книги / Разработка специальных разделов проектной документации, основанных на методологии анализа риска

В табл. 6 применены следующие варианты критериев:

♦критерии отказов по тяжести последствий:

>катастрофический отказ - приводит к смерти людей, сущест­ венному ущербу имуществу, наносит невосполнимый ущерб окружающей среде,

>критический/некритический отказугрожает/не угрожает жизни людей, приводит/не приводит к существенному ущер­ бу имуществу, окружающей среде,

> отказ с пренебрежимо малыми последствиями - отказ, не относящийся по своим последствиям ни к одной из пер­ вых трех категорий.

♦категории (критичность) отказов:

>«А» - обязателен количественный анализ риска, или требу­ ются особые меры обеспечения безопасности;

>«В» - желателен количественный анализ риска, или требу­ ется принятие определенных мер безопасности;

>«С» - рекомендуется проведение качественного анализа опас­ ностей или принятие некоторых мер безопасности;

> «Д »- анализ и принятие специальных (дополнительных) мер безопасности не требуется.

Методы АВПО, АВПКО применяются, как правило, для анализа проектов сложных технических систем или технических решений. Вы­ полняются группой специалистов различного профиля (например, спе­ циалист по технологии, химическим процессам, инженер-механик) из 3-7 человек в течение нескольких дней, недель.

Вметоде «Анализ опасности и работоспособности» (АОР) иссле­ дуется влияние отклонений технологических параметров (температуры, давления и пр.) от регламентных режимов с точки зрения возможности возникновения опасности. АОР по сложности и качеству результатов со­ ответствует уровню АВПО, АВПКО.

Впроцессе анализа для каждой составляющей опасного производ­ ственного объекта или технологического блока определяются возможные отклонения, причины и указания по их недопущению. При характеристи­ ке отклонения используются ключевые слова «нет», «больше», «меньше»,

«также как», «другой», «иначе чем», «обратный» и т.п. Применение клю­ чевых слов помогает исполнителям выявить все возможные отклонения. Конкретное сочетание этих слов с технологическими параметрами опре­ деляется спецификой производства.

Примерное содержание ключевых слов следующее:

♦«НЕТ» - отсутствие прямой подачи вещества, когда она долж­

на быть;

♦«БОЛЬШЕ (МЕНЬШЕ)» - увеличение (уменьшение) значений режимных переменных по сравнению с заданными параметрами (темпе­ ратуры, давления, расхода);

♦«ТАКЖЕ КАК» - появление дополнительных компонентов (воздух, вода, примеси);

♦«ДРУГОЙ» - состояние, отличающееся от обычной работы (пуск, остановка, повышение производительности и т.д.);

♦«ИНАЧЕ ЧЕМ» - полное изменение процесса, непредвиденное событие, разрушение, разгерметизация оборудования;

♦«ОБРАТНЫЙ» - логическая противоположность замыслу, по­ явление обратного потока вещества.

Результаты анализа представляются на специальных технологиче­ ских листах (таблицах). Степень опасности отклонений может быть оп­ ределена количественно путем оценки вероятности и тяжести последст­ вий рассматриваемой ситуации по критериям критичности аналогично методу АВПКО.

Отметим, что метод АОР так же, как АВПКО, кроме идентифика­ ции опасностей и их ранжирования позволяет выявить неясности и не­ точности в инструкциях по безопасности и способствует их дальнейше­ му совершенствованию. Недостатки методов связаны с затрудненностью их применения для анализа комбинаций событий, приводящих к аварии.

4.6.3. Методы количественной оценки риска

Методы количественной оценки риска, как правило, характеризу­ ются расчетом нескольких показателей риска (потенциальный, индиви­ дуальный, коллективный, социальный и т.д.) и могут включать один или несколько качественных методов (п. 4.6.2) или использовать их резуль­ таты. Проведение количественного анализа требует высокой квалифи­

4.7. Ко л и ч е с т в е н н а я о ц ен к а а в а ри й н о г о ри с к а

Определяющее соотношение для прогнозирования оценок ава­ рийного риска может быть представлено в виде

R = P U ,

где R - величина аварийного риска;

Р - вероятность нежелательных событий; U - последствия нежелательных событий.

Из приведенного соотношения следует, что прогноз уровня ава­ рийной опасности связан как с частотным анализом возможных ава­ рийных процессов, так и с оценкой ущерба при аварии.

4.7.1. Оценка частоты аварий

Метод, основанный на использовании статистических данных, является наиболее простым, однако ему присущи сложности, связанные с недостатком данных для нетиповых объектов. Кроме того, практически не учитывается специфика конкретного объекта. Например, в [9] содер­ жатся статистические данные по частоте возникновения пожаров в здани­ ях, а в [8] - сведения о частотах реализации событий, инициирующих по­ жароопасные ситуации для некоторых типов оборудования, частотах уте­ чек из технологических трубопроводов и т.д. (табл. 8, 9).

ляется метод построения логико-графических схем («деревьев отказов» и «деревьев событий»), подробно описанный в нормативно-технической литературе [16-18 и др.]. Логико-графические методы, а также имита­ ционные модели позволяют максимально учесть специфику конкретного объекта, а также разработать рекомендации по внедрению технических устройств, приводящих к снижению показателя вероятности аварии. Однако следует отметить высокую трудоемкость методов (особенно для сложных объектов), высокие требования к квалификации экспертов, производящих оценку вероятности таким методом, влияние неопреде­ ленности исходных данных на результат оценки вероятности.

«Дерево отказов» состоит из сочетаний негативных исходных собы­ тий, ведущих к возникновению конечного события - аварии, устанавливае­ мых с помощью причинно-следственных взаимосвязей. События, состав­ ляющие «дерево отказов» и отдельные его ветви, соединяются между собой логическими знаками «и», «или», «запрет», «исключающее или».

Знак «и» используется, когда выходное событие происходит, ес­ ли все входные события возникают одновременно. Знак «или» исполь­ зуется, когда выходное событие происходит, если случается любое из входных событий. Знак «запрет» используется в том случае, если на­ личие входного события вызывает появление выходного тогда, когда происходит условное событие. Знак «исключающее или» использует­ ся, если выходное событие происходит, если случается только одно из входных событий.

В «деревьях отказов» присутствуют следующие события:

♦исходные события - отказы отдельных элементов технологи­ ческого объекта или ошибки персонала;

♦условные события - события, представляющие собой обяза­ тельное условие для реализации верхнего промежуточного или конечно­ го события;

♦промежуточные события - события, связанные с реализацией исходных при выполнении определенных условий (например, нахождении вагона-цистерны на рассматриваемом транспортном участке и др.);

♦конечные события - события, являющиеся результатом реали­ зации промежуточных при выполнении определенных условий.

«Дерево отказов» представляется в графическом виде. Ниже пред­ ставлены графические символы, используемые в «деревьях отказов»:

-исходные (элементарные события);

-условные события;

-промежуточные и конечные события;

-знак логической связи между событиями «и»;

-знак логической связи между событиями «или»;

-знак логической связи между событиями «исключающее или»;

-знак логической связи между событиями «запрет».

События дерева, соединенные логическим условием «и», объеди­ няются по принципу перемножения. При этом параметр головного собы­ тия Р рассчитывается как произведения из п параметров предпосылок:

/=1

События дерева, соединенные логическим условием «или», объе­ диняются по принципу логического сложения, а их соответствующие параметры образуют следующую алгебраическую зависимость:

Р = 1 - П ( 1 - / > > О)

/=1

Расчет вероятности возникновения аварии выполняется поэтап­ но - снизу вверх, по каждой группе вышеназванных событий.

При построении «деревьев отказов» рассматриваются:

♦возможные отклонения параметров (нарушения режимов) про­ цесса от предусмотренных технологическим регламентом значений и при­ чины этих отклонений;

♦механические поломки и отказы элементов оборудования, тру­ бопроводов и арматуры;

♦отказы систем КИП и А, сигнализации, автоматических систем управления (АСУ) и противоаварийной защиты (ПАЗ);

♦ошибки персонала.

Оценка вероятности отказов (безотказной работы) для отдельных видов оборудования, узлов и приборов проводится, например, в предпо­ ложении экспоненциального закона распределения промежутков време­ ни между отказами. При этом может использоваться статистический материал об отказах.

Используются также данные о наработке на отказ, приводимые в паспортах, данные справочной и другой литературы.

При анализе ошибок персонала учитывается функциональная связь в системе «человек-машина» и используются статистические данные об ошибках персонала. Примерами применения описанного выше метода определения вероятности могут служить «деревья отказов», построенные для сепараторного (рис. 1) и компрессорного (рис. 2) оборудования.

Вероятность множества возможных исходов каждого инициирую­ щего (начального) события, приводящих к воздействию поражающих факторов аварий на людей, имущество и другие объекты, определяется с использованием метода «деревьев событий» (рис. 3). При построении «дерева событий» анализируются промежуточные события с использова­ нием двоичной системы, в которой элементы защиты (отсечные устройст­ ва, системы аварийного опорожнения, паровые или водяные завесы, сис­ темы пожаротушения и т.д.) или оператор либо выполняют свои функции, либо нет. Начальное событие в «дереве событий» является верхним собы­ тием в «дереве отказов». Как выполнение защитными элементами и опе­ раторами своих функций, так и отказы и ошибки приводят к исходам - ко­ нечным аварийным событиям с разными масштабами последствий.

Условные обозначения, применяемые при построении: НС - начальное событие; ПС - промежуточное событие; КС - конечное событие;