أيضًا في الصناعات التحويلية في سبعينيات وثمانينيات وتسعينيات القرن الماضي. وتم تطوير تقنيات النمذجة لتحليل عواقب الانسكابات والتسريبات والانفجارات والتعرض للمواد السامة. ^{[ 13 ]}

بدأ استخدام مصطلح "سلامة العمليات" بشكل متزايد لتعريف هذا المجال الهندسي. وكان يُفهم عمومًا على أنه فرع من الهندسة الكيميائية ، إذ يعتمد بشكل أساسي على فهم العمليات الكيميائية الصناعية، كما يتضح في تقنية تحليل المخاطر التشغيلية (HAZOP). ومع مرور الوقت، استوعب هذا المجال مجموعة من العناصر من تخصصات أخرى (مثل الكيمياء والفيزياء للنمذجة الرياضية للتسربات والحرائق والانفجارات، وهندسة الأجهزة ، وإدارة الأصول ، والعوامل البشرية وبيئة العمل ، وهندسة الموثوقية ، وغيرها)، ليصبح بذلك مجالًا هندسيًا متعدد التخصصات نسبيًا، على الرغم من أنه في جوهره لا يزال مرتبطًا ارتباطًا وثيقًا بفهم تكنولوجيا العمليات الكيميائية الصناعية. وقد ساد مصطلح "سلامة العمليات" تدريجيًا على المصطلحات البديلة؛ فعلى سبيل المثال، استخدم فرانك ب. ليز في كتابه الرائد " الوقاية من الخسائر في الصناعات التحويلية " ^{[ 14 ]} إما المصطلح الرئيسي أو "السلامة والوقاية من الخسائر"، وكذلك فعل تريفور كليتز ^{[ 15 ]} ، وهو شخصية محورية في تطوير هذا التخصص. تُعد " دليل سلامة العمليات" الصادر عن شركة داو كيميكال من أوائل المنشورات التي استخدمت المصطلح بمعناه الحالي . ^{[ 16 ]}

بحلول منتصف إلى أواخر سبعينيات القرن العشرين، أصبحت سلامة العمليات تخصصًا تقنيًا معترفًا به. أنشأ المعهد الأمريكي للمهندسين الكيميائيين (AIChE) قسم السلامة والصحة التابع له عام 1979. ^{[ 13 ]} وفي عام 1985، أنشأ المعهد مركز سلامة العمليات الكيميائية (CCPS)، جزئيًا استجابةً لكارثة بوبال التي وقعت في العام السابق. ^{[ 17 ]}

كانت الدروس المستفادة من الأحداث السابقة أساسية في تحديد التقدم المحرز في سلامة العمليات. ومن أبرز الحوادث التي شكلت هذا المجال كتخصص هندسي ما يلي: ^{[ 10 ]}

• كارثة فليكسبره ( 1974)
• سحابة الغازات السامة في سيفيسو (1976)
• سحابة الغازات السامة في بوبال (1984)، أسوأ حادث صناعي وقع على الإطلاق من حيث عدد الضحايا.
• كارثة منصة النفط بايبر ألفا ( 1988 )
• انفجار مصفاة تكساس سيتي ( 2005)
• حريق مستودع خزانات بانسفيلد ( 2005)
• انفجار ديب ووتر هورايزون وتسرب النفط (2010).

فيما يلي قائمة بالمواضيع التي يغطيها مجال سلامة العمليات. ^{[ 10 ]} هناك بعض التداخلات مع المجالات المماثلة من التخصصات الأخرى، وخاصة السلامة والصحة المهنية ، على الرغم من أن التركيز في سلامة العمليات سيكون دائمًا على وجه التحديد على فقدان السيطرة في التعامل مع المواد الخطرة على نطاق صناعي.

• تنظيم سلامة العمليات، الذي تم وضعه في العديد من البلدان في العقود الماضية.
• تجميع الاتجاهات والإحصائيات المتعلقة بحوادث السلامة في العمليات السابقة.
• دراسة حالات تاريخ حوادث العمليات السابقة.
• التحقيق في حوادث العمليات .
• تصميم أكثر أماناً بطبيعته .
• ثقافة سلامة العمليات .
• إدارة سلامة العمليات (PSM). تشمل إدارة سلامة العمليات جوانب إدارة الأعمال والعمليات التي تُعرف بأهميتها البالغة في منع حوادث العمليات وإدارتها والتخفيف من آثارها. وتشمل هذه الجوانب، على سبيل المثال لا الحصر، الامتثال للمعايير ، وكفاءة المشغلين، ومشاركة القوى العاملة، وإجراءات التشغيل وممارسات العمل الآمنة، وإدارة سلامة الأصول (لضمان أداء الأنظمة الحيوية لسلامة المصنع)، وإدارة المقاولين ، وإدارة التغيير ، والجاهزية التشغيلية، واختيار مؤشرات سلامة العمليات وصيانتها، وتدقيق السلامة ، وما إلى ذلك.
• تحديد المخاطر، باستخدام أساليب مثل عمليات التدقيق ، وقوائم المراجعة ، ومراجعة صحائف بيانات السلامة ، والتحليل التاريخي، ومراجعات تحديد المخاطر (HAZID)، وتقنية "ماذا لو" المنظمة (SWIFT)، ودراسات المخاطر وقابلية التشغيل (HAZOP)، وتحليل أنماط الفشل وتأثيراتها (FMEA)، وما إلى ذلك.
• جوانب العوامل البشرية وبيئة العمل ، وخاصة ما يتعلق بأهمية الصمامات وقابليتها للتشغيل ، وإدارة الإنذارات ، ومنع أخطاء مشغلي غرفة التحكم والتخفيف من آثارها، وما إلى ذلك.
• تجنب وتخفيف آثار المخاطر الطبيعية التي تؤدي إلى حوادث تكنولوجية ، أي العوامل البيئية الخارجية، مثل الزلازل والظواهر الجوية المتطرفة، التي قد تتفاقم إلى حادث كبير في العمليات الصناعية إذا تأثرت بها المنشآت الصناعية. ومن الأمثلة على هذه المخاطر انفجار شركة أركيما ​​عام 2017 في كروسبي، تكساس ، والذي نجم عن إعصار هارفي . ^{[ 18 ]}
• الدراسة الفيزيائية والكيميائية ونمذجة ما يلي:
  • معدلات انبعاث السوائل الناتجة عن فقدان الاحتواء العرضي.
  • انتشار الغاز، لتقييم مدى وصول خطوط تركيز المواد السامة والقابلة للاشتعال.
  • النار (عادةً ما تكون على شكل حرائق البرك ، أو حرائق النفث ، أو حرائق الوميض ، أو كرات اللهب)، من حيث مصادر الاشتعال، والانتشار، ونقل الطاقة الإشعاعية، وتشتت الدخان .
  • الانفجارات ( انفجارات سحابة البخار ، وانفجارات BLEVEs ، وانفجارات الغبار ) وانفجارات الأوعية المغلقة، مثل تلك الناجمة عن التفاعلات الجامحة .
• فهم وتصميم نماذج لمدى تأثر الأفراد بتأثير الحرائق (الإشعاع الحراري، استنشاق الدخان)، والانفجارات (ضغط الانفجار، المقذوفات، إلخ)، واستنشاق الغازات السامة. يشمل هذا المجال عناصر من علم وظائف الأعضاء البشرية ، وعلم السموم ، والإحصاء .
• نمذجة آثار الحريق والانفجار على الهياكل ومعدات العمليات، لتقييم إمكانية تصاعد الحادث إلى مخزونات إضافية من المواد الخطرة أو إلحاق أضرار بالمرافق الحيوية لإدارة الطوارئ (مثل أنظمة تخفيف الضغط وأنظمة الشعلات ، ومرافق مكافحة الحرائق ، ومباني الإيواء، وغرف التحكم ، وقوارب النجاة في المنشآت البحرية، وما إلى ذلك).
• يشمل تقييم مخاطر العمليات تقييم العواقب العرضية لسيناريوهات المخاطر المحددة، وتأثيراتها على الأفراد والأصول الحيوية، بالإضافة إلى احتمالية حدوث هذه السيناريوهات العرضية و/أو تكرارها المتوقع. وتشمل تقنيات تقييم المخاطر مؤشرات المخاطر ، والتحليل الأولي للمخاطر (PreHA، والذي يُجرى عادةً باستخدام مصفوفة المخاطر )، وتحليل شجرة الأعطال (FTA)، وتحليل شجرة الأحداث (ETA)، وتحليل طبقات الحماية (LOPA، والذي يُستخدم غالبًا لتحديد مستوى سلامة الأنظمة [SIL] للوظائف المُجهزة بأجهزة السلامة )، وتقييم المخاطر الكمي (QRA)، وتقييم المخاطر الديناميكي ، وغيرها.
• دعم اتخاذ القرارات القائمة على المخاطر . من المسلّم به عمومًا أنه لا يمكن القضاء على المخاطر، وأنه سيتم قبول قدر معين من المخاطر المتبقية إذا كانت الفوائد المجتمعية أو المالية أو غيرها من فوائد العملية الخطرة تجعلها مرغوبة. ومن أمثلة أدوات اتخاذ القرار معايير تخطيط استخدام الأراضي ، ومبدأ " الحد الأدنى المعقول عمليًا " (ALARP ) (الذي قد يتطلب تحليلًا للتكلفة والعائد، والذي ينطوي أحيانًا على افتراضات مثيرة للجدل حول قيمة حياة الإنسان ).
• إدارة الطوارئ داخل الموقع وخارجه لحوادث العمليات.

يرتبط تصميم الأنظمة التالية ارتباطًا وثيقًا بسلامة العمليات، على الرغم من أنه لأسباب تاريخية لا يُعتبر عادةً من ضمن نطاقها (مع ملاحظة أن اختيارها غالبًا ما يكون من مسؤولية مهندس متخصص في سلامة العمليات):

• تعريف مواصفات المعدات والأنابيب الميكانيكية والحرارية (من قبل مهندسي العمليات والمهندسين الميكانيكيين ).
• تصميم أجهزة تخفيف الضغط، مثل أقراص التمزق وصمامات تخفيف الضغط (بواسطة مهندسين ميكانيكيين، بدعم من مهندسي العمليات).
• تصميم أنظمة تخفيف الضغط وأنظمة حرق الغازات (بواسطة مهندسي العمليات).
• تصميم مرافق تصريف السوائل في حالات الطوارئ (بواسطة مهندسي العمليات).
• تصميم أنظمة منع الاشتعال، مثل خمول أوعية الضغط (عادة ما يكون ضمن مجال هندسة العمليات)، ومانعات اللهب (الهندسة الميكانيكية)، والمعدات المستخدمة في الأجواء المتفجرة (يترك إلى حد كبير للمهندسين الكهربائيين ).
• تصميم مرافق الحماية السلبية من الحرائق ومرافق مكافحة الحرائق النشطة (مثل مضخات مياه مكافحة الحرائق ، والتوزيع، وما إلى ذلك)، عادة ما يكون تحت إشراف متخصصي الحماية من الحرائق .

عادةً ما تُدمج الشركات التي تعتمد أعمالها بشكل كبير على استخراج ومعالجة وتخزين و/أو نقل المواد الخطرة عناصر إدارة سلامة العمليات (PSM) ضمن نظام إدارة الصحة والسلامة لديها. وقد خضعت إدارة سلامة العمليات للتنظيم من قبل إدارة السلامة والصحة المهنية الأمريكية ( OSHA) عام 1992. ^{[ 19 ]} ولا يزال نموذج إدارة السلامة والصحة المهنية لإدارة سلامة العمليات مستخدمًا على نطاق واسع، ليس فقط في الولايات المتحدة، بل دوليًا أيضًا. وقد ظهرت نماذج ولوائح مكافئة أخرى منذ ذلك الحين، لا سيما من قبل وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA )، ^{[ 20 ]} ومركز سلامة العمليات الكيميائية (CCPS)، ^{[ 21 ]} ومعهد الطاقة البريطاني . ^{[ 22 ]}

تُصنَّف مخططات إدارة سلامة العمليات (PSM) إلى "عناصر". وتستند المخططات المختلفة إلى قوائم عناصر مختلفة. هذا هو مخطط CCPS لسلامة العمليات القائمة على المخاطر، والذي يمكن التوفيق بينه وبين معظم مخططات إدارة سلامة العمليات الأخرى المعمول بها: ^{[ 21 ]}

• الالتزام بسلامة العمليات
  • ثقافة سلامة العمليات
  • الامتثال للمعايير
  • الكفاءة في مجال سلامة العمليات
  • مشاركة القوى العاملة
  • التواصل مع أصحاب المصلحة
• فهم المخاطر والأخطار
  • معرفة العمليات وإدارة الوثائق
  • تحديد المخاطر وتحليلها
• إدارة المخاطر
  • إجراءات التشغيل
  • ممارسات العمل الآمنة (مثل نظام تصاريح العمل )
  • إدارة سلامة الأصول
  • إدارة المقاولين
  • التدريب وضمان الأداء
  • إدارة التغيير
  • الجاهزية التشغيلية
  • سير العمليات
  • إدارة الطوارئ
• تعلم من التجربة
  • التحقيق في الحادث
  • مقاييس سلامة العمليات وقياس الأداء
  • التدقيق
  • مراجعة الإدارة والتحسين المستمر

رغم أن منهجية إدارة سلامة العمليات (PSM) صُممت في الأصل خصيصاً للمصانع في مرحلة التشغيل، إلا أنه يمكن بل ينبغي تطبيق عناصرها خلال دورة حياة المشروع بأكملها، كلما أمكن ذلك. ويشمل ذلك التصميم (من مرحلة التخطيط الأولي إلى التصميم التفصيلي)، وشراء المعدات، والتشغيل التجريبي ، والعمليات التشغيلية، والتغييرات المادية والتنظيمية ، والتفكيك.

يُعدّ نموذج الجبن السويسري لجيمس تي . ريزون نموذجًا شائعًا لتمثيل وشرح الأنظمة المختلفة والمترابطة المتعلقة بتحقيق سلامة العمليات. ^{[ 8 ] [ 23 ]} في هذا النموذج، تُصوَّر الحواجز التي تمنع الحوادث الكبرى وتكشفها وتتحكم بها وتخفف من آثارها على شكل شرائح، تحتوي كل منها على عدد من الثقوب. تمثل هذه الثقوب عيوبًا في الحاجز، والتي يمكن تعريفها بمعايير أداء محددة. كلما كانت إدارة الحاجز أفضل، كلما صغرت هذه الثقوب. عند وقوع حادث كبير، يكون ذلك حتمًا نتيجة لتزامن جميع عيوب الحواجز (الثقوب). إن تعدد الحواجز هو ما يوفر الحماية.

• السلامة الكيميائية
• سلامة النظام
• السلامة من الحرائق
• السلامة الوظيفية
• إدارة سلامة العمليات

• الوسائط المتعلقة بسلامة العمليات على ويكيميديا ​​كومنز