HAZOP Deviation별 Causes

HAZOP 위험성 평가 시 각 이탈(Deviation)에 따른 원인(Cause)을 기재하여야 하는데 이와 관련된 문헌에서 발췌한 Cause 내용을 소개하고자 한다.

 

 

 

HAZOP Deviation별 Causes

“원인 (Cause)”이라 함은 이탈이 일어나는 다음과 같은 이유를 말하는 것으로서 공정 운전상 발생할 수 있는 내용을 선택하여 기재한다. 하나 이상의 원인이 있는 경우에는 이들 원인 모두를 기록한다.

Flow High

- 펌핑 용량 증가 (Increased pumping capacity).
- 흡입 압력 증가 (Increased suction pressure).
- 전달 헤드 감소 (Reduced delivery head).
- 유체 밀도 증가 (Greater fluid density).
- 교환기 튜브 누출 (Exchanger tube leaks).
- 조절 밸브(regulating valve)의 개폐 (sensor fault, logic, actuator, valve, change in set point,…).
- 동력 장비 결함 (fault) : 펌프, 압축기, 팬.
- 두 번째 동력 장치(unit)의 시작 (Start up).
- 다운스트림 압력 감소 (Decrease of downstream pressure).
- 업스트림 압력 상승 (Upstream pressure rise).
- 수동/자동 밸브 개방 (Opening of a manual / automatic valve).
- PSV 또는 Rupture disk의 개방.
- 유체 유입 (Fluid input by):
  ◦ 원치 않는 입력 (Unwanted inputs).
  ◦  Leak in the wall (shirt, exchangers …).
- 인적 오류 (Human error).
- 제한 오리피스 플레이트 미설치 (Restriction orifice plates not installed).
- 시스템의 교차 연결 (Cross connection of systems).
- 제어 결함 (Control faults).
- 제어 밸브 트림 변경 (Control valve trim changed).
- 펌프 중복 가동 (Running multiple pumps).

 

 

Flow Less

- 제한 (Restriction).
- 잘못된 경로 (Wrong routing).
- 필터 막힘 (Filter blockage).
- 조절 밸브(regulating valve)의 개폐  (sensor fault, logic, actuator, valve, change in set point,…).
- 동력 장비 결함 / 정지 (fault / stop) : 펌프, 압축기, 팬.
- Cavitation.
- 제품 부족 (Lack of product).
- 다운스트림 압력 증가 (Increase pressure downstream).
- 업스트림 압력 감소 (Decrease of upstream pressure).
- 수동 / 자동 밸브 닫기 (Closing a manual / automatic valve).
- 흐름의 제한 또는 중단 (Limitation or stoppage of the flow by) :

  ◦  Presence of gas bag.
  ◦  침전물, 이물질, 결정화 (Depositions, foreign bodies, crystallizations).
- 유체 유출 원인 (Fluid outputs by) :
  ◦ 원치 않는 유출 (Unwanted outputs).
  ◦ Leak in the wall (shirt, exchangers …).
- 펌프 결함 (Defective pump(s)).
- 용기, 밸브, 오리피스 플레이트의 오염 (Fouling of vessel(s), valves, orifice plates).
- 밀도 또는 점도 변화 (Density or viscosity changes).
- Cavitation.
- Drain leaking.
- 밸브가 완전히 열리지 않음 (Valve not fully open).

 

 

Flow None

- 잘못된 경로 (Wrong routing).
- 막힘 (Blockage).
- 잘못된 슬립 플레이트 (Incorrect slip plate).
- 인적 오류.
- 단방향(체크) 밸브 반대 설치(One-way (check) valve in backwards).
- 파이프 또는 용기 파열 (Pipe or vessel rupture).
- 큰 누출 (Large leak).
- 장비 고장 (Equipment failure).
- 격리 오류 (Isolation in error).
- 잘못된 압력 차이 (Incorrect pressure differential).
- 가스 잠금 (Gas locking).

 

 

Flow reverse

- 단방향(체크) 밸브 결함 (Defective one-way (check) valve).
- 사이펀 효과 (Siphon effect).
- 잘못된 압력 차이 (Incorrect pressure differential).
- 양방향 흐름 (Two-way flow).
- Emergency venting.
- 장비 압력의 변동 (Fluctuations in equipment pressure).
- 연결된 이웃 장비의 압력 변동 (Fluctuations in pressure of connected neighbor equipment).
- 역류 방지 밸브 또는 차단 밸브의 누출 (Leakage in non-return valve or shut-off valve).
- 동 장비의 정지: 펌프 또는 컴프레서 (Stop of a dynamic equipment: pump or compressor).
- 드레인 누출 (Drain leaking).
- 장착 오류 (Mounting error).
- 수동/자동 밸브(Manual / automatic valve)의 개폐.
- 다른 회로를 통한 원치 않는 유체 입력 (Unwanted fluid input through another circuit).
- 잘못된 조작 (Incorrect operation).
- 인라인 예비 장비 (Inline spare equipment).
- 펌프 고장 (Pump failure.).
- 펌프 반대 연결 (Pump reversed).

 

 

Level High

- 출구가 격리되거나 차단됨 (Outlet isolated or blocked).
- 유출 제어 실패보다 더 큰 유입 (Inflow greater than outflow control failure).
- 레벨 측정 오류 (Faulty level measurement).
- Gravity liquid balancing.
- 넘침(Flooding).
- 조절 밸브(regulating valve)의 개폐  (sensor fault, logic, actuator, valve, change in set point,…).
- 과도한 정기 공급 (Excessive regular supplies).
- 불충분한 유출 (Insufficient outputs) :
  ◦ 밸브 폐쇄 (Closing valve).
  ◦ 막힘, 이물질의 존재 (Obstruction, presence of foreign body).
- 다른 회로에서 원치 않는 유입 (Unwanted inputs from other circuits).
- Service fluid inlet (water, steam, oil …).
- 온도 또는 압력의 변화 (Variations in temperature or pressure).
- 비정상적으로 감소된 밀도 (bnormally reduced density).
- 거품, 응축, 소용돌이의 존재 (Presence of foam, condensation, eddies).
- Human error.
- 압력 서지 (Pressure surges).

- 부식 (Corrosion).

- Sludge.

 

 

Level Low

- 입구 흐름 중단 (Inlet flow stops).
- 누출 (Leak).
- 유입량보다 유출량이 더 큼 (Outflow greater than inflow).
- 조절 밸브(regulating valve)의 개폐  (sensor fault, logic, actuator, valve, change in set point,…).
- 과도한 습관적 유출 (Excessive habitual outputs).
- 불충분한 유입 (Insufficient inputs) :
  ◦ 밸브 폐쇄 (Closing of valve).
  ◦ 장애물, 이물질의 존재 (Obstruction, presence of foreign body).
- 다른 회로에서 원치 않는 유출 (Unwanted outputs from other circuits).
- Service fluid exit (water, steam, oil …).
- 외부로의 누출 (Leakage to the outside).
- 온도 또는 압력의 변화 (Variations in temperature or pressure).
- 비정상적으로 높은 밀도 (Abnormally high density).
- 기화 (Vaporizations).
- 인적 오류.

- 제어 실패 (Control failure).
- 레벨 측정 오류 (Faulty level measurement).
- 용기 배수 (Draining of vessel).
- 범람 (Flooding).
- Pressure surges.

- 부식 (Corrosion).

- Sludge.

 

 

Pressure High

- 서지 문제 (Surge problems).
- 고압에 연결 (Connection to high pressure).
- Gas (surge) breakthrough.
- 부적합한 통풍양 (Inadequate volume of vents).
- 잘못된 vent 설정값 (Incorrect vent set pressure for vents).
- 릴리프 밸브 격리 (Relief valves isolated).
- 열 과압 (Thermal overpressure).
- 양변위 펌프 (Positive displacement pumps).
- PCV 개방 실패 (Failed open PCV).
- 비등 (Boiling).
- 동결 (Freezing).
- 화학적 고장 (Chemical breakdown).
- Priming.
- Exploding.
- Imploding.
- 외부 화재 (External fire).
- 기상 조건 (Weather conditions).
- Hammer.
- 점도/밀도의 변화 (Changes in viscosity/density).
- 조절 밸브(regulating valve)의 개폐  (sensor fault, logic, actuator, valve, change in set point,…). 
- 과도한 열 (jacket, resistance, pre-heat exchanger …).
- 불충분한 냉각 (Insufficient cooling).
- 발열 반응(증기압) 및/또는 비응축성 가스 (noncondensible gases) 생성:
  ◦ "정상" 반응에 대한 통제력 상실 (Loss of control of the “normal” reaction).
  ◦ 이차 반응, 생성물의 분해 (Secondary reaction, decomposition of products).
  ◦ 호환되지 않는 제품의 통제되지 않은 혼합 (Uncontrolled mixing of incompatible products).
- 흡열 반응 (증기압) 중단 및 / 또는 비응축성 가스 (noncondensible gases) 소비:
- 과도한 가스, 액체 또는 고체 공급 (Excessive gas, liquid or solid feeds).
  ◦ 정상적인 유입: 제품, 용제, 질소 ...(Normal inputs: products, solvents, nitrogen …)
  ◦ 원치 않는 유입 (Unwanted inputs).
- 불충분하거나 없는 가스, 액체 또는 고체 유출 (Insufficient or no gas, liquid or solid outlets).
  ◦ 밸브가 닫혀 있거나 막혀 있음 (Valves closed or obstructed).
  ◦ 이물질, 침전물, 결정화에 의해 배관 막힘.
- 배출구의 역류 (Inverse flow in an outlet).
- 연결된 이웃 장비의 압력 증가 (ncreased pressure on connected neighbor equipment).
- Scaling.
- 거품 (Foaming).
- 응축 (Condensation).
- 침전 (Sedimentation).
- 가스 방출 (Gas release).
- 밀폐된 배관에 반응, 태양, 화재로 인한 팽창 (Confinement between two valves and dilation due to reaction, sun, fire …)
- 진공 장비의 진공 손실 (Loss of vacuum in vacuum equipment (system failure, leakage, valve opening …)).
- Human error.

 

 

Pressure Low

- 진공 상태 생성 (Generation of vacuum conditions).
- 응축 (Condensation).
- 기체가 액체에 용해됨 (Gas dissolving in liquid).
- 제한된 펌프/컴프레서 라인 (Restricted pump/compressor line).
- 감지되지 않은 누출 (Undetected leakage).
- 용기 배수 (Vessel drainage).
- 블랭킷 가스 조절 밸브 막힘 (Blockage of blanket gas regulating valve).
- 비등 (Boiling).
- Cavitation.
- 동결 (Freezing).
- 화학적 고장 (Chemical breakdown).
- 폭발 (Imploding).
- 화재 조건 (Fire conditions).
- 기상 조건 (Weather conditions).
- 점도/밀도의 변화 (Changes in viscosity/density).
- 불충분 한 열 입력 (Insufficient heat input).
- 과도한 냉각 (Excessive cooling).

- 흡열 반응(증기압) 및/또는 비응축성 가스 (noncondensible gases) 소비:
  ◦ "정상" 반응에 대한 통제력 상실 (Loss of control of the “normal” reaction).
  ◦ 이차 반응, 흡수, 흡착 (Secondary reaction, absorption, adsorption).
  ◦ 통제되지 않은 제품 혼합 (Uncontrolled mixing of products).
- 발열 반응 (증기압) 중지 및 / 또는 비응축성 가스 생성. 
- Flashing.

- Scaling.
- 거품 (Foaming).
- 응축 (Condensation).
- 침전 (Sedimentation).
- 가스 방출 (Gas release).

- Priming.
- 폭발 (Exploding).
- 불충분하거나 없는 가스, 액체 또는 고체 공급 (Insufficient or no gas, liquid or solid feed).

  ◦ 과도한 기체, 액체 또는 고체 배출 (Excessive gas, liquid or solid outlets).
  ◦ 정상 배출: 제품, 용매, 질소 ...(Normal outputs: products, solvents, nitrogen …)
  ◦ 하역 (Unloading).
  ◦ 원치 않는 배출 (Unwanted outputs).
  ◦ 외부 누출: 누출, 파열 ...(External leaks: leakage, rupture …)
- PSV 개방, 디스크 파열 또는 유입물의 역류 (Opening a PSV, rupturing a disk, or reverse flow in an input).
- 연결된 이웃 장비의 압력 감소 (Decreased pressure on connected neighbor equipment).
- 주변 온도 감소: 서리, 폭풍, 비, ...(Decrease in ambient Tª: frost, storm, rain, …)
- 인적 오류

 

 

Temperature High

- 주변 환경 (Ambient conditions).
- 열교환기 튜브 오염 또는 손(Fouled or failed exchanger tubes).
- 화재 상황 (Fire situation).
- 반응 제어 실패 (Reaction control failures).
- 가열 매체가 공정으로 누출됨 (Heating medium leak into process).
- 계측 및 제어 결함 (Faulty instrumentation and control).
- 조절 밸브(regulating valve)의 개폐  (sensor fault, logic, actuator, valve, change in set point,…). 
- 과도한 열 (jacket, resistance, pre-heat exchanger …).
- 불충분한 냉각 (Insufficient cooling).

- 발열 반응(증기압) 및/또는 비응축성 가스 (noncondensible gases) 생성:
  ◦ "정상" 반응에 대한 통제력 상실 (Loss of control of the “normal” reaction).
  ◦ 이차 반응, 생성물의 분해 (Secondary reaction, decomposition of products).
  ◦ 제품의 통제되지 않은 혼합 (Uncontrolled mixing of products).

  ◦ 발열 기생 반응 (Exothermic parasite reaction).
- 흡열 반응 중지 (Stop an endothermic reaction).
- 불충분한 가스, 액체 또는 고체 공급 (Insufficient or no gas, liquid or solid feed).
- Cooling water failure.
- 제어 밸브 결함 (Defective control valve).
- Heater control failure.
- 내부 화재 (Internal fires).
- 온도 상승 (Temperature increase):
  ◦ 다른 회로에 의한 고온 공급 (Hot supply by another circuit).
  ◦ 높은 주변 온도(High ambient temperature (summer, air conditioning)).
  ◦ 태양에 노출 (Exposure to the sun).
  ◦ 화재의 근접성(Proximity of a fire).
- 압축, 기계적 파동 ... (Compression, mechanical wave …)
- 인적 오류

 

 

Temperature Low

- 주변 환경 (Ambient conditions).

- 압력 감소 (Reducing pressure).
- 조절 밸브(regulating valve)의 개폐  (sensor fault, logic, actuator, valve, change in set point,…). 
- 불충분한 열 입력 (Insufficient heat input).

- 과도한 냉각 (Excessive cooling).

- 흡열 반응(증기압) 및/또는 비응축성 가스 (noncondensible gases) 소비:
  ◦ "정상" 반응에 대한 통제력 상실 (Loss of control of the “normal” reaction).
  ◦ 이차 반응, 흡수, 흡착 (Secondary reaction, absorption, adsorption).
  ◦ 통제되지 않은 제품 혼합 (Uncontrolled mixing of products).

  ◦ 원치 않는 공급 (Unwanted feeding).
- 발열 반응  중지 (Stop of an exothermic reaction).

- 갑작스런 기화 (Sudden vaporization): leakage, discharge, …
- 온도 감소 (Decrease in temperature):
  ◦ 다른 회로에 의한 냉기 공급 (Cold supply by another circuit).
  ◦ 낮은 주변 온도 (Low ambient temperature (winter, air conditioning)).
- 교환기 튜브의 오염 또는 고장 (Fouled or failed exchanger tubes).
- 난방 손실 (Loss of heating).
- 액화 가스의 감압 (Depressurization of liquefied gas) - Joule Thompson effect..
- 계측 및 제어 결함.

 

 

Part of Concentration wrong

- 격리 밸브 누출 (Leaking isolation valves).
- 교환기 튜브 누출 (Leaking exchanger tubes).
- 상 변화 (Phase change).
- 잘못된 공급 원료 사양 (Incorrect feedstock specification).
- 공정 제어 장애 (Process control upset).
- 제품에 의한 반응 (Reaction by products).
- 고압측으로 부터 물, 증기, 연료, 윤활유, 부식 생성물의 유입(Ingress).
- 가스 혼입 (Gas entrainment).

 

 

As well as Contaminants

- 격리 밸브 누출 (Leaking isolation valves).
- 교환기 튜브 누출 (Leaking exchanger tubes).
- 잘못된 시스템 조작 (Incorrect operation of system).
- 상호 연결된 시스템 (Interconnected systems).
- 잘못된 첨가제 (Wrong additives).
-  Ingress of air: shutdown and start-up conditions.
- 고도 변화 및 유체 속도 (Elevation changes and fluid velocities).
- 물, 증기, 연료, 윤활유, 부식 생성의 유입 (Ingress of water, steam, fuel, lubricants, corrosion products).
- 고압 시스템의 제품 (Products from high-pressure system).

- 가스 혼입 (Gas entrainment).

- 공급 스트림 불순물(예: 수은, H2S, CO2)

 

 

Other than Wrong material

- 잘못되거나 사양을 벗어난 공급 원료 (Incorrect or off-specification feedstock).
- 잘못된 조작 (Incorrect operation).
- 잘못된 재료 전달 (Wrong material delivered).

 

Viscosity More

- 잘못된 재료 또는 성분 (Incorrect material or composition).
- 잘못된 온도 (Incorrect temperature).
- 고농도의 고형물 (High solids concentration).
- 슬러리 침전 (Settling of slurries).

 

Viscosity Less

- 잘못된 재료 또는 성분 (Incorrect material or composition).
- 잘못된 온도 (Incorrect temperature).

- 용제 플러싱 (Solvent flushing).

 

Relief system

- 압력방출(Relief) 개념(process and fire).
- 압력방출 장치의 유형 및 신뢰성 (Type of relief device and reliability).
- 압력방출 밸브 배출 위치 (Relief valve discharge location).
- 오염 영향 (Pollution implications).
- 2상 흐름 (Two-phase flow).
- 저용량(Low capacity (inlet and outlet)).

 

 

Corrosion / erosion(부식/침식)

- 음극 보호 장치(Cathodic protection arrangements (internal and external)).
- 코팅 적용 분야 (Coating applications).
- 부식 모니터링 방법 및 빈도 (Corrosion monitoring methods and frequencies).
- 재료 사양 (Materials specification).
- 아연 취성 (Zinc embrittlement).
- 유체 속도 (Fluid velocities) 증가.

- Sour service (예: H2S, 수은).
- Riser splash zone.

 

Service failures

- 계기 공기 (Instrument air)
- 증기 (Steam)
- 질소
- 냉각수
- 유압 동력 (Hydraulic power)
- 전력 (Electric power) 
- 물 공급 (Water supply)
- 통신
- PLC/컴퓨터
- HVAC
- Fire protection (감지 및 진압, detection and suppression)

 

 

Abnormal operation(비정상 운전)

- 퍼지 (Purging)
- Flushing
- 시작 (Start-up)
- 일반 종료 (Normal shutdown)
- 비상 종료 (Emergency shutdown)
- 비상 작동 (Emergency operations)
- 운전 중인 기계 점검 (Inspection of operating machines)
- 기계 보호 (Guarding of machinery)

 

Maintenance / procedures(유지보수/절차)

- 격리 개념 (Isolation philosophy)
- 배수 (Drainage)
- Purging
- Cleaning
- Drying
- 접근 (Access)
- 구조 계획 (Rescue plan)
- 교육 (Training)
- 기암 시험 (Pressure testing)
- 작업 허가 시스템 (Work permit system)

- 상태 모니터링 (Condition monitoring)
- 리프트 및 수동 핸들링 (Lift and manual handling)

 

 

Ignition / Static(점화원/정전기)

- 접지 배열 (Grounding arrangements)
- 절연 용기 (Insulated vessels)
- 저 전도성 유체 (Low conductance fluids)
- 용기의 스플래시 충전 (Splash filling of vessels)
- 절연 스트레이너 및 밸브 구성품 (Insulated strainers and valve components)
- 먼지 발생 (Dust generation)
- 분말 취급 (Powder handling)
- 전기 분류 (Electrical classification)
- 화염 방지기 (Flame arrestors)
- 화기 작업 (Hot work)
- 뜨거운 표면 (Hot surfaces)
- 자연발화성 또는 인화성 물질 (Auto-ignition or pyrophoric materials)

 

Spare equipment(예비장비)

- 설치 또는 미설치 (Installed or not installed)
- 예비 부품의 가용성 (Availability of spares)
- 변경된 사양 (Modified specifications)
- 예비 부품 보관 (Storage of spares)
- 예비품 카탈로그 (Catalog of spares)

 

 

Sampling / procedures(시료채취/절차)

- 샘플링 절차 (Sampling procedure)
- 분석 결과 시간 (Time for analysis results)
- 자동 샘플러의 보정 (Calibration of automatic samplers)
- 대표 샘플의 신뢰성 및 정확도 (Reliability and accuracy of representative sample)
- 결과 진단 (Diagnosis of results)

 

Time

- 너무 긴 (Too long)
- 너무 짧은 (Too short)
- 잘못된 시간 (Wrong time)

 

Action

- 과잉 (Overkill)
- 과소평가 (Underestimated)
- 없음
- Reverse
- 불완전 (Incomplete)
- Knock-on
- 잘못된 동작 (Wrong action)

 

 

Information

- 혼란스러운 (Confusing)
- 부적절한 (Inadequate)
- 누락 (Missing)
- 잘못 해석된 (Misinterpreted)
- 부분적인 (Partial)
- Stress
- 잘못된 정보

 

Sequence

- 너무 이른 작업 (Operation too early)
- 너무 늦은 작업 (Operation too late)
- 누락된 작업 (Operation left out)
- 작업이 거꾸로 수행됨 (Operation performed backwards)
- 작업이 완료되지 않음 (Operation not completed)
- 추가 조치 수행 (Supplementary action taken)
- 작업 중 잘못된 조치 (Wrong action in operation)

 

 

Safety systems

- 화재 및 가스 감지 및 경보 (Fire and gas detection and alarms)
- 비상 종료(ESD) 준비 (Emergency shutdown (ESD) arrangements)
- 소방 대응 (Fire fighting response)
- 비상 훈련 (Emergency training)
- 공정 물의 TLV 및 감지 방법 (TLVs of process materials and method of detection)
- 응급 처치/의료 자원 (First aid/medical resources)
- 증기 및 폐수 처리 (Vapor and effluent disposal)
- 안전 장비 테스트 (Testing of safety equipment)

- 현지 및 국가 규정 준수 (Compliance with local and national regulations)

 

Global

-  Layout and arrangement
- Weather (온도, 습도, 홍수, 바람, 모래폭풍, 눈보라 등)
- 지질 또는 지진 (Geological or seismic)
- 인적 요인( labeling, 식별, 접근, 지침, 교육, 자격 (identification, access, instructions, training, qualifications))
- 화재 및 폭발 (Fire and explosion)
- 인접 시설 노출 (Adjacent facility exposures)

 

Reference : I&C.net - Technical Information : Introduction to Hazop Methodology, using Hazop Template or Worksheet