1. الإطار الاستراتيجي التنفيذي: تقارب مخاطر الطاقة

يشهد مشهد الطاقة العالمي تحولاً هيكلياً عميقاً يتميز ببيئة تشغيلية ذات "تهديد مزدوج". حيث يُطلب من أنظمة الطاقة حالياً الحفاظ على الأصول القديمة التي تعتمد على أنواع الوقود التقليدية الثقيلة - مثل النفط الخام والمازوت - بينما يتم في الوقت نفسه دمج نواقل طاقة متطايرة وعالية الطاقة مثل الهيدروجين، وإدارة بنية تحتية كهربائية عالية الجهد تزداد تعقيداً. إن ضرورة ضمان أنشطة تشغيلية آمنة ليست مجرد ممارسة للامتثال التنظيمي؛ بل هي تفويض أساسي لاستمرارية العمليات وإدارة المخاطر الوجودية. يوضح هذا التقرير فلسفة قوية وشاملة لتطبيق إدارة سلامة العمليات (PSM) وإدارة سلامة الأصول (AIM) عبر هذه الفروع المتنوعة لأنظمة الطاقة، بدمج مبادئ دورة الحياة لمعيار ISO 55000 مع صرامة الحواجز الوقائية لنموذج CCPS RBPS والواجبات التنظيمية لمعايير IEC/IEEE.
الفلسفة الجوهرية المقترحة هنا هي نموذج حوكمة السلامة الموحدة (Unified Integrity Governance - UIG). تاريخياً، تعامل توليد الطاقة مع "سلامة العمليات" (التعامل مع الوقود، الضغط، والحرارة) و"السلامة الكهربائية" (التعامل مع الجهد، التيار، والوميض القوسي) كتخصصات منفصلة تدار بواسطة صوامع هندسية منعزلة. ومع ذلك، تعمل محطة الطاقة الحديثة فعلياً كمنشأة معالجة كيميائية واسعة النطاق متصلة بشبكة توزيع كهربائية عالية الطاقة. إن الاحتمال الكارثي لارتداد اللهب (Flashback) للهيدروجين في التوربينات الغازية أو فوران خزان المازوت (Boil-over) يعادل حركياً إطلاق الطاقة في فشل القواطع الكهربائية ذات الجهد العالي. لذلك، لم يعد فصل هذه التخصصات أمراً مقبولاً.
يضع هذا التقرير الشامل خارطة طريق لتحديد وتقييم ومراقبة وتخفيف المخاطر عالية الاحتمالية. ويستكشف آليات التدهور المعقدة للوقود الثقيل، والتحديات الميتالورجية لانتقال الهيدروجين، والفيزياء المتقدمة لإخماد القوس الكهربائي النشط. من خلال دمج هذه التفاصيل الفنية في استراتيجية إدارة متماسكة، يمكن لمشغلي مرافق الطاقة تحقيق ثقافة السلامة "التوليدية" المطلوبة للتنقل في تعقيدات شبكة الطاقة في القرن الحادي والعشرين.

2. هيكلية الحوكمة المتكاملة: دمج سلامة الأصول وسلامة العمليات

لإدارة المخاطر المرتبطة بأنظمة الطاقة متعددة الوقود بشكل فعال، يجب على المؤسسات الانتقال من برامج السلامة القائمة على الامتثال إلى هيكل حوكمة شامل. يربط دمج إدارة سلامة الأصول (AIM) وإدارة سلامة العمليات (PSM) الحالة المادية للأصول بالحواجز السلوكية والإجرائية المطلوبة لتشغيلها بأمان.

يكمن أساس فلسفة السلامة القوية في مواءمة أهداف إدارة الأصول الاستراتيجية مع ضوابط المخاطر التشغيلية. يحدد معيار ISO 55000 الأنشطة اللازمة لتصنيف وتحليل ومراقبة وقياس فعالية استراتيجيات إدارة الأصول.1 في سياق توليد الطاقة، يوفر هذا المعيار "الهيكل العظمي" الذي تُبنى عليه عمليات السلامة.

يتطلب ISO 55000 من المؤسسات رسم خريطة للمتغيرات الرئيسية - المخاطر، التكلفة، موثوقية المصنع، والسلامة - وفقاً لفلسفتها الإدارية.2 بالنسبة لمرفق الطاقة، يعني هذا أن استراتيجية الصيانة لغلاية تعمل بالنفط عمرها 35 عاماً يجب أن تختلف جذرياً عن استراتيجية توربين غازي جديد جاهز للهيدروجين، ومع ذلك يجب أن يمتثل كلاهما لسياسات السلامة المؤسسية.
الموازنة بين الاتساق والخصوصية: يفرض ISO 55000 سياسة مؤسسية تعطي الأولوية للسلامة والموثوقية مع السماح بخطط تنفيذ خاصة بالموقع تتناسب مع الرغبة في المخاطرة لدى مدير الأصول.2
التبرير الاقتصادي: تشير البيانات التجريبية إلى فوائد مالية كبيرة، بما في ذلك انخفاض بنسبة 40% في التكاليف المتعلقة بالمخاطر، وانخفاض بنسبة 20% في معدلات فشل المعدات، وزيادة بنسبة 10-25% في موثوقية الأصول.3

يتبع تنفيذ AIM ضمن إطار ISO 55000 دورة PDCA، وهي ضرورية للتحسين المستمر في ثقافة السلامة.4
خطط (Plan): وضع سياسات وأهداف واستراتيجيات إدارة الأصول بناءً على تقييمات المخاطر التاريخية وبيانات التدهور.
نفذ (Do): تنفيذ أنشطة الصيانة والتفتيش والاختبار (مثل الاختبارات غير الإتلافية NDT).
تحقق (Check): مراقبة مؤشرات الأداء الرئيسية (KPIs) مثل متوسط الوقت بين الأعطال (MTBF) ومعدلات التآكل مقابل المعايير التنظيمية.
صحح (Act): معالجة الثغرات من خلال الإجراءات التصحيحية وتحديث الاستراتيجيات.4

في قطاع توليد الطاقة، يشكل الامتثال التنظيمي خط الأساس لإطار السلامة. ومع ذلك، تتطلب تعقيدات المخاطر الحديثة إطاراً يتجاوز الحد الأدنى من المتطلبات القانونية.

يفرض معيار إدارة سلامة العمليات (PSM) التابع لإدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) 14 عنصراً محدداً لإدارة المواد الكيميائية شديدة الخطورة.5
القصور في أنظمة الطاقة: تم تصميم OSHA PSM في الأصل للصناعة الكيميائية. قد يترك الالتزام الصارم بالعناصر الـ 14 فقط ثغرات في المجالات "الناعمة" مثل ثقافة السلامة والتواصل مع أصحاب المصلحة.

طور مركز سلامة العمليات الكيميائية (CCPS) نموذج RBPS، الذي يوسع الإطار إلى 20 عنصراً منظمة تحت أربع ركائز: الالتزام بسلامة العمليات، فهم المخاطر والمخاطرة، إدارة المخاطر، والتعلم من الخبرة.6
الثقافة والكفاءة: على عكس OSHA، يتضمن CCPS صراحة "ثقافة سلامة العمليات" و"كفاءة سلامة العمليات".7 بالنسبة لمحطة طاقة تنتقل إلى الهيدروجين، يعد عنصر الكفاءة أمراً حيوياً.
التواصل مع أصحاب المصلحة: هذا العنصر ضروري للمرافق العامة للحفاظ على "رخصة التشغيل" عند إدخال تقنيات جديدة.
الجدول 1: تحليل مقارن لأطر السلامة لأنظمة الطاقة
الميزة
OSHA PSM (1910.119)
CCPS RBPS
ISO 55000
التطبيق في أنظمة الطاقة
التركيز الأساسي
الامتثال التنظيمي
التميز القائم على المخاطر
القيمة ودورة الحياة
خط الأساس للحوكمة
عدد العناصر
14 عنصراً
20 عنصراً
البنود 4-10
هيكل نظام إدارة السلامة (SMS)
مكون الثقافة
ضمني (مشاركة الموظفين)
صريح (ثقافة السلامة)
القيادة والالتزام
إدارة العوامل البشرية في تشغيل المفاتيح الكهربائية.
التركيز على الأصول
السلامة الميكانيكية
سلامة الأصول والموثوقية
إدارة دورة الحياة
تتبع ترقق أنابيب الغلاية أو تسرب SF6 على مدى عقود.
إدارة التغيير
MOC (فني)
MOC + تغيير تنظيمي
إدارة التغيير
التعامل مع الانتقال من الغاز الطبيعي 100% إلى مزيج الهيدروجين.

3. سلامة الأصول في أنظمة الوقود الثقيل: النفط الخام والمازوت

يتضمن الجانب "العملياتي" لتوليد الطاقة التقليدية التعامل مع الهيدروكربونات الثقيلة التي تشكل تهديدات كبيرة للتآكل والتدهور.

المازوت والنفط الخام الثقيل عبارة عن مخاليط معقدة تحتوي على شوائب مثل الكبريت والفاناديوم والصوديوم والرماد.8 هذه الشوائب هي عوامل نشطة لتدهور الأصول تهاجم السلامة الفيزيائية للغلاية وأنظمة مناولة الوقود.

يخلق وجود الفاناديوم والصوديوم في زيت الوقود آلية تآكل شديدة تعرف باسم "تآكل رماد الوقود" أو "التآكل الساخن".
الآلية: أثناء الاحتراق، يتفاعل الفاناديوم مع الأكسجين لتكوين خامس أكسيد الفاناديوم (). في الوقت نفسه، يتفاعل الصوديوم مع الكبريت لتكوين كبريتات الصوديوم (). تشكل هذه المركبات مخاليط سهلة الانصهار (vanadates معقدة) تصبح سائلة عند درجات حرارة تشغيل الغلاية (عادةً ).9
استراتيجية التحكم (مُعالجة المغنيسيوم): لتخفيف ذلك، يتضمن نهج سلامة العمليات الكيميائية حقن إضافات أكسيد المغنيسيوم (MgO). يتفاعل MgO مع لتكوين أورثوفانادات المغنيسيوم ()، والتي تبلغ نقطة انصهارها حوالي - وهي أعلى بكثير من درجة حرارة سطح الأنبوب.10

بينما يهاجم التآكل عالي الحرارة الأقسام الساخنة، يؤدي الكبريت إلى تآكل "الطرف البارد" في الموفرات (economizers) ومسخنات الهواء الأولية.
تآكل نقطة الندى: يتأكسد ثاني أكسيد الكبريت () في غاز المداخن إلى ثالث أكسيد الكبريت ()، والذي يتحد مع بخار الماء لتكوين حمض الكبريتيك (). عندما يبرد الغاز، يتكثف هذا الحمض على الأسطح المعدنية تحت نقطة الندى الحمضية (حوالي )، مما يسبب تنقراً وتآكلاً سريعاً.11

في أنظمة الأنابيب التي تنقل النفط الخام، يعد تآكل حمض النافثينيك آلية التدهور الرئيسية.
التآكل الناجم عن التدفق: يتم دفع NAC بواسطة رقم الحمض الكلي (TAN) للخام ويتفاقم بسبب السرعة العالية والاضطراب.
الميتالورجيا: يجب أن تتضمن استراتيجيات سلامة الأصول ترقيات المواد إلى الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي (316L) أو السبائك ذات المحتوى العالي من الموليبدينوم.12

يتطلب التعامل مع الزيوت الثقيلة التسخين لتقليل اللزوجة، مما يؤدي إلى مخاطر ديناميكية حرارية ومخاطر الاحتواء.13

إذا تراكم الماء الحر في قاع الخزان وتم تسخين الزيت فوق ، يمكن أن يتبخر الماء فجأة إلى بخار. بما أن الماء يتمدد حوالي 1600 مرة عند التبخر، فإن هذا يسبب "فوراناً بركانياً" يقذف الزيت المشتعل.14

يعد تطبيق API 2350 (الحماية من الملء الزائد لصهاريج التخزين في المنشآت البترولية) جانباً إلزامياً لإطار السلامة.15
طبقات الحماية:
المستوى 1: القياس الأوتوماتيكي المستمر للخزان (ATG).
المستوى 2: إنذار مستقل عالي المستوى (HLA).
المستوى 3: نظام منع الملء الزائد التلقائي (AOPS) الذي يغلق صمامات الدخول فعلياً.16

4. حدود الهيدروجين: علم المواد وسلامة العمليات

يشكل نقل الهيدروجين عبر البنية التحتية الفولاذية الحالية تهديد التقصف الهيدروجيني (HE). تنتشر ذرات الهيدروجين في الشبكة المعدنية، مما يقلل من الليونة ومتانة الكسر.17
الآلية: تحت الضغط، يقلل الهيدروجين الذري من قوة التماسك لشبكة الحديد (آلية HEDE) أو يسهل حركة الانخلاع (آلية HELP)، مما يؤدي إلى نمو الشقوق دون الحرجة.18
تقييم التوافق: يجب أن تشير أطر سلامة الأصول إلى ASME B31.12. يشير البحث إلى أن مزج الهيدروجين بنسبة تصل إلى 20% يمثل عموماً مخاطر يمكن إدارتها، شريطة إجراء تقييمات "الملاءمة للخدمة".19

يمتلك الهيدروجين سرعة لهب أعلى بـ 9 مرات تقريباً من الميثان ودرجة حرارة لهب أديباتية أعلى.20

الخطر الأساسي للعملية هو ارتداد اللهب، حيث تتجاوز سرعة اللهب سرعة تدفق خليط الوقود والهواء، مما يسمح للهب بالانتشار عكس التيار إلى أجهزة الخلط المسبق.20
التخفيف التكنولوجي:
الخلاطات الدقيقة (Micromixers): استخدام أنابيب صغيرة القطر لخلط الوقود والهواء، حيث يعمل القطر الصغير كمانع للهب.
تدرج الوقود المحوري (Axial Fuel Staging): حقن الوقود في مواقع محورية متعددة للتحكم في موضع اللهب.20

الهيدروجين هو العنصر الأخف وزناً وله نطاق قابلية للاشتعال واسع (4% إلى 75% في الهواء).
تصنيف المناطق: يجب إعادة تقييم تصنيف المناطق الكهربائية باستخدام NFPA 2.21
استراتيجية الكشف: يجب وضع أجهزة الكشف (بالموجات فوق الصوتية أو أجهزة استشعار البلاديوم) في نقاط مرتفعة (الأسقف/المظلات) حيث يتراكم الهيدروجين الطافي.22

5. سلامة الأنظمة الكهربائية ذات الجهد العالي

سداسي فلوريد الكبريت (SF6) هو غاز دفيئة قوي (GWP ~ 23,500). تفرض اللوائح العالمية (مثل لائحة الغازات المفلورة في الاتحاد الأوروبي 2024/573) التخلص التدريجي منه.23
سلامة المخزون: بالنسبة للأصول الحالية، يجب تتبع "وزن الغاز" بدقة. يتطلب معيار IEC 62271-203 معدلات تسرب سنوياً.25
التقنيات البديلة: بالنسبة للمعدات الجديدة، توفر مخاليط C4-fluoronitrile (غاز g3) أداءً عازلاً مشابهاً لـ SF6 مع تقليل الاحتباس الحراري بنسبة >99%.26

طاقة القوس الكهربائي تتناسب مع الجهد، التيار، والوقت. المتغير الأساسي للتخفيف هو الوقت.

القضاء: فصل الطاقة (LOTO).
هندسي (سلبي): مفاتيح مقاومة للقوس (Arc-Resistant Switchgear) وفقاً لمعيار IEEE C37.20.7.27
هندسي (نشط): أنظمة الإخماد النشط للقوس: تستخدم هذه الأنظمة أجهزة استشعار بصرية وتيارية لإحداث خطأ أرضي متعمد في غضون 4 مللي ثانية، مما يؤدي إلى انهيار جهد القوس وإخماده فوراً.28
إداري: تقييم مخاطر القوس (IEEE 1584).30

6. منهجيات تقييم ومراقبة المخاطر

يدعو الإطار المقترح إلى HAZOP متكامل يعتبر انقطاع التيار الكهربائي انحرافاً في العملية. بمجرد تحديد سيناريو عالي العواقب، يحدد تحليل طبقة الحماية (LOPA) المخاطر كمياً.31

بالنسبة لمخاطر عالية الشدة مثل الوميض القوسي أو انفجار الهيدروجين، يعد تحليل BowTie الأداة المثلى.32
الجانب الأيسر (التهديدات): فشل العزل، الخطأ البشري.
الحواجز اليسرى (الوقاية): مراقبة العزل، التدريب.
الجانب الأيمن (العواقب): الإصابة، الحريق.
الحواجز اليمنى (التخفيف): نظام إخماد القوس، معدات الوقاية الشخصية (PPE).

يجب كتابة معيار أداء (Performance Standard) لكل عنصر حيوي للسلامة (SCE) يحدد معايير FARSID:33
الوظيفة (Functionality): ماذا يجب أن يفعل؟
التوافر (Availability): متى يجب أن يعمل؟
الموثوقية (Reliability): ما مدى احتمالية فشله؟
القابلية للبقاء (Survivability): هل يمكنه الصمود في وجه الحادث؟
التفاعل/الاعتمادية (Interaction/Dependency): ماذا يحتاج ليعمل؟

7. تفعيل الإطار: الثقافة والمؤشرات

الهدف هو نقل المنظمة من مرحلة "تفاعلية" إلى مرحلة "مترابطة" (Interdependent) حيث تكون السلامة قيمة داخلية.34

يعطي الإطار القوي الأولوية للمؤشرات الاستباقية (Leading Indicators):35
نسبة صيانة SCE المكتملة في الجدول الزمني.
اتجاهات تسرب غاز SF6.
مؤشر صحة الحاجز (النسبة المئوية لحواجز BowTie العاملة بالكامل).

8. الخاتمة

يتطلب تطبيق فلسفة قوية لسلامة العمليات وسلامة الأصول في أنظمة الطاقة إزالة الحدود بين التخصصات "الكيميائية" و"الميكانيكية" و"الكهربائية". من خلال اعتماد إطار عمل ISO 55000، واستخدام تحليل BowTie، وتحديد العناصر الحيوية للسلامة، ونشر ضوابط هندسية متقدمة مثل الإخماد النشط للقوس، يمكن لمرافق الطاقة تقليل المخاطر العالية بفعالية.

الميزة
الصناعة التحويلية (النفط والغاز)
أنظمة الطاقة الكهربائية (التوليد والنقل)
وثيقة التحكم الأساسية
تصريح العمل (PTW): وثيقة تأذن بعمل محدد (مثل العمل الساخن) لوقت محدد.
برنامج التوصيل / أمر التبديل: تعليمات تسلسلية خطوة بخطوة لعزل واستعادة الطاقة.
التسلسل الهرمي للتفويض
سلطة المنطقة (AA) والسلطة المنفذة (PA): المشغل يملك الأرض/الأصل. الصيانة تطلب الوصول.
مهندس التحكم (مشغل النظام) والشخص المصرح له (SAP): مهندس التحكم يملك حالة الشبكة؛ SAP ينفذ التبديل.
التحقق من السلامة
اختبار الغاز: اختبار حدود الانفجار (LEL)، H2S، ومستويات O2.
اختبار انعدام الجهد والتأريض: استخدام كاشف جهد معتمد للتحقق من الطاقة الصفرية، ثم تطبيق التأريض.

الصمام المزدوج مع التصريف (DBB): إغلاق صمامين على التوالي وفتح صمام تصريف بينهما.
التغليف/وضع الستائر (Spading/Blinding): المعيار الذهبي. إدخال لوحة معدنية (Spade) بين الفلنجات لعزل الأنبوب مادياً.

الفصل المرئي: يجب أن يفتح العازل (disconnector) مادياً، مما يخلق فجوة هوائية مرئية.
التأريض (Grounding): فريد للطاقة. بعد العزل، يتم توصيل الموصلات بالأرض. إذا تمت إعادة تنشيط الخط عن طريق الخطأ، فإن خيوط التأريض تخلق دائرة قصر، مما يؤدي إلى فصل الحماية في المنبع فوراً.

فئة التغيير
محفزات المصفاة / المصنع الكيميائي
محفزات نظام الطاقة / المفاتيح الكهربائية
الأجهزة
تركيب صمام بتصنيف ضغط مختلف (مثلاً ANSI 150 مقابل ANSI 300).
استبدال قاطع دائرة بآخر ذو سعة قطع (kA) أقل.
التشغيل
تجاوز قفل نظام سلامة الأجهزة (SIS) للحفاظ على تشغيل الوحدة.
تعطيل وظيفة "إعادة الغلق التلقائي" (Auto-Reclose) على مرحل خط النقل.
الإعدادات/البرمجيات
تغيير نقطة ضبط إنذار الضغط العالي (PAHH).
تعديل إعدادات "تيار الالتقاط" أو "القرص الزمني" على مرحل الحماية.

وظيفة حاجز SCE
مثال الصناعة التحويلية (المازوت/الهيدروجين)
مثال نظام الطاقة (SF6/الجهد العالي)
منع فقدان الاحتواء
حقن مانع التآكل: مضخات كيميائية تمنع ترقق جدار الأنبوب.
مراقبة العزل: الكشف عن التفريغ الجزئي في نهايات الكابلات.
كشف الخطر
كواشف الغاز: مستشعرات H2S أو LEL في منطقة المعالجة.
مرحل بوخولز (Buchholz): يكشف عن تراكم الغاز داخل خزان زيت المحول (مؤشر على خطأ داخلي).
الإغلاق الطارئ
صمام ESD: صمام يغلق عند الفشل ويعزل تدفق الوقود في <3 ثوانٍ.
ملف فصل قاطع الدائرة (Trip Coil): الملف اللولبي الذي يحرر آلية القاطع لقطع الطاقة.
التخفيف
نظام الغمر/الرش: تبريد الخزان لمنع BLEVE.
نظام كشف القوس: مستشعرات بصرية تفصل القاطع في <4ms لإخماد القوس.

1. التحقق "بالمشي على الخط" مقابل "المخطط أحادي الخط"
النفط والغاز: يجب على المشغلين تتبع خط الأنابيب مادياً للتحقق من مواقع الصمامات قبل البدء.
الطاقة: يتحقق المشغلون من لوحة المحاكاة (Mimic board) أو شاشة SCADA، ولكن التحقق المادي للخطوط البعيدة يتم عبر اختبارات "تطابق الأطوار" (Phasing out).
2. صرامة تسليم الوردية
النفط والغاز: تركيز عالٍ على بارامترات العملية (اتجاهات الحرارة، مستويات الخزانات).
الطاقة: تركيز عالٍ على طوبولوجيا الشبكة (التكوينات غير الطبيعية، التصاريح النشطة، التأريض المؤقت المطبق).

يوضح هذا الملحق كيفية عمل الحواجز "الصلبة" (الفنية) و"الناعمة" (الإدارية).

وظيفة الحاجز
الصناعة التحويلية (النفط والغاز / الكيماويات)
أنظمة الطاقة الكهربائية (الجهد العالي/المتوسط)
الاحتواء الأولي
جدار الوعاء/الأنبوب: مصمم لتحمل الضغط والتآكل.
العزل (Dielectric): غاز SF6، الفراغ، أو الفجوة الهوائية.
الكشف (المراقب)
نظام الحريق والغاز (F&G): يكشف عن تراكم الغاز (LEL) أو اللهب.
مرحلات الحماية: تكشف عن التيار الزائد أو انحرافات المعاوقة.
العزل الطارئ (التوقف)
صمام الإغلاق الطارئ (ESDV): يغلق في < 1–2 ثانية. الهدف: وقف مصدر الوقود.
قاطع الدائرة: تفصل جهات الاتصال الميكانيكية التيار في < 50ms. الهدف: إلغاء تنشيط الخطأ.
التخفيف (الدرع)
صمام أمان الضغط (PSV) / الشعلة: تنفيس الضغط الزائد.
مفاتيح مقاومة للقوس / مخمد القوس النشط: تنفيس طاقة الانفجار أو إنشاء دائرة قصر لإخماد القوس في < 4ms.

فئة الحاجز
الصناعة التحويلية (التركيز: الكيمياء والضغط)
أنظمة الطاقة الكهربائية (التركيز: الجهد والمسافة)
الإذن بالتصرف
تصريح العمل (PTW): التركيز على اختبار الغلاف الجوي.
برنامج التبديل: نص صارم خطوة بخطوة لتشغيل المفاتيح.
التحقق من السلامة
اختبار الغاز: LEL، H2S، O2.
اختبار انعدام الجهد: استخدام مؤشر الجهد لإثبات صفر فولت.
حوكمة العزل
LOTO: وضع الأقفال على الصمامات.
التبديل ووضع العلامات: تنسيق "بطاقات الحذر" و"بطاقات الخطر".
قواعد المسافة الآمنة
مناطق الاستبعاد: بناءً على نمذجة التشتت (مثل "الابتعاد 50 متراً عن مدخنة التنفيس").
الحد الأدنى لمسافة الاقتراب (MAD): حدود صارمة بناءً على مستوى الجهد.

بعد الفجوة
الصناعة التحويلية
صناعة الطاقة
الفجوة / التحدي
تصور المخاطر
ناضج: استخدام واسع لمخططات BowTie.
نامٍ: الاعتماد غالباً على سجلات المخاطر الخطية.
تكافح مرافق الطاقة لتصور "صحة الحاجز" في الوقت الفعلي.
تركيز ثقافة السلامة
متوازن: تركيز قوي على "أساسيات سلامة العمليات".
شخصي-مكثف: التركيز تاريخياً على "القواعد الذهبية" (PPE، السقوط).
قد يركز العمال على القفازات بينما يغفلون مخاطر استقرار الشبكة النظامية.
استراتيجية تقادم الأصول
الملاءمة للخدمة: معايير صارمة (API 579) لحساب العمر المتبقي.
العمل حتى الفشل: تشغيل الأصول حتى الفشل أو الاستبدال بناءً على العمر.
استراتيجية "العمل حتى الفشل" للمحولات القديمة هي مقامرة خطيرة.

استراتيجية 1: مراقبة صحة الحاجز الموحدة (Digital BowTie): يجب على مرافق الطاقة رسم خرائط لمخاطر الجهد العالي على مخططات BowTie وربطها ببيانات SCADA في الوقت الفعلي.
استراتيجية 2: اعتماد "أساسيات سلامة العمليات" (PSF) في الطاقة: تكييف قواعد IOGP للمرافق الكهربائية (على سبيل المثال: "نحن نحترم المخاطر حتى عند عدم التنشيط").
استراتيجية 3: أطر الكفاءة المتبادلة: تدريب المهندسين الكهربائيين على منهجيات HAZOP/LOPA، وتدريب المهندسين الكيميائيين على تحليل طاقة الوميض القوسي.

يقدم هذا الملحق قائمة تفصيلية بالمخاطر المحتملة والتهديدات المحددة المتأصلة في كلتا الصناعتين، مع تحليل مقارن لتدابير التحكم والتخفيف.

التركيز: فقدان احتواء (LOC) السوائل الخطرة، التفاعلات الكيميائية، والديناميكا الحرارية عالية الطاقة.
فئة الخطر
الخطر المحدد
وصف الخطر والعواقب
تدابير التحكم والتخفيف (العمليات مقابل الطاقة)
الحريق والانفجار
انفجار سحابة البخار (VCE)
إطلاق غاز قابل للاشتعال في منطقة مزدحمة. الإشعال المتأخر يخلق موجة ضغط تدمر المباني.
العمليات: كشف الغاز (Line-of-Sight)، صمامات ESD، معدات مقاومة للانفجار (Ex d)، تباعد تخطيط المنشأة.

الطاقة: جدران مقاومة للانفجار للمحولات، تهوية H2، مستشعرات هيدروجين خاصة في غرف البطاريات.

انفجار الغليان للسائل المتمدد (BLEVE)
تمزق كارثي لوعاء مضغوط بسبب حريق خارجي. كرة نارية ضخمة وشظايا.
العمليات: الحماية السلبية من الحريق (PFP)، أنظمة الطوفان، صمامات تخفيف الضغط (PSV).

الطاقة: جدران فصل الحريق بين المحولات، حواجز احتواء الزيت لمنع حرائق البرك.

حريق النفاثة (Jet Fire)
إطلاق عالي الضغط للغاز/السائل المشتعل. يعمل كشعلة عملاقة تسبب فشلاً هيكلياً سريعاً.
العمليات: إغلاق طارئ (ESD) في <2 ثانية، عزل الحرائق للهيكل الفولاذي.

الطاقة: مرحلات حماية سريعة المفعول (<50ms)، قنوات تنفيس للمفاتيح المقاومة للقوس.
كيميائي
إطلاق غاز سام
إطلاق H2S أو الأمونيا. H2S قاتل بتركيزات منخفضة.
العمليات: أجهزة مراقبة H2S الشخصية، أجهزة التنفس (BA)، نقاط التجمع.

الطاقة: كشف تسرب SF6 (خطر إزاحة الأكسجين)، تصاريح الدخول للأماكن المغلقة.

التآكل والتعرية
تآكل الكبريت/حمض النافثينيك: ترقق جدران الأنابيب.

التقصف الهيدروجيني: فقدان ليونة الفولاذ وتشققه.
العمليات: ترقية المواد (316L)، الحقن الكيميائي (مثبطات)، التفتيش القائم على المخاطر (RBI).

الطاقة: الحماية الكاثودية للأبراج، مجففات هلام السيليكا للمحولات، برامج الطلاء الواقي.
تشغيلي
الملء الزائد / الفوران
ملء الخزان فوق سعته أو تبخر الماء في قاع خزان الزيت الساخن.
العمليات: الامتثال لمعيار API 2350، إنذارات مستوى عالي مستقلة، قياس بالرادار.

الطاقة: احتواء ثانوي (سعة 110%)، مؤشرات مستوى الزيت مع إنذارات SCADA عن بعد.

التركيز: التدفق غير المنضبط للإلكترونات، التأين الحراري للهواء (القوس)، وإطلاق الطاقة المخزنة.
فئة الخطر
الخطر المحدد
وصف الخطر والعواقب
تدابير التحكم والتخفيف (العمليات مقابل الطاقة)
الصدمة الكهربائية
الصعق المباشر
تلامس الجسم مع الموصلات الحية. يسبب السكتة القلبية وتلف الأعضاء.
الطاقة: العزل، الحواجز (IP2X)، القفل/اللافتات (LOTO)، تصريح العمل، كابلات التأريض، كاشفات الجهد.

العمليات: أدوات آمنة جوهرياً، التأريض/الربط للأوعية لمنع التفريغ الاستاتيكي.

جهد الخطوة واللمس
تيار الخطأ الأرضي يخلق تدرجاً في الجهد في الأرض.
الطاقة: شبكات تأريض متساوية الجهد (شبكة نحاسية)، طبقات حصى (مقاومة عالية).

العمليات: أنظمة الحماية من الصواعق، تأريض منصات تحميل الشاحنات.
الوميض القوسي
انفجار القوس (الضغط)
تمدد انفجاري للهواء/بخار المعدن (يتمدد النحاس 67,000 مرة).
الطاقة: مفاتيح مقاومة للقوس، مخمدات القوس النشطة (<4ms)، إعدادات وضع الصيانة.

العمليات: غرف تحكم مقاومة للانفجار، تشغيل القواطع عن بعد.

الإشعاع الحراري
تصل درجات الحرارة إلى 19,000°C. حروق شديدة فورية.
الطاقة: ملابس مصنفة للقوس (Arc-Rated PPE)، حساب حدود الوميض القوسي (IEEE 1584).

العمليات: ملابس مقاومة للهب (FR) (زي يومي قياسي).
فشل المعدات
إطلاق SF6
تسرب غاز دفيئة. القوس يخلق منتجات ثانوية سامة (, ).
الطاقة: شاشات كثافة الغاز، عربات مناولة الغاز "صفر انبعاثات"، وحدات محكمة الغلق.

العمليات: غير قابل للتطبيق (خاص بالأصول الكهربائية HV).
تخزين البطاريات (BESS)
الهروب الحراري
فشل خلية واحدة يولد حرارة تنتشر للخلايا المجاورة. يطلق غازات متفجرة.
الطاقة: كشف الغازات المنبعثة (إنذار مبكر)، عزل الوحدة، ألواح تنفيس الانفجار.

العمليات: تباعد الفصل، جدران الانفجار، خطط استجابة للطوارئ متخصصة.

المخاطر التي تظهر حيث تدمج محطات الطاقة أنواع وقود جديدة.
الحرق المشترك للهيدروجين: ارتداد اللهب في غرف احتراق التوربينات الغازية (خطر عملياتي) يسبب تحرر شفرات التوربينات (خطر ميكانيكي) وعطل كهربائي لاحق في المولد.
التخفيف: خلاطات دقيقة (تصميم العمليات) + مراقبة الاهتزاز (حماية ميكانيكية) + فصل تفاضلي للمولد (حماية كهربائية).
تسخين المازوت: فشل عنصر التسخين الكهربائي في خزان الوقود الثقيل مسبباً اشتعال الزيت (إشعال كهربائي لسائل العملية).
التخفيف: محددات درجة الحرارة (العمليات) + حماية التسرب الأرضي (الكهرباء) على دوائر السخان.
الرقمية/السيبرانية: هجوم سيبراني على نظام SCADA يعطل أنظمة سلامة الأجهزة (SIS) في مصفاة أو مرحلات الحماية في محطة فرعية.
التخفيف: شبكات معزولة (Air-gapped)، بوابات أحادية الاتجاه، قدرات تجاوز يدوي لجميع العناصر الحيوية للسلامة (SCEs).

A guide to ISO 55000: Creating effective asset management - CIM.io, accessed February 12, 2026, https://www.cim.io/blog/a-guide-to-iso-55000-creating-effective-asset-management
How to Implement ISO 55000 for Successful Asset Management | Transform - GE Vernova, accessed February 12, 2026, https://www.gevernova.com/power/transform/authors/ken/search-results/article.transform.articles.2017.may.how-to-implement-iso-55000-dev
ADOPTING THE ISO 55000 ASSET MANAGEMENT FRAMEWORK FOR THE POWER INDUSTRY - ABS Group, accessed February 12, 2026, https://www.abs-group.com/content/documents/gated-resources/Adopting_the_ISO_55000_Asset_Management_Framework_for_the_Power_Industry.pdf
The 3 Stages of Asset Integrity Management in Energy - Vidya, accessed February 12, 2026, https://vidyatec.com/blog/the-3-stages-of-asset-integrity-management-in-energy/
Chemical Facility Security and Safety Working Group - PSM Terminology - OSHA, accessed February 12, 2026, https://www.osha.gov/chemical-executive-order/psm-terminology
OSHA PSM vs CCPS RBPSM: Comparing Two Process Safety Models - YouTube, accessed February 12, 2026, https://www.youtube.com/watch?v=5EwoTljAq4U
Comparision of Process Safety Management System: CCPS Risk-Based & OSHA PSM, accessed February 12, 2026, https://senwork.com/news/sen-articles/comparision-of-process-safety-management-system-ccps-risk-based-osha-psm/
Chapter 21 - Boiler Fireside Deposit and Corrosion Control - Veolia Water Technologies & Solutions, accessed February 12, 2026, https://www.watertechnologies.com/handbook/chapter-21-boiler-fireside-deposit-and-corrosion-control
HIGH TEMPERATURE CORROSION IN POWER GENERATING SYSTEMS - Argonne Scientific Publications, accessed February 12, 2026, https://publications.anl.gov/anlpubs/2002/05/43234.pdf
Boiler Additives | Power Plants | GRECIAN MAGNESITE, accessed February 12, 2026, https://www.grecianmagnesite.com/Boiler-Additives-Power-Plants
Behavior of a high-capacity steam boiler using heavy fuel oil Part II: Cold-end corrosion, accessed February 12, 2026, https://www.researchgate.net/publication/222687985_Behavior_of_a_high-capacity_steam_boiler_using_heavy_fuel_oil_Part_II_Cold-end_corrosion
Corrosion In Crude Oil Transfer Lines: Mechanisms, Influencing Factors, And Mitigation Strategies - Experiqs, accessed February 12, 2026, https://experiqs.tech/blog/corrosion-in-crude-oil-transfer-lines-mechanisms-influencing-factors-and-mitigation-strategies/
OSHA Technical Manual (OTM) - Section IV: Chapter 2 | Occupational Safety and Health Administration, accessed February 12, 2026, https://www.osha.gov/otm/section-4-safety-hazards/chapter-2
POSSIBLE HAZARDS FOR ENGINES AND FUEL SYSTEMS USING HEAVY FUEL OIL IN COLD CLIMATE - Protection of the Arctic Marine Environment, accessed February 12, 2026, https://pame.is/images/03_Projects/AMSA/Heavy_Fuel_in_the_Arctic/Final_report_HFO_hazards_engines_and_fuels.pdf
A Study of Tank Overfill Incidents Purdue University Department of Chemical Engineering Colin Jamison Dr. Ray Mentzer 12/6/19, accessed February 12, 2026, https://engineering.purdue.edu/P2SAC/presentations/documents/Analysis_of_Tank_Overflow_Incidents_Fall2019.pdf
The Engineer's Guide to Overfill Prevention | Rosemount - Emerson Global, accessed February 12, 2026, https://www.emerson.com/documents/automation/engineering-guide-engineer-s-guide-to-overfill-prevention-rosemount-en-79906.pdf
Corrosion and Degradation Mechanisms - ResearchGate, accessed February 12, 2026, https://www.researchgate.net/publication/400121847_Corrosion_and_Degradation_Mechanisms
Impacts of Hydrogen Blending on Gas Piping Materials, accessed February 12, 2026, https://www.aga.org/wp-content/uploads/2023/08/Impacts-of-Hydrogen-Blending-on-Gas-Piping-Ma_.pdf
Hydrogen Blending in Gas Pipeline Networks—A Review - MDPI, accessed February 12, 2026, https://www.mdpi.com/1996-1073/15/10/3582
Hydrogen-Capable Gas Turbines for Deep Decarbonization, accessed February 12, 2026, https://h2council.com.au/wp-content/uploads/2022/10/EPRI_H2-Capable-Gas-Turbines-for-Decarbonization_3002017544.pdf
Electrolyzer Codes and Standards - Department of Energy, accessed February 12, 2026, https://www.energy.gov/sites/default/files/2023-11/2-04-codes-standards-hartmann.pdf
Hydrogen Fire Safety: Standards and Regulations - FASTECH, accessed February 12, 2026, https://www.fastechus.com/blog/hydrogen-fire-safety-standards-regulations/
Switchgear | Umweltbundesamt, accessed February 12, 2026, https://www.umweltbundesamt.de/en/topics/climate-energy/fluorinated-greenhouse-gases-fully-halogenated-cfcs/application-domains-emission-reduction/switchgear
Important Update on SF6 Gas Ban in European Union for Medium Voltage Equipment - ABB, accessed February 12, 2026, https://search.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=ELSEPM2024_21&LanguageCode=en&DocumentPartId=&Action=Launch
Gas-Insulated-Substations SF6 gas handling, accessed February 12, 2026, https://19january2021snapshot.epa.gov/sites/static/files/2016-02/documents/conf12_wallner.pdf
What is the status of phasing out SF6 gas in switchgear and circuit breakers? - SINTEF Blog, accessed February 12, 2026, https://blog.sintef.com/energy/what-is-the-status-of-phasing-out-sf6-gas-in-switchgear-and-circuit-breakers/
Arc Mitigation Low-Voltage Switchgear - Siemens US, accessed February 12, 2026, https://www.siemens.com/us/en/products/energy/low-voltage/low-voltage-switchgear/arc-resistant-low-voltage-switchgear.html
Active high-speed switching can mitigate arc flash - Consulting ..., accessed February 12, 2026, https://www.csemag.com/active-high-speed-switching-can-mitigate-arc-flash/
and medium-voltage arc flash mitigation solutions for greater protection and productivity - ABB, accessed February 12, 2026, https://library.e.abb.com/public/53de1e8dfbed4e34a58d9aca1b288b00/1SFC170004B0201%20revD_Arc%20Flash%20Mitigation%20Solutions.pdf
What Is an Arc Flash Study? NFPA 70E Requirements Explained - Hallam-ICS, accessed February 12, 2026, https://www.hallam-ics.com/blog/what-is-an-arc-flash-study-nfpa-70e-requirements-explained
Enhancing PHAs: The Power of Bowties - AIChE, accessed February 12, 2026, https://www.aiche.org/sites/default/files/cep/20190220.pdf
BowTie Analysis - Gexcon Consulting, accessed February 12, 2026, https://www.gexcon.com/consulting/risk-evaluation-and-quantification/bowtie-analysis/
Risk Based; Approach in UK - The Chemical Institute of Canada, accessed February 12, 2026, https://www.cheminst.ca/wp-content/uploads/2019/04/CSChE20201520-20Layton-1.pdf
Is it time to reassess your EHS capabilities? | EY - Global, accessed February 12, 2026, https://www.ey.com/en_gl/insights/assurance/is-it-time-to-reassess-your-environment-health-and-safety-capabilities
Using Leading Indicators to Improve Safety and Health Outcomes - OSHA, accessed February 12, 2026, https://www.osha.gov/sites/default/files/publications/OSHA_Leading_Indicators.pdf

Oil and Gas Technical Expertise

الإطار الاستراتيجي الشامل لسلامة العمليات وسلامة الأصول في أنظمة الطاقة الحديثة

1. الإطار الاستراتيجي التنفيذي: تقارب مخاطر الطاقة

2. هيكلية الحوكمة المتكاملة: دمج سلامة الأصول وسلامة العمليات

في قطاع توليد الطاقة، يشكل الامتثال التنظيمي خط الأساس لإطار السلامة. ومع ذلك، تتطلب تعقيدات المخاطر الحديثة إطاراً يتجاوز الحد الأدنى من المتطلبات القانونية.

3. سلامة الأصول في أنظمة الوقود الثقيل: النفط الخام والمازوت

يتضمن الجانب "العملياتي" لتوليد الطاقة التقليدية التعامل مع الهيدروكربونات الثقيلة التي تشكل تهديدات كبيرة للتآكل والتدهور.

يتطلب التعامل مع الزيوت الثقيلة التسخين لتقليل اللزوجة، مما يؤدي إلى مخاطر ديناميكية حرارية ومخاطر الاحتواء.13

4. حدود الهيدروجين: علم المواد وسلامة العمليات

يمتلك الهيدروجين سرعة لهب أعلى بـ 9 مرات تقريباً من الميثان ودرجة حرارة لهب أديباتية أعلى.20

5. سلامة الأنظمة الكهربائية ذات الجهد العالي

طاقة القوس الكهربائي تتناسب مع الجهد، التيار، والوقت. المتغير الأساسي للتخفيف هو الوقت.

6. منهجيات تقييم ومراقبة المخاطر

يدعو الإطار المقترح إلى HAZOP متكامل يعتبر انقطاع التيار الكهربائي انحرافاً في العملية. بمجرد تحديد سيناريو عالي العواقب، يحدد تحليل طبقة الحماية (LOPA) المخاطر كمياً.31

7. تفعيل الإطار: الثقافة والمؤشرات

الهدف هو نقل المنظمة من مرحلة "تفاعلية" إلى مرحلة "مترابطة" (Interdependent) حيث تكون السلامة قيمة داخلية.34

8. الخاتمة

يوضح هذا الملحق كيفية عمل الحواجز "الصلبة" (الفنية) و"الناعمة" (الإدارية).

يقدم هذا الملحق قائمة تفصيلية بالمخاطر المحتملة والتهديدات المحددة المتأصلة في كلتا الصناعتين، مع تحليل مقارن لتدابير التحكم والتخفيف.