ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| AFFIDABILITÀ E SICUREZZA NELL'INDUSTRIA DI PROCESSO | ING-IND/25 | LEZIONI | 60 |
|
Il corso si propone di fornire agli allievi le nozioni fondamentali legate all'affidabilità e alla sicurezza nell’industria di processo. Gli studenti acquisiranno gli strumenti tecnici per identificare i pericoli negli impianti chimici e di processo, dei quali stimare la frequenza e probabilità di accadimento mediante l’applicazione dell’analisi di affidabilità. Vengono inoltre impartite nozioni fondamentali sulle sostanze pericolose.
The course is aimed at providing the basic concepts of safety and reliability analysis in the process industry. The student who successfully completes the course will have the ability to apply the more common techniques for hazard identification. The student will be able to know elements of quantitative reliability analysis in order to estimate the failure frequencies of components and complex systems. Moreover, the hazardous properties of substances will be explained.
La verifica delle conoscenze verrà effettuata attraverso specifiche prove in itinere e un esame orale finale.
Le prove in itinere verteranno sull’applicazione dei metodi per analisi di affidabilità e sicurezza discussi a lezione. Durante l’esame orale finale, sarà verificato il grado di apprendimento delle conoscenze attraverso domande specifiche di tipo nozionistico. Oltre a ciò, si verificherà l’opportuna integrazione dei concetti presentati legati all’affidabilità e sicurezza dei processi chimici, la padronanza dei modelli quantitativi (analisi affidabilistica) e della capacità di esporre con terminologia appropriata e spirito critico. L’esame orale verterà sui contenuti essenziali del corso e includerà una discussione dei contenuti delle prove in itinere.
Metodi di valutazione:
Esame orale finale e prove in itinere
Ulteriori informazioni:
Esame orale finale 40%; prove in itinere 60%
The level of knowledge will be assessed through midterm tests (homework assignments) and a final oral exam.
The midterm tests will focus on the application of reliability and safety analysis methods discussed in class. During the final oral exam, the level of knowledge will be assessed through questions on the key concepts. In addition, the integration among different concepts within the whole framework of reliability and safety of chemical processes will be assessed, as well as the capability to handle quantitative models (reliability analysis) and to express concepts with proper technical terminology and critical insight. The oral exam will focus on the fundamental concepts of the class, with additional insights on the seminars and will include a discussion of the contents of the midterm tests.
Evaluation methods:
Final oral exam and midterm tests
Further information:
Final oral exam 40%; midterm tests 60%
Al termine del corso:
At the end of the course:
Le prove in itinere consistono nell’applicazione delle tecniche di analisi di sicurezza e affidabilità in un caso di studio assegnato all’inizio delle lezioni. Tali prove consistono in tre homework da svolgere in gruppi (massimo quattro persone per gruppo, minimo due). Gli homework verteranno in particolare sull’applicazione di 1) metodo ad indici, 2) HAZOP e 3) analisi mediante l’albero dei guasti.
I primi due homework verranno consegnati durante lo svolgimento delle lezioni; il terzo homework direttamente all’esame orale finale. Gli homework sono obbligatori per sostenere l'esame orale finale
Durante l’esame orale, oltre a discutere il contenuto degli homework, saranno sottoposti brevi esercizi di natura pratica e/o teorica per valutare la capacità dello studente nella loro corretta impostazione.
The midterm tests consist in the application of safety and reliability analysis techniques in a case study assigned at the beginning of the lessons. Midterm tests are based on three homework group assignments (two to four students per group). The three assignments will focus respectively on the application of 1) relative ranking methods (“Metodo ad Indici”), 2) HAZOP and 3) fault tree analysis. The first two homework assignments will be handed in during the lessons block; the third homework will be directly handed in at final oral exam. The homework assignment are mandatory to access to the final exam.
During the oral exam, besides discussing the content of the midterm tests, short practical and theoretical exercises will be given to assess the student’s capability to set up their correct implementation.
Lo studente potrà acquisire e/o sviluppare sensibilità alle problematiche della sicurezza industriale e affidabilità di sistemi complessi.
Lo studente potrà saper gestire responsabilità di conduzione di un team di progetto attraverso il lavoro di gruppo.
Sarà acquisita una sensibilità in merito alle problematiche di progettazione dei sistemi di sicurezza degli impianti chimici
Infine, l'insegnamento contribuisce allo sviluppo della cultura della sicurezza negli ambienti di lavoro
The student can acquire and / or develop sensitivity to industrial safety and reliability issues
The student will be able to manage the responsibility of conducting a project team through group work
The student can acquire sensitivity regarding the design of industrial safety systems
Development of the safety culture in workplaces
Durante il lavoro di gruppo sono verificate le modalità di definizione delle responsabilità, di gestione e organizzazione delle fasi tipiche fasi progettuali nell'ambito dell'ingegneria chimica e di processo
Durante periodiche discussioni di gruppo, verrà verificata l'attitudine sviluppata per le tematiche di affidabilità e sicurezza
During the group work, the ways of defining the responsibilities, the management and organization of the project phases in the framework of chemical and process industry are examined
During periodic group discussions, the attitudes developed for reliability and safety issues will be verified
Buona conoscenza di impianti chimici e operazioni unitarie; fondamenti di controllo; nozioni di algebra Booleana e calcolo delle probabilità
Good knowledge of unit operations and process control fundamentals; basics of Boolean algebra and probability calculus
Modo in cui si svolgono le lezioni: lezioni frontali (frequenza consigliata)
Ricevimenti da concordarsi col docente attraverso posta elettronica e piattaforma e-learning su moodle
Attività didattiche:
Metodi di insegnamento: lezioni + seminari + esercitazioni a gruppi in aula
Delivery is face to face. Attending lectures is adviced.
Meetings with the teacher must be organised directly via email and through the e-learning platform.
Learning activities:
Teaching methods: lectures + seminars + class tutorials (group work)
1) INTRODUZIONE. Introduzione al corso e alle tematiche HSE. 2) IDENTIFICAZIONE DEI PERICOLI. Analisi storica degli incidenti, tecniche di identificazione dei pericoli: - HAZOP - HAZID - Metodi ad indici - Metodo "Cosa succede se?" - Analisi preliminare dei rischi; 3) ANALISI AFFIDABILISTICA. Introduzione; elementi di algebra booleana e calcolo delle probabilità; affidabilità del singolo componente (probabilità di primo guasto o inaffidabilità, funzione densità della probabilità di guasto, tasso di guasto, vita media o tempo medio di guasto, tasso di guasto, distribuzione esponenziale, manutenibilità e disponibilità); Manutenzione basata sulla sicurezza. Analisi di sistemi complessi (sistema serie, parallelo e a logica maggioritaria); albero dei guasti - fault tree analysis (costruzione dell’albero dei guasti, analisi logica e probabilistica, indice di criticità dei componenti).
4) SOSTANZE PERICOLOSE: proprietà delle sostanze pericolose, regolamentazione, schede di sicurezza, etichettatura. 5) NORMATIVA: Cenni sul quadro legislativo (direttiva SEVESO III)
1) INTRODUCTION: introducion to HSE studies and course overview. 2) HAZARD IDENTIFICATION TECHNIQUES: Past accidents data analysis and use of accident databanks, Hazard identification techniques: - HAZOP - HAZID - Relative ranking methods - What if? technique - Preliminary hazard analysis 3) RELIABILITY ANALYSIS and ENGINEERING. Introduction; Boolean algebra elements and probability. Models for single component (repairable, non-repairable, testable) reliability (reliability, unreliability, failure density, failure rate, mean time to failure, failure distribution, maintainability, availability, unavailability). Safety based maintenance. Analysis of complex systems (series, parallel, hot and cold stand by, redundancy). Fault tree analysis (logic and probabilistic assessment, criticality index). Examples focused on actual chemical industry applications. 4) HAZARDOUS MATERIALS: Dangerous properties of substances: regulation, material safety data sheet (MSDS), labeling. 5) LEGISLATIVE FRAMEWORK: Overview of the legislative framework (SEVESO III directive)
Slides di lezione e dispense fornite dal docente, al cui interno si rimanda a testi specifici.
Slides and lecture notes provided by the teacher, which contain indications of specific textbooks.
non ci sono variazioni per studenti non frequentanti
No variations for non-attending students
L’accertamento degli obiettivi formativi è svolto attraverso prove in itinere basate su homework (3 homework, due dei quali consegnare durante il periodo di lezione, uno da consegnare direttamente all'esame finale) e un esame orale finale della durata minima di 30 minuti.
L’esame verterà inizialmente sulla discussione degli elaborati (homework) e su un minimo numero di quesiti di tipo nozionistico. Successivamente, l'esame si addentrerà nella discussione critica degli argomenti principali del corso e dell’integrazione di aspetti teorici e pratici legati all'analisi di sicurezza e affidabilità degli impianti chimici e di processo. Verrà proposto almeno un breve esercizio pratico qualitativo o quantitativo (analisi affidabilistica) da impostare sulla base delle esercitazioni o seminari visti a lezione. La corretta impostazione del quesito applicativo è un criterio essenziale per il superamento dell’esame.
The global assessment of the learning outcomes is made with mid-term exams (3 homework assignments) an oral exam (30 minutes minimum). The exam will start with a discussion on the homework assignments and with a small number of questions on the basic concepts. Then, the exam will focus on the critical discussion of the key subjects and on the integration between theoretical and practical aspects related to the safety and reliability analysis of chemical and process plants. At least one qualitative or quantitative practical exercise will be given, to be implemented by the student on the basis of the exercises discussed during the tutorials or seminars. The correct implementation of the practical exercise is a necessary criterion to succeed in the exam.
