1. основныепон яти я надёж н ости техн ических систем
 Скачать 0.96 Mb.
|
|
57 Анализ последствий включает оценку воздействий на людей, имуще ство или окружающую среду. Для прогнозирования последствий необхо димы модели аварийных процессов, понимание их сущности и сущности используемых поражающих факторов, так как нужно оценить физические эффекты нежелательных событий (пожаров, взрывов, выбросов токсич ных веществ) и использовать критерии поражения изучаемых объектов воздействия. На этапе оценки риска следует проанализировать возможную неоп- ределённость результатов, обусловленную неточностью информации по надёжности оборудования и ошибкам персонала, а также принятых допу щений, применяемых при расчёте моделей аварийного процесса. Анализ неопределённости - это перевод неопределённости исходных параметров и предложений, использованных при оценке риска, в неопределённость результатов. Наибольший объём рекомендаций по обеспечению безопасности вы рабатывается с применением качественных (инженерных) методов анали за риска, позволяющих достигать основных целей риск-анализа при ис пользовании меньшего объёма информации и затрат труда. Однако коли чественные методы оценки риска всегда очень полезны, а в некоторых ситуациях - и единственно допустимы, в частности, для сравнения опас ностей различной природы или при экспертизе особо опасных сложных технических систем. Разработка рекомендаций по уменьшению риска (управлению рис ком) является заключительным этапом анализа риска. Рекомендации мо гут признать существующий риск приемлемым или указывать меры по уменьшению риска, т.е. меры по его управлению. Меры по управлению риска могут иметь технический, эксплуатационный или организационный характер. К онтрольны е вопросы 1. Дать определение риска. 2. Дать определение коллективному риску. 3. Дать определение территориальному риску. 4. Дать определение индивидуальному риску. 5. Какие данные могут быть использованы для анализа риска? 6. Что такое идентификация опасностей? 7. Что включает в себя оценка риска? 8. Что такое анализ риска? 58 9. КАЧЕСТВЕН Н Ы Е М ЕТО Д Ы АНАЛИЗА РИСКА Объектом анализа опасностей как источника техногенного риска яв ляется система «человек-машина-окружающая среда (ЧМС)», в которой в единый комплекс объединены технические объекты, люди и окружающая среда, взаимодействующие друг с другом. Анализ опасностей и риска позволяет определить источники опасно стей, потенциальные аварии и катастрофы, последовательности развития событий, вероятности аварий, величину риска, величину последствий, пути предотвращения аварий и смягчения последствий. Методы определения потенциального риска можно разделить на: - инженерные методы с использованием статистики, когда произ водится расчёт частот, проводится вероятностный анализ безопасности и построение «деревьев опасности»; - модельные методы основаны на построении моделей воздействия опасных и вредных факторов на отдельного человека, на профессиональ ные и социальные группы населения; - экспертные методы включают определение вероятностей различ ных событий на основе опроса опытных специалистов-экспертов; - социологические методы, которые основаны на опросе населения. Для отражения различных аспектов опасности эти методы применя ются в комплексе. Анализ риска описывает опасности качественно и количественно и заканчивается планированием предупредительных мероприятий. Он бази руется на знании алгебры логики и событий, теории вероятностей, стати стическом анализе, требует инженерных знаний и системного подхода. Качественные методы анализа риска позволяют определить источни ки опасностей, потенциальные аварии и несчастные случаи, последова тельности развития событий, пути предотвращения аварий (несчастных случаев) и смягчения последствий. Анализ риска начинают с предварительного исследования, позво ляющего идентифицировать источники опасности. Затем проводят де тальный качественный анализ. Выбор качественного метода анализа риска зависит от цели анализа, назначения объекта и его сложности. Качественные методы анализа опас ностей включают: - предварительный анализ опасностей; - анализ последствий отказов; - анализ опасностей методом потенциальных отклонений; - анализ ошибок персонала; - причинно-следственный анализ; - анализ опасностей с помощью «дерева причин»; - анализ опасностей с помощью «дерева последствий». 59 Предварительный анализ опасностей (ПАО), заключается в выявле нии источника опасностей, определении системы или событий, которые могут вызывать опасные состояния, характеристике опасностей в соответ ствии с вызываемыми ими последствиями. Предварительный анализ опасностей осуществляют в следующем порядке: - изучают технические характеристики объекта, системы, процесса, используемые энергетические источники, рабочие среды, материалы и устанавливают их повреждающие свойства; - устанавливают нормативно-техническую документацию, дейст вие которой распространяется на данный технический объект, систему, процесс; - проверяют существующую техническую документацию на её со ответствие нормам и правилам безопасности; - составляют перечень опасностей, в котором указывают иденти фицированные источники опасностей, повреждающие факторы, потенци альные аварии, выявленные недостатки. В целом ПАО представляет собой первую попытку выявить обору дование технической системы (в её начальном варианте) и отдельные со бытия, которые могут привести к возникновению опасностей. Этот анализ выполняется на начальном этапе разработки системы. Детальный анализ возможных событий обычно проводится с помощью «дерева отказов», после того как система полностью определена. Анализ последствий отказов (АПО) - качественный метод иденти фикации опасностей, основанный на системном подходе и имеющий ха рактер прогноза. АПО является анализом индуктивного типа, с помощью которого систематически, на основе последовательного рассмотрения од ного элемента за другим, анализируются все возможные виды отказов или аварийные ситуации и выявляются их результирующие воздействия на систему. Отдельные аварийные ситуации и виды отказов элементов позволяют определить их воздействие на другие близлежащие элементы и систему в целом. АПО осуществляют в следующем порядке: - техническую систему (объект) подразделяют на компоненты; - для каждого компонента выявляют возможные отказы; - изучают потенциальные аварии, которые могут вызвать отказы на исследуемом объекте; - отказы ранжируют по опасностям и разрабатывают предупреди тельные меры. Результаты анализа последствий отказа представляются в виде таб лиц с перечнем оборудования, видов и причин возможных отказов, с час тотой, последствиями, критичностью, средствами обнаружения неисправ 60 ности (сигнализаторы, приборы контроля и т.п.) и рекомендациями по уменьшению опасности. В качестве примера в табл. 1 приведены показатели (индексы) уров ня и критерии критичности по вероятности и тяжести последствий отказа. Для анализа выделены четыре группы, которым может быть нанесён ущерб от отказа: персонал, население, имущество (оборудование, соору жения, здания, продукция и т.п.), окружающая среда. К ритерии отказов по тяж ести последствий: - катастрофический отказ - приводит к смерти людей, сущест венному ущербу имуществу, наносит невосполнимый ущерб окружающей среде; - критический (некритический) отказ - угрожает (не угрожает) жизни людей, приводит (не приводит) к существенному ущербу имущест ву, окружающей среде; - отказ с пренебрежимо малыми последствиями - отказ, не отно сящийся по своим последствиям ни к одной из первых трёх категорий. К атегории (критичность) отказов: А - обязателен количественный анализ риска или требуются особые меры обеспечения безопасности; В - желателен количественный анализ риска или требуется принятие определённых мер безопасности; 1. М атрица «Вероятность - тяж есть последствий» Отказ Частота возникновения отказа в год Тяжесть последствий отказа ка та ст ро ф и ч ес ко го к р и ти ч ес к о го о г о к се Ё р к ен с п р ен еб р еж и м о м ал ы м и п о сл ед ст ви ям и Частный > 1 А А А С Вероятный -1 0 -2 А А В С Возможный 1G-2^ 1 G ^ А В В С Редкий iG ^.-lG "6 А В С D Практически невероятный < 1G-6 В С С D 61 С - рекомендуется проведение качественного анализа опасностей или принятие некоторых мер безопасности; D - анализ и принятие специальных (дополнительных) мер безопас ности не требуется. Этим методом можно оценить опасный потенциал любого техниче ского объекта. По результатам анализов отказов могут быть собраны дан ные о частоте отказов, необходимые для количественной оценки уровня опасности рассматриваемого объекта. Анализ опасностей методом потенциальных отклонений (АОМПО) включает процедуру искусственного создания отклонений с помощью ключевых слов. Для этого разбивают технологический процесс или тех ническую систему на составные части и, создавая с помощью ключевых слов отклонения, систематично изучают их потенциальные причины и те последствия, к которым они могут привести на практике. В процессе анализа для каждой составляющей опасного производст венного объекта или технологического блока определяются возможные отклонения, причины и указания по их недопущению. При характеристи ке отклонения используются ключевые слова «нет», «больше», «меньше», «так же, как», «другой», «иначе, чем», «обратный» и т.п. Применение ключевых слов помогает исполнителям выявить все возможные отклоне ния. Конкретное сочетание этих слов с технологическими параметрами определяется спецификой производства. Примерное содержание ключевых слов следующее: «нет» - отсутствие прямой подачи вещества, когда она должна быть; «больше (меньше)» - увеличение (уменьшение) значений режимных переменных по сравнению с заданными параметрами (температуры, дав ления, расхода); «так же, как» - появление дополнительных компонентов (воздух, вода, примеси); «другой» - состояние, отличающееся от обычной работы (пуск, оста новка, повышение производительности и т.д.); «иначе, чем» - полное изменение процесса, непредвиденное событие, разрушение, разгерметизация оборудования; «обратный» - логическая противоположность замыслу, появление обратного потока вещества. Отклонения, имеющие повышенные значения критичности, далее рассматриваются более детально, в том числе при построении сценариев аварийных ситуаций и количественной оценки риска. Степень опасности отклонений может быть определена количест венно путём оценки вероятности и тяжести последствий рассматри ваемой ситуации по критериям критичности аналогично методу АПО (см. табл. 1). 62 К онтрольны е вопросы 1. В чём заключается предварительный анализ опасностей? 2. Дать определение катастрофическому отказу. 3. Дать определение критическому (некритическому) отказу. 4. Что такое анализ последствий отказов (АПО)? 5. Перечислите критерии отказов по тяжести последствий. 6. В чём заключается предварительный анализ опасностей (ПАО)? 7. Что включает в себя анализ опасностей методом потенциальных отклонений (АОМПО)? 8. Дать определение отказу с пренебрежимо малыми последст виями. 10. К О Л И ЧЕС ТВ ЕННАЯ ОЦЕН КА РИСКА Количественный анализ опасностей даёт возможность определить вероятности аварий и несчастных случаев, величину риска, величину по следствий. Методы расчёта вероятностей и статистический анализ явля ются составными частями количественного анализа опасностей. Установ ление логических связей между событиями необходимо для расчёта веро ятностей аварии или несчастного случая. Методы количественного анализа риска, как правило, характеризу ются расчётом нескольких показателей риска и могут включать один или несколько вышеупомянутых методов (или использовать их результаты). Проведение количественного анализа требует высокой квалификации ис полнителей, большого объёма информации по аварийности, надёжности оборудования, выполнения экспертных работ, учёта особенностей окру жающей местности, метеоусловий, времени пребывания людей в опасных зонах и других факторов. Количественный анализ риска позволяет оценивать и сравнивать различные опасности по единым показателям, он наиболее эффективен: - на стадии проектирования и размещения опасного производст венного объекта; - при обосновании и оптимизации мер безопасности; - при оценке опасности крупных аварий на опасных производст венных объектах, имеющих однотипные технические устройства (напри мер, магистральные трубопроводы); - при комплексной оценке опасностей аварий для людей, имущест ва и окружающей природной среды. При анализе опасностей сложные системы разбивают на подсистемы. Подсистемой называют часть системы, которую выделяют по определён ному признаку, отвечающему конкретным целям и задачам функциониро вания системы. Подсистема может рассматриваться как самостоятельная система, состоящая из других подсистем, т.е. иерархическая структура сложной системы может состоять из подсистем различных уровней, где подсистемы низших уровней входят составными частями в подсистемы высших уровней. В свою очередь, подсистемы состоят из компонентов - частей системы, которые рассматриваются без дальнейшего деления как единое целое. Логический анализ внутренней структуры системы и определение вероятности нежелательных событий E как функции отдельных собы тий E i являются одной из задач анализа опасностей. Итак, количественная оценка риска представляет собой процесс оценки численных значений вероятности и последствий нежелательных процессов, явлений, событий, а, стало быть, к достоверности получаемых оценок надо подходить осторожно. 64 Для численной оценки риска используют различные математические формулировки. Обычно при оценке риска его характеризуют двумя величинами - вероятностью события Р и последствиями X, которые в выражении мате матического ожидания выступают как сомножители: R - P X . По отношению к источникам опасностей оценка риска предусматри вает разграничение нормального режима работы Rн и аварийных ситуа ций Rjffi : R - RH + R w - РнX н + РавX ав . В случае когда последствия неизвестны, то под риском понимают ве роятность наступления определённого сочетания нежелательных событий n r - U p i-1 При необходимости можно использовать определение риска как ве роятности превышения предела х: R - Р{Х> х}, где £, - случайная величина. Техногенный риск оценивают по формуле, включающей как вероят ность нежелательного события, так и величину последствий в виде ущер ба U: R - P U . Если каждому нежелательному событию, происходящему с вероят ностью P i, соответствует ущерб Ui, то величина риска будет представлять собой ожидаемую величину ущерба R - и* - Ц и . i -1 Если все вероятности наступления нежелательного события одина ковы (Pi = Р, i = 1, n), то следует R - Р t U> i-1 65 Когда существует опасность здоровью и материальным ценностям, риск целесообразно представлять в векторном виде с различными едини цами измерения по координатным осям: R - U Р. Перемножение в правой части этого уравнения производится поком понентно, что позволяет сравнивать риски. Индивидуальный риск можно определить как ожидаемое значение причиняемого ущерба U за интервал времени T и R - U * / ( MT ). Общий риск для группы людей (коллективный риск) R - U*/ T . К онтрольны е вопросы 1. Какими величинами руководствуются при оценке риска? 2. Что позволяет оценить количественный анализ риска? 3. Чем характеризуются методы количественного анализа риска? 4. Какие возможности предоставляет количественный анализ опас ностей? 66 11. ПРАВОВЫ Е А С П ЕК ТЫ АНАЛИЗА РИ СКА И У ПРАВЛЕНИЯ П РО М Ы Ш Л ЕН Н О Й БЕЗО П А С Н О С ТЬЮ Усложнение технологий, использование широкой номенклатуры хи мических веществ привело к тому, что происходящие техногенные аварии стали носить всё более катастрофический характер, оказывая пагубное воздействие на здоровье людей и окружающую природную среду. Крупные промышленные аварии 197G - 19SG^ гг. заставили законо творцев и промышленников пересмотреть своё отношение к вопросам промышленной безопасности. Возникла очевидная необходимость появ ления законов, регулирующих специфические вопросы промышленной безопасности, которые не нормируются ни трудовым, ни экологическим правом. В 19SG-3 гг. стало развиваться законодательство по промышлен ной безопасности во многих странах (ЕС, США, Канаде, Японии). Струк тура систем законодательства в большинстве случаев, в том числе и в России, представляет многоступенчатую пирамиду, в вершине которой располагается Основной закон страны (Конституция) или Г оловной закон, имеющий либо объединяющие вопросы охраны труда, экологии, гигиены труда и промышленной безопасности. Ниже расположены законы по про мышленной безопасности (не во всех странах), которые принимаются ли бо парламентом, либо региональными органами власти. На следующей ступени - межотраслевые нормативные документы, принимаемые прави тельством на основании законов. Следующая ступень - отраслевая норма тивная и нормативно-техническая документация, утверждённая соответ ствующими компетентными государственными органами. За ними следу ют различные ведомственные инструкции, положения, правила и т.д. Основные элементы правового регулирования промышленной безо пасности, составляющие национальные системы регулирования нацио нальной безопасности, сводятся к следующим требованиям. 11.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ ПО СТЕПЕНИ ОПАСНОСТИ Первое мероприятие в любой системе контроля за опасностями - разработка правительствами через компетентный орган соответствующих критериев, согласно которым должно определяться, какие объекты пред ставляют наибольшую потенциальную угрозу для безопасности. В боль шинстве стран (США, Германии, Нидерландах, Норвегии, Великобрита нии, Франции) классификация промышленных объектов по опасности производится по наличию опасных веществ на объекте. Такой же подход предлагается в Директиве по Севезо и Конвенции о трансграничном воз действии промышленных аварий. В законодательных актах устанавлива |