Муравьева Е.В., Романовский В.Л. Прикладная техносферная рискология. Экологические аспекты

Подождите немного. Документ загружается.

)( tP

−

exp( )t

(13)

Здесь ώ – интенсивность потока событий или параметр потока

отказов, который характеризует среднее число отказов, ожидаемых в малом ин-

тервале наработки.

)(0

),(

lim)(

tttP

t Δ+

(14)

где P (t,t+∆t) – вероятность появления одного отказа на интервале (t,

t+∆t); 0(∆t) – бесконечно малая величина более высокого порядка малости, чем

∆t – это означает, что вероятность совмещения в один и тот же момент двух и

более отказов пренебрежимо мала.

Таким образом, используя отмеченные показатели надежности,

можно принимать различные решения для повышения наде

жности технических

систем.

Глава 3. Методы определения опасности

3.1 Простые методы определения опасности

Целью данного раздела являются:

►обеспечение понимания цели предварительного определения угроз

(опасностей);

►обзор методов, которые могут быть использованы для предварительно-

го определения опасностей.

В процессе оценки риска анализ опасностей выполняет роль ба-

зы, на которой основываются многие элементы системы управления безопасно-

стью и управления при чрезвычайных ситуациях. В целом, анализ опасностей

должен документально зафиксировать существующие угрозы безопасности,

относительную вероятность крупных аварий и их возможных последствий. В

соответствии с Директивой Seveso II, угроза (опасность) – это «неотъемлемо

свойство опасного вещества или реальной ситуации, связанное со способно-

стью нанести ущерб здоровью человека или окружающей среде».

Существует несколько способов анализа опасностей и оценки риска.

Можно использовать либо качественный, либо количественный подход к си-

туации, каждый из которых способен обеспечить правильное представление о

безопасно

сти ситуации, если применяется последовательно. Выбор метода за-

висит от конкретной ситуации или вида риска. В любом случае предпринимае-

мые усилия должны соответствовать степени возможного ущерба.

Как правило, анализ опасностей представляет собой последовательный

процесс, цель которого - соблюдение в полной мере всех требований безопас-

ности. Этот процесс состоит из следую

щих шагов:

Шаг А – Предварительное определение опасностей

Шаг В – Определение источников опасностей и оценка последствий

крупных аварий

Шаг С – Меры предотвращения, контроля и смягчения последствий этих

аварий

Основными проблемами определения опасностей являются полнота, со-

держательность и корректность анализа. Если определение опасностей прово-

дится не в полной мере или непоследовательно, то, очевидно, соответствующие

шаги для контроля выявленных опасностей, угроз не будут предприняты. При

процедуре определения опасностей непоследовательной и неправильной (когда

выявление опасности вызывает сомнение), время, усилия и деньги на анализ и

контроль за эти

ми опасностями тратятся напрасно и принятые решения могут

на самом деле привести к менее безопасному функционированию объекта. Все

эти проблемы решаются соответствующим выбором метода определения опас-

ностей и их правильным применением

В целом, удовлетворительный уровень определения опасностей может

обеспечиваться сочетанием нескольких методик. Выбор определенного набора

методик в значит

ельной мере зависит от сложности и новизны производствен-

ных операций (технологических процессов). На некоторых объектах, не отли-

чающихся новизной и сложностью с точки зрения способов хранения и перера-

ботки опасных материалов, может быть достаточно применение довольно про-

стого подхода. В отношении предприятий, перерабатывающих значительные

объемы опасных материалов, необходим более детальный анализ, с применени-

ем специальных методик.

Важны

м элементом каждого из вышеупомянутых шагов анализа опас-

ностей является использование опыта, приобретенного в результате произо-

шедших ранее аварий и аварийных ситуаций, возникших на данном предпри-

ятии или аналогичном предприятии где-либо в мире. Более детально этот ас-

пект рассматривается в других документах.

В данном разделе описываются простые методы определения

опасностей, такие ка

к:

• Анализ «что произойдет если?»

• Карты (карточки) контроля безопасности

• Проверка концепций безопасности

• Предварительный анализ опасностей

3.2 АНАЛ

ИЗ «ЧТО ПРОИЗОЙДЕТ, ЕСЛИ»

Данная методология широко применяется и может быть ис-

пользована на всех стадиях цикла проекта, начиная с разработки его концеп-

ции.

Анализ «что произойдет, если?» – основан на методе «мозго-

вой атаки», которая, тем не менее, в определенной степени структурирована.

Группе опытных специалистов, знакомых с анализируемыми процессами, ру-

ководителем ан

алитической группы предлагается задавать вопросы и ставить

проблемы, связанные с рассматриваемой конструкцией (например, в химиче-

ской промышленности, это вопросы о блокировках, утечках, коррозии, вибра-

ции, частичных выходах из строя (неполадках), событиях вне предприятия).

Обычно вопросы начинаются со слов «что произойдет, если?». Например:

«Что произойдет, если при запуске в компрессоре окаж

ется воздух?»

«Что произойдет, если в компрессоре высокая температура?»

«Что произойдет, при утечке охладителя?»

«Что произойдет, при утечке смазочных материалов?» и т.д.

Вопрос, однако, может быть поставлен в любой форме, независимо от то-

го включает ли он фразу «что произойдет, если…».

Анализ, как правило, включает следующие шаги:

1. Постанов

ка вопросов, которые возникают сами собой в отношении

любой части системы.

2. Разделение вопросов по типам или по отношению к крупным про-

изводственным стадиям.

3. Постановка новых вопросов последовательно по мере прохождения

каждой стадии.

4. Ответы на вопросы, один за другим, относящиеся к причинам, по-

следствиям и мерам безопасности.

5. Определение действий там, где это приемлемо.

Основой анализа должны стать последние (самые новые) черте-

жи, процедуры, описания и т.п. технологического процесса и оборудования.

Аналитическая группа должна включать специалистов по всем вопросам,

имеющим отношение к делу, например, технологического процесса, оборудо-

вания по эксплуатации и ремонту.

Результаты анализа заносятся в таблицы, подобные приведенной ниже:

«Что произойдет, если» Причины Последствия Меры безопасности Действия

Метод в какой-то степени неструктурирован и вряд ли можно ожидать,

что с его помощью можно выявить все проектные ошибки или их последствия.

Однако, результат может быть значительно улучшен при использовании данно-

го метода совместно с методом карт контроля безопасности. Некоторые из этих

карт являются результатом подобной комбинации методов.

3.3 КАРТЫ КОНТРОЛЯ БЕЗОПАСНОСТИ

Анализ при помощи карт (карточек) контроля безопасности предст

авля-

ет собой систематический подход, основанный на использовании стандартов

безопасности и опыта специалистов. Карта контроля безопасности состоит из

ряда пунктов, которые подлежат проверке по конкретным параметрам, напри-

мер, использовании определенного производственного оборудования или ве-

ществ.

В частности, можно рассмотреть ситуацию с разгрузкой давления и ва-

куума: «Рассчитана ли разгрузочная система на двухфазовый поток, и должна

ли быть рассчитана?»

Берется список вероятных опасностей и рассматривает

ся каждый его

пункт, с точки зрения применимости к рассматриваемой системе.

Метод карты контроля безопасности – это метод сравнения, которое

может быть получено либо на основе опыта как такового (включая сопоставле-

ние с нормами и правилами) либо, для определенного типа предприятия, на ос-

нове использования фундаментальных методик, без повторения всего процесса

исследования, когда приходится рассматривать схожий проект.

Карты контроля безопасности по своей сути являют

ся наиболее простым

и эмпирическим средством использования уже имеющегося опыта при проек-

тировании объектов или в ситуациях, когда необходимо удостовериться в том,

что учтены все вопросы, указанные в списке.

Карты контроля безопасности являются основным методом определения

опасностей. Они могут относиться к свойствам материалов или, например,

только к оборудованию.

Карта контроля безопасност

и также служит предметным указателем по

тем вопросам, которые требуют внимания на каждой стадии жизненного цикла

оборудования и сооружения. Они наиболее эффективны для постановки про-

блем и открытых вопросов, чем для вопросов требующих ответа в виде

«Да/Нет».

Карты контроля безопасности применимы как для систем управления в

целом, так и проектирования, включая все его стадии. Очевидно, последо

ва-

тельность использования карты предполагает начало со стадии проекта, вклю-

чающей составление контрольных таблиц свойств основных материалов и ха-

рактеристик процессов, продолжение - в виде составления аналогичных таблиц

подробной конструкции объекта, и завершение - в виде карт контроля безопас-

ности производственного процесса.

3.4 ПРОВЕРКИ КОНЦЕПЦИИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОЕКТА

Данный метод применяется только при первичных проверках. Он ис-

пользуется в химической про

мышленности на самой ранней стадии проектиро-

вания завода – до составления технологических карт. При помощи этого метода

анализируются различные варианты и рассматриваются общие организацион-

ные вопросы. Осуществляется сбор общей информации об инцидентах, про-

изошедших ранее как внутри, так и вне организации, об опасных свойствах хи-

мических веществ либо планируемых к использованию, либо их заменителей.

Аналитической группой рассматриваются задачи проекта, возможные стадии

производственного цикла, химические вещества, которые могут быть исполь-

зованы на каждой стадии цикла, а та

кже состав образующихся при этом сточ-

ных вод.

Целью проверки является оценка возможных опасностей, возникающих

в процессе производства, предпочтительности использования того или иного

химического процесса с точки зрения его опасности и конкретных законода-

тельных актов, регулирующих деятельность рассматриваемого предприятия.

Именно в этот момент необходимо установить степень глубины и сроки всех

последующих проверок безо

пасности. Проверка концепции проекта должна

обеспечить проектировщикам обоснование необходимости и конкретном со-

вершенствовании проекта и гарантировать, что эти улучшения будут реализо-

ваны уже на стадии проектирования.

Это полезная методика, стимулирующая внутренне присущую объектам

безопасность, объектом которой является концепция проекта. Присущие веще-

ствам опасные свойства рассматриваются с точки зрения защиты здоровья и

жизни персонала предприятия, воздей

ствия на население и окружающую среду.

Внутренне присущая объектам безопасность достигается путем рассмотрения

сначала возможности замены данного вещества более безопасным, а затем воз-

можности сокращения запасов применяемых веществ.

3.5 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОПАСНОСТИ (ПАО)

Предварительный анализ опасности (ПАО) начинается после подробно-

го изучения исходных данных об объекте. На основании технического опи

са-

ния, используя принцип модульной декомпозиции, объект разбивается на ряд

функциональных подсистем. Например, могут быть введены такие системы,

как механическая, электрическая, гидравлическая, система контроля и управле-

ния и т.п.

Модульная декомпозиция, дополнительно к функциональной, может

иметь и пространственное разделение, когда какая-то подсистема имеет боль-

шую протяженность и может занимать различные помещения.

Например, баки с топливом в теплоэнергетических установках относят-

ся к подсистеме топливоподающей системы, но располагаются в отдельном

боксе и могут анализироваться отдельно. В этом случ

ае в анализ выявления

опасностей могут включаться элементы и части других функциональных сис-

тем, но располагающихся в другом боксе.

После проведения модульной декомпозиции приступают к дальнейшему

анализу, используя прием последовательных шагов.

Первым шагом к устранению опасностей является их выявление. Выяв-

ление опасностей проводится по двум направлениям. Значительным источни-

ком информации являютс

я данные по отказам, несчастным случаям, авариям.

Причем полезной может быть не только информация по происшествиям на

данном объекте, но другая статистика на подобных объектах. Подобный анализ

совершившихся случаев, когда опасности уже реализовались, называется апо-

стериорным. Но в реальных объектах могут быть скрытые потенциальные ис-

точники опасности, которые еще не реализовались и не отражены в статисти

ке

происшествий. Следовательно, необходимо проводить и априорный анализ.

Априорный анализ выявления опасностей должен базироваться на глу-

боком знании физических, химических, биологических процессов, протекаю-

щих в объекте, сведениях о взаимодействии различных систем, данных о на-

дежности различных систем, подсистем и элементов. После того, ка

к выявлены

опасности, свойственные данному объекту, приступают ко второму шагу ана-

лиза.

Вторым шагом анализа является установление подсистем, частей, дета-

лей и элементов, которые могут быть источником, выявленных на первом шаге,

опасностей. Второй шаг по существу является привязкой к конкретному носи-

телю. Для установления конкретного носителя или источника возникновения

опасности, необходимо использовать принцип модульной декомпозиции и для

подсистем, расчленяя их до отдельных элементов.

После установления частей системы и элементов, являющихся источни-

ками опасностей, приступают к третьему шагу анализа. В третьем шаге прово-

дится ранжирование выявленных опасностей. Ранжирование проводят по четы-

рем показателям, которые с различных аспектов характеризуют установленную

опасность.

Первый пок

азатель – значимость опасности. Значимость характеризует

опасность как с точки зрения значимости по последствиям при возможной реа-

лизации этой опасности.

Ранжирование по показателю значимости можно проводить по четырем

категориям:

1 категория: пренебрежимые эффекты. К этой категории можно отне-

сти отказы, поломки и другие отклонения от нормального процесса, которые не

влияют на общую работоспособность системы.

2 категория: граничные эффекты. Значимо

сть этого ранга опасности

несколько выше, чем у первой категории, последствия могут быть серьезнее.

Эта категория характеризует предельно допустимые последствия.

3 категория: критические ситуации. Опасности этой категории могут

иметь серьезные последствия в виде выхода из строя всей системы или значи-

тельной части ее, привести к авариям, травматизму, вызвать серьезный мат

ери-

альный ущерб.

4 категория: катастрофические последствия. Опасности, отнесенные к

4 категории, приводят к выходу из строя всей системы и имеют катастрофиче-

ские последствия большого масштаба с человеческими жертвами, разрушения-

ми, материальными потерями.

Второй показатель – вероятность реализации опасности характеризует

величину риска наступления опасного события. Величина риска имеет количе-

ственную меру, но на этапе предварительного анализ

а опасности необходимо

установить примерно качественную величину вероятности риска.

Оценку риска проводят по следующим четырем категориям:

1 категория: небольшая вероятность. К этой категории относятся

очень редкие случайные события, но вероятность реализации которых не ис-

ключена.

2 категория: умеренная вероятность. В этой категории вероятность со-

вершения событий уже не относится к разряду редких или маловероятных, а

составляет определенную долю полной групп событий.

3 категория: значительная вероятность. Такая вероятность намного

больше, че

м при второй категории и составляет большую долю всего массива

событий.

4 категория: неотвратимая вероятность. Характеризует ситуации, ко-

гда совершение событий близко к единице.

Третий показатель – действия. В зависимости от сочетания первых двух

показателей (значимости и вероятности) могут быть выбраны действия из сле-

дующих четырех категорий:

1 категория: несрочные действия. Такие действия могут быть в том

случ

ае, если анализ показывает небольшую вероятность события с пренебре-

жимыми эффектами.

2 категория: требуется анализ для выбора вида и характера деятельно-

сти, направленного на устранение данной опасности. Это могут быть опасности

с граничными эффектами с умеренной опасностью реализации.

3 категория: достаточно быстро. В этой категории предполагается ста-

дия анали

за и принятия решения проведена быстро и необходимы практиче-

ские действия по предотвращению опасности. Такие действия необходимо

предпринимать в тех случаях, когда возможна значительная вероятность кри-

тических ситуаций.

4 категория: немедленные действия. Такая категория необходима при

неотвратимой вероятности критических или катастрофических опасных ситуа-

ций. В качестве действий могут быть и решен

ия об остановке функционирова-

ния объекта, если не выбраны какие-то другие варианты действий.

Четвертый показатель – стоимость затрат выбранных действий. Могут

быть следующие категории: