BV KKS QRA 6 inch ethyleen leiding van Dow en Shell ...

BV KKS 

QRA 6 inch ethyleen leiding van Dow en Shell 

Kwantitatieve risicoanalyse 

Documentnr. 105743


QRA 6 inch ethyleen leiding van Dow en Shell 


Documentnr. 105743 

Raadgevend Ingenieurs- 

bureau Lievense B.V. 

Postbus 3199 

4800 DD Breda NL 

Tramsingel 2 

4814 AB Breda NL 

Nederland 

telefoon 

+31(0)76-522 50 22 

fax 

+31(0)76-522 30 26 

email 

info@lievense.com 

site 

www.lievense.com 

Rev. Opgesteld door Paraaf Datum Geverifieerd door Paraaf Datum 

1 ir. S.S. Dharampal 28-05-2010 ir. R.R. van der Meer 28-05-2010

TSAL-1: 105743 - HOOFDDOCUMENT REV1 DEF.DOC 


QRA 6 INCH ETHYLEEN LEIDING VAN DOW EN SHELL 



Inhoud 

1. ALGEMEEN 1 

2. MAATSTAF EXTERNE VEILIGHEID 2 

2.1 Begrippen 2 

2.2 Hoogte aanvaardbare risico’s 2 

3. UITGANGSPUNTEN 4 

3.1 Normen en voorschriften 4 

3.2 Tracé 4 

3.3 Procesgegevens 6 inch leiding (Dow + Shell) 4 

3.4 Leidinggegevens 6 inch leiding (Dow + Shell) 4 

3.5 Ontstekingsbronnen 5 

3.6 Modelparameters 5 

4. RESULATEN QRA-BEREKENING 9 

4.1 1% Letaliteitsgebied 9 

4.2 Vlamgebied 10 

4.3 Plaatsgebonden risico 10 

4.4 Groepsrisico 11 

5. CONCLUSIES 14 

BV KKS doc. no. 105743 rev. 1 

QRA 6 inch ethyleen leiding van Dow en Shell 28-05-2010 

Kwantitatieve risicoanalyse



QRA 6 INCH ETHYLEEN LEIDING VAN DOW EN SHELL 



Bijlagen 

[A] Tekening 

Referenties 

[1] Handleiding Risicoberekeningen BEVI, 1 juli 2009, versie 3.2, RIVM, Bilthoven. 

[2] NEN 3650-serie “Buisleidingen van ontwerp tot afsluiting”, juli 2003, Nederlands 

Normalisatie-instituut, Delft. 

[3] Publicatiereeks Gevaarlijke Stoffen 1, december 2003, Ministerie van Verkeer en Wa- 

terstaat. 

[4] Safeti-NL, versie 6.54, 1 juli 2009, DNV, Londen. 

[5] Achtergronden bij de vervanging van zoneringsafstanden hoge druk aardgastrans- 

portleidingen van N.V. Nederlandse Gasunie, RIVM, november 2008, Bilthoven. 

BV KKS doc. no. 105743 rev. 1 




1. ALGEMEEN 

In opdracht van BV KKS heeft het Raadgevend Ingenieursbureau Lievense in het kader 

van externe veiligheid een kwantitatieve risicoanalyse (QRA) uitgevoerd ten behoeve van 

de voorgenomen verlegging van een ∅6” ethyleen transportleiding van Shell en een ∅6” 

ethyleen transportleiding van Dow in verband met de aanleg van een verkeerstunnel on- 

der het kanaal van Gent naar Terneuzen nabij Sluiskil in de gemeente Terneuzen. De 

QRA dient te voldoen aan de vigerende regelgeving (ref. [1]). 

De QRA wordt gebruikt om beslissingen te nemen over de aanvaardbaarheid van risico in 

relatie tot onder andere het leidingtracégebied van de transportleiding. Voor het uitvoe- 

ren van QRA-berekeningen voor inrichtingen die onder het BEVI vallen heeft het Rijksin- 

stituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM) een eenduidige rekenpakket voorgeschre- 

ven. Dit betreft het rekenpakket SAFETI-NL van DNV Londen (ref. [4]). 

Externe veiligheid beschrijft de grootte van het overlijdensrisico als gevolg van activitei- 

ten met gevaarlijke stoffen. De mate van externe veiligheid wordt bepaald door de groot- 

te van het plaatsgebonden risico en het groepsrisico. De resultaten van de kwantitatieve 

risicoanalyse zijn getoetst aan een door de overheid vastgestelde grenswaarde voor het 

plaatsgebonden risico en een oriëntatiewaarde voor het groepsrisico. Het plaatsgebonden 

risico en het groepsrisico worden als volgt omschreven: 

Plaatsgebonden risico: risico op een plaats, uitgedrukt als de kans per jaar dat een per- 

soon die onafgebroken en onbeschermd op die plaats zou ver- 

blijven, overlijdt als rechtstreeks gevolg van een ongewoon 

voorval waarbij een gevaarlijke stof betrokken is. 

Groepsrisico: kans per jaar per kilometer transportleiding dat een groep van 

10 of meer personen in de omgeving van een transportleiding in 

één keer het (dodelijk) slachtoffer wordt van een ongeval met 

die transportleiding. 

In hoofdstuk twee wordt de maatstaf externe veiligheid verwoord. In hoofdstuk drie zijn 

de algemene gegevens en uitgangspunten verwoord. In hoofdstuk vier wordt ingegaan 

op de kwantitatieve risicoanalyse. In hoofdstuk vijf volgen tenslotte de conclusies. 

BV KKS doc. no. 105743 rev 1 


Kwantitatieve risicoanalyse 1/14


2. MAATSTAF EXTERNE VEILIGHEID 

2.1 Begrippen 

Het vervoer van gevaarlijke stoffen brengt risico’s met zich mee, die zich uiten bij het 

vrijkomen van deze stoffen. Naast de hoeveelheid vrijgekomen product, de fysische 

kenmerken van het product en de omstandigheden, is voor de externe veiligheid het 

aantal personen langs het tracé van belang. 

De externe veiligheid wordt gekarakteriseerd door twee begrippen, te weten: 

• Plaatsgebonden Risico (PR); 

• Groepsrisico (GR). 

Het plaatsgebonden risico geeft de kans op een dodelijke situatie voor een bepaalde 

plaats ten gevolge van het uitstromen van het product. Door het verbinden van de plaat- 

sen met gelijk risico ontstaan iso-risicocontourlijnen, waarmee een veiligheidszone kan 

worden vastgesteld tussen de locatie en gevoelige gebieden. Binnen deze veiligheidszone 

mogen geen woonbebouwing of bijzondere objecten geplaatst worden. Bijzondere objec- 

ten zijn objecten waar een grotere hoeveelheid mensen bijeen kunnen komen of zijn, 

bijvoorbeeld een recreatieterrein of een school. Kassen vallen niet onder de categorie 

bijzondere objecten. 

Het groepsrisico geeft de kans op een dodelijke situatie voor een bepaald aantal perso- 

nen (meer dan 1) in de omgeving van de beschouwde activiteit. Het aantal personen dat 

in de omgeving verblijft (afhankelijk van de bebouwingsdichtheid) is daarbij van belang 

voor de grootte van het GR. 

2.2 Hoogte aanvaardbare risico’s 

Het vaststellen van de aanvaardbaarheid van risico's is onderhevig aan het afwegen van 

verschillende belangen. Voor nieuwe situaties is de waarde voor het plaatsgebonden risi- 

co door de overheid vastgesteld op 10 -6 per jaar voor kwetsbare objecten. Voor beperkt 

kwetsbare objecten geldt deze waarde als richtwaarde. 

Voor het groepsrisico wordt uitgegaan van de door de overheid als richtlijn vastgestelde 

aanvaardbare waarden: 

• 10 -4 per jaar voor 10 dodelijke slachtoffers 



In navolgende figuur zijn de hiervoor vermelde waarden uitgezet in een grafiek (F-N cur- 

ve). 





Figuur 1: F-N curve (Groepsrisico) 

Frequentie (per jaar) 

10 0 

1,E+00 

10 -1 

1,E-01 

10 -2 

1,E-02 

10 -3 

1,E-03 

10 -4 

1,E-04 

10 -5 

1,E-05 

10 -6 

1,E-06 

10 -7 

1,E-07 

10 -8 

1,E-08 

Wanneer het berekende groepsrisico de oriënterende waarde niet overschrijdt is het risi- 

co acceptabel. 

1 10 100 1000 

Aantal slachtoffers (N) 

Orienterende waarde 





3. UITGANGSPUNTEN 

3.1 Normen en voorschriften 

De leiding dient te voldoen aan de volgende vigerende regelgeving: 

NEN 3650-serie “Buisleidingen van ontwerp tot afsluiting”; 

Handleiding Risicoberekeningen BEVI. 

In het kader van externe veiligheid moet men voldoen aan de Handleiding Risicobereke- 

ningen BEVI. 

3.2 Tracé 

De nieuwe tracés van beide leidingen zijn in bijlage A terug te vinden. De toekomstige 

Dow en Shell zullen parallel liggen. 

3.3 Procesgegevens 6 inch leiding (Dow + Shell) 

Te transporteren medium .................................... : Ethyleen 

CAS nummer ..................................................... : 74-85-1 

Fase ................................................................ : Gas 

Ontwerpdruk ..................................................... : 100 bar 

Ontwerptemperatuur........................................... : -20 / +38 °C 

3.4 Leidinggegevens 6 inch leiding (Dow + Shell) 

Materiaalsoort.................................................... : Staal 

Materiaalkwaliteit ............................................... : API-5L-X42 (of min. gelijkwaardig) 

Uitwendige diameter........................................... : 168,3 mm 

Nominale wanddikte ........................................... : 7,92 mm 

Lengte verlegging............................................... : circa 550 m 





3.5 Ontstekingsbronnen 

Ontstekingsbronnen binnen de inrichting zijn van belang voor de berekening van zowel 

het plaatsgebonden risico als het groepsrisico. Ontstekingsbronnen buiten de inrichting 

zijn alleen van belang voor de berekening van het groepsrisico. In tabel 1 zijn de gehan- 

teerde ontstekingsbronnen in de berekening van de QRA samengevat. 

Tabel 1: kans van ontsteking van een brandbare wolk in een tijdsinterval van 

één minuut 

Ontstekingsbron Kans van ontsteking 

Motorvoertuigen 0,4 

Trein 0,8 

Bevolking (per persoon) 0,01 

3.6 Modelparameters 

In het QRA rekenpakket SAFETI-NL moet een aantal keuzes worden gemaakt en een 

groot aantal parameterwaarden worden ingevoerd. Er zijn tevens parameters die de ge- 

bruiker niet kan wijzigen, maar die horen bij het rekenmodel, en parameters die niet van 

invloed zijn op de rekenresultaten. Deze parameters zijn beschreven in de documentatie 

van het rekenpakket. Daarnaast zijn er parameters specifiek voor een QRA in Nederland. 

In de berekening van de QRA zijn in principe de standaard parameters aangehouden. 

Indien hiervan wordt afgeweken, is dit in het voorliggende rapport vermeld. 

3.6.1 Modellering van de scenario 

De gehanteerde scenario’s voor de kwantitatieve risicoanalyse voor de leiding zijn in ta- 

bel 2 samengevat. 

Tabel 2: gehanteerde scenario’s 

Scenario SAFETI-NL 

Leidingbreuk Long Pipeline 

Gat in de leiding Leak 

Voor de scenario’s en de faalfrequenties wordt geen onderscheid gemaakt tussen proces- 

leidingen of transportleidingen, het materiaal waarvan de leiding gemaakt is, de aanwe- 

zigheid van bekledingen, de ontwerpdruk van de leiding. Er wordt wel onderscheid ge- 

maakt tussen bovengrondse en ondergrondse leidingen. 

De scenario’s en faalfrequenties voor een leiding gelden voor de leiding inclusief de ver- 

bindingen, zoals flenzen, lassen en kleppen. 





De gehanteerde faalfrequentie ten behoeve van de QRA berekening voor de ondergrond- 

se leidingen zijn in tabel 3 weergegeven. 

Tabel 3: faalfrequentie per scenario 

Scenario Frequentie (per meter per jaar) 

Breuk van de leiding 0,5 x 10 -6 0,25 

Lek met een effectieve 

diameter van 20 mm 

1,5 x 10 -6 0,75 

Event probability 

(conform NEN3650) 

In ref. [2] wordt aangegeven dat er faalkans beperkende maatregelen kunnen worden 

toegepast bij het ontwerp van buisleidingen. Echter het effect van de faalkans beperken- 

de maatregelen wordt niet benoemd. In ref. [5] worden aan faalkans beperkende maat- 

regelen reductiefactoren toegekend. Hoewel het hier reductiefactoren betreft voor hoge 

druk aardgastransportleidingen betreft, wordt geacht dat een deel van de factoren ook 

van toepassing zijn op de ethyleen transportleidingen. 

Het grootste gedeelte van incidenten met leidingen wordt veroorzaakt door zogenaamde 

‘third party interference’. De Vereniging van Leidingeigenaren in Nederland (VELIN) heeft 

een inventarisatie gemaakt van het leidingincidenten onder de leden. In meer dan 95% 

van de incidenten betreft de oorzaak ‘third party interference’. Faalkans beperkende 

maatregelen dienen er dan ook met name op gericht te zijn om deze incidenten te voor- 

komen. 

Voor de ethyleenleiding zijn de volgende faalkans beperkende maatregelen van toepas- 

sing: 

1. Wettelijke grondroerdersregeling 

2. Vergroten gronddeking 

3. Wanddiktetoeslag 

Ad. 1: De Wet Informatie-Uitwisseling Ondergrondse Netten (WION), beter bekend als 

de grondroerdersregeling, is 1 juli 2008 in werking getreden. Het doel van de wet 

is het voorkomen van graafincidenten bij kabels en leidingen. In ref. [5] wordt 

een reductiefactor van 2,5 toegekend aan deze maatregel. 

Ad. 2: Door een grotere gronddekking neemt de kans af op raken van de leiding. Leidin- 

gen hebben normaliter conform ref. [2] een minimale dekking van 1,0 m. De 

ethyleen leiding van zowel Dow als Shell wordt echter aangelegd met een dek- 

king van minimaal 1,5 m. Conform ref. [5] resulteert een extra gronddekking van 

0,5 m in een reductiefactor van 3,3. 

Opgemerkt wordt overigens dat een groot gedeelte van het tracé in Sluiskill 

wordt aangelegd middels een horizontaal gestuurde boring. De aanzienlijk diepe- 

re ligging zal een beduidend grotere, in vergelijking tot het voorgaande, reductie- 





factor tot gevolg hebben. Met deze nog grotere reductiefactor wordt echter in de- 

ze beschouwing geen rekening gehouden. 

Ad. 3: Door een grotere wanddikte neemt de kans op falen van een leiding af. Op basis 

van gegevens van de EGIG (European Gas pipeline Incident data Group) is een 

relatie te vinden tussen de reductie in faalkans als functie van de wanddiktever- 

groting. In het beschouwde leidingtracé worden voor de 6 inch leidingen een 

wanddikte van 7,92 mm toegepast. Conform ref. [2] zou volstaan kunnen worden 

met een wanddikte van 4,5 mm. Dit betekent een wanddiktetoeslag van groter 

dan circa 50%. Conform ref. [5] kan voor deze wanddiktetoeslag een reductiefac- 

tor van 10 toegepast worden. 

Op basis van de basis faalkans en de toe te passen faalkans reducerende maatregelen 

kan de gereduceerde faalkans worden vastgesteld op: 

Gereduceerde 

−6 

, 0 ⋅10 

faalkans = = 2, 

424 ⋅10 

2, 

5 ⋅3, 

3⋅10 

2 −8 

m. 

jaar) 

De totale ingevoerde faalfrequentie in SAFETI-NL bedraagt 2,424 x 10 -8 per meter per 

jaar per leiding. In verband met cumulatie van effecten van de twee ethyleen leidingen is 

in de QRA berekening uitgegaan dat beide leidingen tegelijk falen, wat een ‘worst case’ 

scenario wordt geacht. 

3.6.2 QRA specifieke parameters 

Een aantal van de parameters in deze categorie zijn gewijzigd om de berekening in over- 

eenstemming te brengen met de specifieke omstandigheden van het bedrijf en de omge- 

ving. 

Hoogte van de uitstroming ten opzichte van de omgeving 

De hoogte van de uitstroming ten opzichte van de omgeving wordt bepaald door de loca- 

tie van de leiding. De hoogte van de ondergrondse leiding wordt conform ref. [1] gelijk- 

gesteld aan een hoogte van 0 meter. 

Richting van de uitstroming 

De richting van de uitstroming voor de ondergrondse transportleiding is conform ref. [1] 

verticaal. De uitstroming in SAFETI-NL is altijd met de wind mee teneinde hiermee een zo 

groot mogelijk schadebeeld te simuleren. 

Ruwheidslengte van de leiding 

De ruwheidslengte van de leiding, die een maat voor de interne ruwheid van de leiding 

aangeeft, is standaard gelijk aan 0,045 mm (staal). 



Kwantitatieve risicoanalyse 7/14 

( 1/


Drukverlies ten gevolge van kleppen, verbindingen en bochten 

In de QRA berekening wordt conform ref. [1] geen rekening gehouden met drukverlies in 

een leiding ten gevolge van de aanwezigheid van kleppen, verbindingen en bochten. 

Tijdsafhafhankelijke uitstroming 

SAFETI-NL rekent standaard met een constant uitstroomdebiet voor een korte leiding, 

namelijk het debiet bij het begin van de uitstroming (t = 0 s). 

Ruwheidslengte van de omgeving 

De ruwheidslengte is een (kunstmatige) lengtemaat die de invloed van de omgeving op 

de windsnelheid aangeeft. De gehanteerde ruwheidslengte 0,3 meter is de standaard- 

waarde van de omgeving conform ref. [1]. 

Meteorologische weerstation en parameters 

Het meteorologisch weerstation Vlissingen is qua ligging representatief voor de QRA be- 

rekening. 

Verdeling binnen en buiten 

In het rekenpakket SAFETI-NL wordt voor de volledige bevolking binnen- en buitenshuis 

dezelfde verdeling aangehouden. 

Ontstekingsbronnen 

De hoogte van de ontstekingsbron is geen invoerparameter; de locatie van een ontste- 

kingsbron wordt vergeleken met de brandbare wolk op één meter hoogte. De gehanteer- 

de ontstekingsbronnen zijn tabel 1 van paragraaf 3.5 weergegeven. Ingevoerde populatie 

wordt in SAFETI-NL automatisch als ontstekingsbron meegenomen. 

3.6.3 Stofspecifieke parameters 

Conform het rekenpakket SAFETI-NL wordt voor het medium ethyleen geen probitcon- 

stanten ingevoerd ten behoeve van toxische effecten. Deze is alleen als puur brandbaar 

medium gemodelleerd. 





4. RESULATEN QRA-BEREKENING 

4.1 1% Letaliteitsgebied 

Conform ref. [1] en [2] dienen risicoberekeningen uitgevoerd te worden tot op 1% letali- 

teit. 

De maximale 1% letaliteitsafstand bedraagt circa 68,0 m behorende bij weerklasse D 9. 

De SAFETI-NL code die daarbij behoort is, code CNIVJO (zie tabel 4 voor de omschrij- 

ving). In figuur 2 is de maximale letaliteitsradius grafisch weergegeven. 

Figuur 2: maatgevende letatiteitsradius 

Tabel 4: omschrijving uitkomst bij 1% letaliteitsafstand 

Code Event Type Rainout Ignition Effect Type 

CNIVJO 

Continuous 

release 

No rainout Immediate Vertical Jet fire Only 





4.2 Vlamgebied 

Het vlamgebied is voor een wolkbrand gegeven door de contour van de onderste explo- 

siegrens. Buiten het vlamgebied treedt geen sterfte op voor een wolkbrand. De maximale 

blootstellingsduur aan warmtestraling is gelijk aan 20 seconden. In tabel 5 zijn de maxi- 

male warmtestraling afstanden van de 35 kW/m 2 ; 10 kW/m 2 en 3 kW/ m 2 weergegeven. 

Tabel 5: afstanden warmtestraling 

35 kW/m 2 10 kW/m 2 3 kW/m 2 

21,2 m 67,5 m 118,4 m 

4.3 Plaatsgebonden risico 

Het plaatsgebonden risico is een richtlijn voor de minimaal te hanteren bebouwingsaf- 

stand. Voor nieuw aan te leggen leidingen dient een minimale bebouwingsafstand gehan- 

teerd te worden, die correspondeert met de 10 -6 risicocontourlijn. De resultaten voor het 

plaatsgebonden risico is in figuur 3 weergegeven. In figuur 4 zijn de afstanden van risi- 

cocontourlijnen grafisch weergegeven. Hieruit volgt dat de bebouwingsafstand zich op de 

leidingen zal bevinden. 

Figuur 3: risicocontourlijnen 





Figuur 4: afstanden risicocontourlijnen 

4.4 Groepsrisico 

Het groepsrisico wordt omschreven als de kans per jaar per kilometer transportleiding 

dat een groep van 10 of meer personen in de omgeving van een transportleiding in één 

keer het (dodelijk) slachtoffer wordt van een ongeval met die transportleiding. 

Voor de berekening van het groepsrisico wordt een schatting gemaakt van de gemiddelde 

bevolkingsdichtheid binnen de toetsingsafstand. In combinatie met de leidinggegevens 

kan een uitspraak worden gedaan met betrekking tot een eventuele overschrijding van 

het groepsrisico. De gemiddelde bevolkingsdichtheid is niet altijd eenvoudig te bepalen. 

Er is in deze situatie sprake van incidentele woonbebouwingen waarin de bevolkings- 

dichtheid per moment en plaats kan variëren. 

In figuur 5 is de grafische weergave van de schematisatie weergegeven. 





Figuur 5: grafische weergave schematisatie 

In de QRA berekening is een bevolkingsdichtheid van 5 personen per hectare, behorende 

bij een incidentele woonbebouwing, gehanteerd (bron: PGS-1, ref. [3]). 

Uit figuur 6 blijkt dat er geen groepsrisico aanwezig is voor beide leidingen, er vindt geen 

overschrijding van de oriëntatiewaarde plaats. 





Figuur 6: gecombineerde F-N curve 





5. CONCLUSIES 

Op basis van het voorgaande wordt, onder de gedane aannames en uitgangspunten, ge- 

concludeerd, dat: 

- Binnen de afstand van het plaatsgebonden risico (gerepresenteerd door de 10 -6 per jaar 

risicocontourlijn) ten opzichte van de leiding-as mogen geen woonbebouwing en/of bij- 

zondere objecten geplaatst worden. De 10 -6 per jaar contourlijn is gelegen op de leidin- 

gen en biedt dus geen beperking op voor woningen en overige bijzondere objecten buiten 

de belemmerende strook. 

- Uit figuur 6 blijkt dat er geen groepsrisico aanwezig is voor beide leidingen, er vindt 

geen overschrijding van de oriëntatiewaarde plaats. 





[A] Tekening 

BIJLAGEN 





BIJLAGE A 

TEKENING

BV KKS QRA 6 inch ethyleen leiding van Dow en Shell ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?