【关键字】基于性能，独立保护层，  IEC61508，   ISA S84.01

Keywords   Performance based, Independent Protection Layer, IEC61508, ISA S84.01

摘要  现在已经有了一种范例，使用基于性能的标准来设计和分析流程操作和安全仪表系统。这些新标准为设计者提供一种“适用目标”的方法，满足对于规避风险的要求，而不是使用“最佳实践”规则，可能导致过设计和超费用。

Abstract  There has been a paradigm shift towards the use of performance-based standards for the design and analysis of process operations and safety instrument systems. These new standards allow the designer to provide a ‘fit for purpose’ system that meets the risk criteria rather than simply applying ‘best practices’ rules that may lead to over design and excessive cost.

基于性能规范的出现:

       对于工程师，过去十年最深刻的变化之一就是从说明性规范到基于性能标准的转变。一个典型的说明性规范的例子是美国机械工程协会的规范。例如第七章中通用条款第125a 段落中的陈述，“在分割区域内的所有压力容器，不考虑容量和压力，依照通用条款125至137的要求，必须提供压力释放设备”。其他的说明性例子包括电气、消防和建筑规范。

       这些传统规范是基于“最佳实践”的方法，即依靠过去的经验去指导将来的设计。 按照标准化设计的方法工作效果良好，规范中容易找到对于安全相关问题的解决方案。但是不管怎样，说明性规范还是有几处问题。首先，它们窒息了创新的生机，耽搁更好、高效和低价的实施方法。其次，为了能够有效，说明性规范需要非常多的细节，所有可行性变化需要写进规范。 在流程工业，这是一个比较头疼的问题，要覆盖许多不同的行业，包括：化工、石化、生化、石油与天然气、食品加工、化肥、制药、半导体和其他相关行业。在以上的每个行业中，又有众多的流程，用于应对材料的化学和物理结构的改变。一个说明性的方法对于调节和标准化这些工业流程完全是一个不可能完成的任务。因为这个理由，流程工业几乎没有规章可循，直到本世纪的几起重大灾害的发生，才迫使安全规章制度走进我们的生活。下面我们回顾一下这几起严重事故：

· 塞韦索毒气泄漏

       1976年7月15日，意大利米兰市郊附近塞韦索村一座使用剧毒化学品二氧芑制造除草剂的化工厂发生毒气泄漏事故。事故发生时，一股烟云状二氧芑排放到大气中，接着塞韦索村的家畜无缘无故地死去。村里人恐慌不已，当局命令群众从该村疏散。二氧芑的毒性极大，人体只要接触到一点点便立即皮肤起疱，出现皮疹。在塞韦索毒气泄漏两周以后，每6个受检居民中，就有1人呈二氧芑中毒症状。但更糟糕的是，二氧芑在人体内的潜伏期很长，其毒性需要很多年才能从人体内消除。二氧芑中毒能导致癌症，孕妇中毒后，就会生育畸形婴儿。在接触二氧芑很长一段时间后所引发的疾病，目前医疗上尚难以解决。自塞韦索毒气事故发生后，世界各国对涉及化学品的工业事故倍加警惕，对使用危险化学品的工厂也实施更严格、更安全的管理措施。

·印度博帕尔异氰酸甲酯泄漏事故

       1984年12月3日凌晨，印度博帕尔市发生了震惊世界的毒气泄漏事故。2日午夜，坐落在印度博帕尔市郊的联合炭化杀虫剂厂的一座储存45吨异氰酸甲酯贮槽的安全阀突然松动。1小时后毒烟雾袭向这个城市，形成了一个方圆25英里的毒雾笼罩区。首先是近邻的两个小镇上，有数百人在睡梦中死亡。随后，火车站里的一些乞丐死亡。一周后，有2500人死于这场毒气泄漏事故，另有1000多人危在旦夕，3000多人病入膏肓。在整个事故中，有15万人因受毒气危害而进入医院就诊，20多万人双目失明。

       事故发生时，在博帕尔估计有1.2万人居住在离联合碳化物工厂只隔一条路远的地方，没有人事先告诉他们关于异氰酸甲酯的有关常识。气体泄漏的那天夜晚，工厂的报警系统和备用系统一概失灵，3小时内一次警报也未发出。工厂的620名雇员由于缺乏必要的安全措施，大难临头束手无策，各奔东西。博帕尔市的这次毒气泄漏事故是20世纪最严重的一次有毒物质泄漏事故。

·切尔诺贝利核事故

     1986年4月26日，原苏联乌克兰境内的切尔诺贝利核电站第4号反应堆发生爆炸，大量放射性物质外泄，成为有史以来最严重的一次核污染。在这次事故中，31人当场死亡，233人受到严重的放射性损伤，附近13万居民被紧急疏散，经济损失达35亿美元。事故产生的放射性尘埃，随风飘散，使欧洲许多国家受到不同程度的污染。

这一重大事故不仅在欧洲，而且在整个世界引起强烈震动。事故发生至今，已有近万人死亡，数十万人受到辐射伤害。切尔诺贝利周围地区的居民在事故发生后甲状腺癌发病率成倍上升，而这只是开始。因为受到核辐射后甲状腺癌的发病潜伏期长达20年左右才显现。1994年，国际原子能机构发表的一份调查材料表明：在当年参见切尔诺贝利事故救援行动的15万名工作人员中，有6000人的后代出现了因核辐射造成的病理现象。专家认为，要彻底消除切尔诺贝利事故所造成的核污染至少要100年。

       这些灾难使公众唤起了对流程工业所固有的危险意识。应对公众的关注，很多政府制定了相关的法律和规章制度减少这些危险。例如在美国，职业安全和健康管理局（OSHA）出版了流程安全管理（PSM）的标准来保护职工的安全，而环境保护局（EPA）颁布了危险管理计划（RMP）项目来保护公共安全和环境。这两个文件是某种程度上的革命，因为他们首次把基于性能的规范引入到了美国。这些标准基本的要求是让各个公司评估他们自己的流程，确保没有不当的危险。然而，在很大程度上，即不是职业安全和健康管理局，也非环境保护局陈述了一整套定量的安全目标，或者定义了安全的危险。

       职业安全和健康管理局的流程安全管理和环境保护局的危险管理计划项目中的主要内容之一是流程风险分析。流程风险分析（PHA）是一个彻底的、有序的和系统的对一个设施的评估，从现场的（OSHA）内容或离线的（EPA）内容，决定是否存在任何设计或者运作上问题。职业安全和健康管理局的流程安全管理和环境保护局的危险管理计划要求所有公司涉及到足够数量的化学制品控制时， 必须执行流程风险分析。职业安全和健康管理局的流程安全管理还要求公司至少每五年进行一次重新的流程风险分析。大多数公司因此已经至少通过了一次这种练习。