ISC Safety Lore

March 2018

Issue 1

ISC Seguridad Sabia

Marzo 2018
1ª Entrega

Key Lessons from Incidents during startup operations

Lecciones aprendidas de incidentes durante operaciones de arranque
Introduction

Introducción

Start-ups are non-routine, transient and sometimes be quite cumbersome operations; these periods
require intense activity and attention from the operators. Starting up a process unit results in significant
changes (operating temperature and pressure etc.) on the system as it brings the pipework and vessels
up to the required operating conditions from ambient. Under such recurring extreme conditions
pipework and different safety instruments can experience fatigue or other deterioration. These can
develop as a result of the rapidly changing parameters (pressure, temperature) during start-up. These
mechanical failures coupled with the lack of routine, competency and inadequate training can lead to
major incidents.

Los arranques son operaciones no rutinarias, provisionales y algunas veces algo complicadas; estos
periodos requieren actividad intensa y atención por parte de los operadores. El arranque de una unidad
de procesamiento representa cambios significativos en el sistema (presiones y temperaturas de
operación, etc) debido a que lleva las tuberías y los recipientes a presión desde condiciones ambientales
hasta las que requiere la operación. Bajo estas condiciones extremas las tuberías y los diferentes
equipos de seguridad pueden experimentar fatiga u otra clase de deterioro. Este puede ocurrir como
resultado del rápido cambio de los parámetros (presión, temperatura) durante el arranque. Estas fallas
mecánicas junto con la falta de práctica, competencia y el entrenamiento inadecuado pueden conducir a
incidentes mayores.

Case 1 – Petrochemical plant

Mid way during a night shift while personnel were performing post-maintenance heat exchanger restart
operations, a heat exchanger on an adjacent bank catastrophically ruptured. Employees were in the final
stages of a startup activity to put three (A/B/C) heat exchangers back in service following cleaning. The
adjacent three (D/E/F) heat exchangers remained in service during this operation. While the operations
staff was performing the startup operations, the E heat exchanger in the middle of the operating D/E/F
bank catastrophically ruptured. The rupture of the E heat exchanger was the result of the carbon steel
exchanger being severely weakened by a damage mechanism known as High Temperature Hydrogen
Attack (HTHA). As a consequence of the explosion seven employees were fatally injured.

Caso 1 – Planta petroquímica

A medianoche mientras el personal del turno nocturno realizaba el rearranque de un intercambiador

después del mantenimiento, la unidad del tren adyacente se rompió catastróficamente. Los
trabajadores estaban en la etapa final del arranque para poner en funcionamiento tres
intercambiadores (A/B/C) luego de realizar labores de limpieza. Los intercambiadores adyacentes
(D/E/F) permanecieron en servicio durante estos trabajos. Mientras el personal de operaciones realizaba
las operaciones de arranque, el intercambiador de calor E instalado en medio del tren de operación
D/E/F sufrió una ruptura catastrófica. La ruptura del intercambiador E ocurrió como resultado del
deterioro del intercambiador de acero al carbono debilitado por un mecanismo de daño conocido como
“Ataque de Hidrogeno a Alta Temperatura” (High Temperature Hydrogen Attack (HTHA)).

Key Learning Points

The start-up of heat exchangers within the unit was a hazardous, non-routine operation. The unit had a
long history of flange leaks and occasional fires during start-up in the past that were never investigated.
They had just used steam to mitigate leaks, rather than address heat exchanger design issues. Their
start-ups commonly required additional staffing to manage issues, resulting in more personnel on site
than under routine operations. The company’s lax safety culture led to a “complacent” attitude towards
flammable leaks and occasional fires; the workers knew about the problems at start-up but it became
the new “normal”. The Process Hazard Analysis of this activity did not provide effective preventive
methods to eliminate the hazards. The investigation revealed that the effectiveness of safeguards to
prevent HTHA was neither evaluated nor documented in the process hazard analysis study. The
consequence was also increased due to the additional staff on site when the incident occurred.

Aspectos Claves de Aprendizaje

El arranque de los intercambiadores de la unidad era una operación peligrosa, no-rutinaria. La unidad
tenía una larga historia de fugas por sus bridas e incendios ocasionales durante arranques pasados que
nunca fueron investigados. Se habían limitado a usar vapor para mitigar las fugas, en lugar de revisar
aspectos relacionados con el diseño del intercambiador. Sus arranques con frecuencia requerían
personal adicional para manejar los problemas, lo cual incrementaba la cantidad de personal en la
planta en comparación con el requerido en la operación de rutina. La laxa cultura de seguridad de la
compañía condujo a una actitud “complaciente” hacia las fugas inflamables y los incendios ocasionales;
los trabajadores conocían los problemas del arranque, pero estos se convirtieron en lo “normal”. Los
Análisis de Riesgos del Proceso para esta actividad no recomendaron métodos preventivos suficientes
para eliminar los peligros. La investigación reveló que la efectividad de las protecciones para prevenir el
HTHA no fue considerada ni documentada en el estudio de Análisis de Riesgos. Adicionalmente, la
consecuencia se incrementó al haber una mayor cantidad de personal en sitio cuando ocurrió el
incidente.

Case 2 – Ammonia plant

During a summer day a violent storm hit an ammonia production plant. The thunderstorm caused the
failure of the external power supply and trip of the plant at 15:20. After safely isolating the affected unit,
operators prepared the start-up during the night shift. First steam had to be imported to be able to start
the primary furnace the following day. However, at 00:55 the top fired reformer blew up. The procedure
required many valves to be in the closed position and for these to be verified. The shift leader, however,
did not ask the workers to check the valves because he was convinced that the valves were closed
following his site walkaround. Even though the display in the control room showed that the valves were
open, he insisted that the reading was wrong and continued the start-up. With that, he opened the
natural gas supply valve, resulting in triggering a series of alarms and a minute later, the explosion
occurred. The explosion injured two workers and destroyed the steam reformer.

Caso 2 – Planta de Amoniaco.

Durante un día de verano una violenta tormenta golpeo la planta de producción de amoniaco. La
tormenta eléctrica causo la falla del suministro de potencia externa apagando la planta hacia las 15:20.
Después de realizar el aislamiento seguro de la unidad afectada, los operadores se prepararon para el
arranque durante el turno nocturno. Primero había que ingresar vapor para poder arrancar el horno
principal al día siguiente. Sin embargo, a las 00:55 la reformadora de fuego directo explotó. El
procedimiento requería que varias válvulas estuvieran en posición cerrada y esto debía verificarse. El
líder del turno, sin embargo, no pidió a los operadores revisar las válvulas porque estaba convencido
que las válvulas estaban cerradas después de su recorrido por la planta. Aun cuando los monitores del
cuarto de control mostraban las válvulas abiertas, él insistió en que la lectura estaba equivocada y
continuó con el arranque. De esta manera, él abrió la válvula de suministro de gas natural,
produciéndose una serie de alarmas y un minuto mas tarde ocurrió la explosión. La explosión causo
lesiones a dos trabajadores y destruyó la reformadora de vapor.

Key learning points

The shift leader was convinced that the valves were closed and that was never double checked. To
confirm that all safety critical equipment are in the correct position prior to start-up is a crucial step. It
should be included in the operating procedures and those procedures should always be followed. There
was no redundant system in place to prevent operators from introducing natural gas in the process
while the valves were open. The investigation revealed that no log book entry indicated the positions of
the valves and any readings from the display. The start-up procedure was used sometimes as a check list
but no signature or approval was requested. It was, however, not used this time to check the valves for
the arch burners. Lack of training and competence were also factors that could contributed to the
accident. Start-ups are rare, and as such, regular refresher training is necessary. In case of emergency
shutdown, a risk assessment should be undertaken to understand any changes or issues prior to starting
up. This may include a formal Management of Change.
Aspectos Claves de Aprendizaje
El líder del turno estaba seguro de que las válvulas se encontraban cerradas y esto nunca se verificó. La
confirmación de que todos los equipos críticos de seguridad están en posición correcta es un paso
crucial antes del arranque. Esto debe incluirse en los procedimientos operativos los cuales deben
seguirse siempre. No había un sistema redundante para evitar que los operadores introdujeran gas
natural al proceso con las válvulas abiertas. La investigación reveló que ningún registro indicó la posición
de las válvulas ni su lectura en las pantallas. El procedimiento de arranque era usado algunas veces
como lista de chequeo, pero no requería ninguna firma o aprobación. En esta ocasión, sin embargo, no
se usó para chequear las válvulas de los quemadores. La falta de entrenamiento y de competencia
fueron factores que contribuyeron al accidente. Los arranques son inusuales y por esta razón es
necesario refrescar los entrenamientos. En caso de un apagado de emergencia, es necesario realizar un
análisis de riesgos para entender los cambios o los problemas que representa el arranque. Esto puede
incluir un manejo formal del cambio.

Figure 1: The ISC Framework

El ISC considera que el liderazgo a través de seis elementos

funcionales claves es vital para para lograr buenos resultados en
Seguridad de Procesos. Estos elementos son:
− sistemas & procedimientos
− ingeniería & diseño
− aseguramiento
− conocimiento & competencia
− factores humanos
− cultura
En la sección de Que puedo Hacer a continuación se puede ver
como cada uno de estos elementos juega su parte.
Figura 1: El Marco de ISC

What Can I Do?

Que puedo hacer?
Management

Gerencia

• Make sure that procedures are clear and that they are always followed by personnel.

• Asegurar que los procedimientos son claros y que el personal los aplique siempre.

• Identify the hazards associated with the procedure and check that safeguards are available and
adequate. Make sure that start-ups are considered in sufficient detail during PHA/HAZOP reviews.

• Identificar los peligros asociados con el procedimiento y verificar que las protecciones estén
disponibles y sean apropiadas. Asegurar que los arranques sean evaluados con suficiente detalle
durante las revisiones de PHA/HAZOP.

• In case of experiencing anomalies during start-up, immediately investigate what happened instead of
normalizing such hazardous situations.

• En caso de experimentar anomalías durante el arranque, investigar inmediatamente lo ocurrido en

lugar de normalizar situaciones peligrosas.

• Use inherently safer design where possible to control the damage mechanisms rather than inspection
strategies.

• Utilizar el diseño inherentemente seguro en donde sea posible para controlar los mecanismos de daño
en lugar de estrategias de inspección.

• If you work in the petrochemical industry, for more information about turnaround activities see the
IChemE BP Process Safety Series “Safe Ups and Downs for Process Units” available at
http://www.icheme.org/bp-safety.

• Si usted trabaja en la industria petroquímica, puede obtener más información acerca de actividades de
arranque en IChemE BP Process Safety Series “Safe Ups and Downs for Process Units” disponible en
http://www.icheme.org/bp-safety.

Process Engineer/Supervisor

Ingeniero de Proceso/Supervisor

• Make sure that start-up operating procedures are up-to-date and adequate. They should be in
checklist format and signed off at each step. Such procedures should cover all possible operating modes.

• Asegurar que los procedimientos de arranque estén actualizados y sean apropiados. Estos deben estar
en formato de lista de chequeo y firmarse a cada paso. Dichos procedimientos deben cubrir todos los
modos de operación posibles.
• Prior to start-up make sure that all critical safety devices are in the right position (valves closed or
open depending on the procedure).

• Antes del arranque asegurar que todos los equipos críticos de seguridad están en la posición correcta
(válvulas cerradas o abiertas dependiendo del procedimiento).

• Make sure that adequate staffing and competence are available before starting up.

• Asegurar que se cuenta con el personal necesario y competente antes del arranque.

• At shift change, talk through the procedure with the team and check the upcoming steps. Ensure the
status is recorded in the log book and check it before shift change.

• Al cambio de turno, discutir el procedimiento con el equipo y verificar los pasos que siguen. Asegurar
que el estado se registre en la bitácora y verificarlo antes del cambio de turno.

• Communicate to all personnel, including contract workers in the vicinity of the process unit about
start-up and evacuate the affected areas during critical steps.

• Comunicar a todo el personal, incluyendo los contratistas ubicados en la vecindad de la unidad de

proceso que se va a arrancar y evacuar las áreas afectadas durante los pasos críticos.

• A number of the losses relate to poor control of work during the shutdown maintenance period but
this is somewhat out of the hands of the operations team once it has been handed back. A pre-start-up
safety review should be completed (see www.marsh.com)

• Un buen número de perdidas están relacionadas con un control de trabajo deficiente en el periodo de
mantenimiento durante una parada pero esto, de alguna manera, está fuera de las manos del equipo de
operaciones una vez hecha la entrega. Debe hacerse una revisión de seguridad de pre-arranque.

• Start-ups are rare operations, therefore plan refresher training for personnel; best carried out just
before startup.

• Los arranques son operaciones inusuales, por lo tanto, hay que refrescar el entrenamiento del
personal; es mejor si este se lleva a cabo justo antes del arranque.

• In case of emergency shutdown or before modifying the start-up procedures, complete a Management
of Change review.

• En caso de una parada de emergencia o antes de modificar los procedimientos de arranque, realizar
una revisión de Manejo del Cambio.

• Report and investigate incidents and near-misses which are clear indicators of future occurrence of
hazardous events.

• Reportar e investigar los incidentes y casi accidentes los cuales son una clara indicación de eventos
peligrosos en el futuro.

• Alarm management should be in place for start-up operation, too.

• El sistema de alarmas también debe estar funcionando durante la operación de arranque.

• Process control instrumentation should be carefully designed to be able to function in non-steady

state operations when it is necessary to bypass safety critical instrumentation to enable start-up.

• La instrumentación y el control del proceso deben diseñarse cuidadosamente para que funcionen en
operaciones no estables cuando es necesario inhibir equipos críticos de seguridad para permitir el
arranque.

Operator

Operador

• If you are unsure about what is written in the start-up procedure, ask your supervisor.

• Si no está seguro acerca de lo escrito en los procedimientos de arranque, pregunte a su supervisor.

• Check that no foreign particles are left in the system that can block pipes or cause vibration in
compressors.

• Verificar que no se han dejado partes extrañas en los sistemas que puedan bloquear tuberías o causar
vibraciones en compresores.

• Always follow the start-up procedure using it as a check list to cover each step in the right order.

• Siempre seguir el procedimiento de arranque usándolo como lista de chequeo para cubrir cada paso
en el orden correcto.

The information included is given in good faith but without any liability on the part of the IChemE or the
IChemE Safety Centre. Contact us at safetycentre@icheme.org

La información incluida es suministrada en buena fe y sin ningún compromiso de parte del IChemE o del
IChemE Safety Centre. Contáctenos en safetycentre@icheme.org