Анализ рисков и опасностей на производственных объектах

Для представления результатов  анализа последствий возможных чрезвычайных (аварийных) ситуаций можно использовать как форму табл. 1.1

 

 

Табл. 1.1.

Вариант представления  результатов анализа последствий аварии

Источник опасности	Объект И1	Объект И2
Потенциальная авария (инициатор) Возможные причины Возможные последствия Контролирующие действия Шкала ущерба Основной ущерб Сопутствующий ущерб Суммарный ущерб U Вероятность аварии Р Риск R = P · U Метод снижения риска   Другие данные	Пожар Возгорания Авария Возможны Минимальный размер оплаты труда (МРОТ) 3 тыс. 1 тыс. 4 тыс. 0.001 0.050 Установка автоматизированной системы  пожаротушения Нет	Выброс токсичного вещества Разгерметизации системы Несчастный случай Маловероятны Минимальный размер оплаты труда (МРОТ) 0.4 тыс. 0.6 тыс. 1 тыс. 0.01 0.16 Планирование спасательных действий Нет

 

Ниже представлена краткая  характеристика основных методов, рекомендуемых  для проведения анализа риска.

1. Методы проверочного листа и «Что будет, если…?» или их комбинация относятся к группе методов качественных оценок опасности, основанных на изучении соответствия условий эксплуатации объекта или проекта требованиям промышленной безопасности [2].

Результатом проверочного листа является перечень вопросов и  ответов о соответствии опасного производственного объекта требованиям промышленной безопасности и указания их обеспечению. Метод проверочного листа отличается от «Что будет, если…?» более обширным представлением исходной информации и представлением результатов о последствиях нарушений безопасности.

Эти методы наиболее просты (особенно при обеспечении их вспомогательными формами, унифицированными бланками, облегчающими на практике проведение анализа и представление результатов), нетрудоемкие (результаты могут быть получены одним специалистом в течение одного дня) и наиболее эффективны при исследовании безопасности объектов с известной технологией.

2. Анализ видов и последствий отказов (АВПО) применяется для качественного анализа опасности рассматриваемой технической системы. Под технической системой в зависимости от целей анализа могут пониматься как совокупность технических устройств, так и отдельные технические устройства или их элементы. Существенной чертой этого метода является рассмотрение каждого аппарата (установки, блока, изделия) или составной части системы (элемента) на предмет того, как он стал неисправным (вид и причины отказа) и какое было бы воздействие отказа на техническую систему.

Анализ видов и последствий  отказа можно расширить до количественного анализа вида, последствий и критичности отказов (АВПКО). В этом случае каждый вид отказа ранжируется с учетом двух составляющих критичности - вероятности (или частоты) и тяжести последствий отказа. Определение параметров критичности необходимо для выработки рекомендаций и приоритетности мер безопасности.

Результаты анализа представляются в виде таблиц с перечнем оборудования видов и причин возможных отказов, с частотой, последствиями, критичностью, средствами обнаружения неисправности (сигнализаторы, приборы контроля и т. п.) и рекомендациями по уменьшению опасности.

Систему классификации  отказов по критериям вероятности-тяжести  последствий следует конкретизировать для каждого объекта или технического устройства с учетом его специфики.

Ниже (табл.2) в качестве примера приведены показатели (индексы) уровня и критерии критичности по вероятности и тяжести последствий отказа. Для анализа выделены четыре группы, которым может быть нанесен ущерб от отказа: персонал, население, имущество (оборудование, сооружения здания, продукция и т. п.), окружающая среда [3].

В табл.2 применены следующие варианты критериев:

I. Критерии отказов по тяжести последствий:

- катастрофический отказ – приводит к смерти людей, существенному ущербу имущества, наносит невосполнимый ущерб окружающей среде;

-критический (некритический) отказ – угрожает (не угрожает) жизни людей, приводит (не приводит) к существенному ущербу имущества, окружающей среде;

-отказ с пренебрежимо малыми последствиями – отказ, не относящийся по своим последствиям ни к одной из первых трех категорий.

II. Категории (критичность) отказов:

А – обязателен количественный анализ риска или требуются особые меры обеспечения безопасности;

В - желателен количественный анализ риска или требуется принятие определенных мер безопасности;

С – рекомендуется проведение качественного анализа опасностей или принятие некоторых мер безопасности;

D - анализ и принятие специальных (дополнительных) мер безопасности не требуются.

Табл. 1.2.

Матрица «вероятности –  тяжесть последствий»

Отказ	Частота возникновения отказа в год	Тяжесть последствий отказа
		катастро- фический	критического	некритического	с малыми последствиями
Частый	>1	А	А	А	С С С
Вероятный	– 10-2	А	А	В В
Возможный	10-2 – 10-4	А	В В
Редкий	10-4 – 10-6	А		С С	D D
Практически невероятный	<10-6	В	С

 

 

Методы АВПО, АВПКО  применяются, как правило, для анализа проектов сложных технических систем или технических решений. Выполняются группой специалистов различного профиля (например, специалистами по технологии, химическим процессам, инженером- механиком) из 3-7 человек в течении нескольких дней, недель.

3. Методом анализа опасности и работоспособности (АОР) исследуются опасности отклонений технологических параметров (температуры, давления и пр.) от регламентных режимов. АОР по сложности и качеству результатов соответствует уровню АВПО, АВПКО.

В процессе анализа для  каждой составляющей опасного производственного  объекта или технологического блока  определяются возможные отклонения, причины и указания по их недопущению. При характеристике 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 отклонения. Конкретные 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, давления, расхода);

«так же, как» - появление дополнительных компонентов (воздух, вода, примеси и т. п.);

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

«иначе, чем» - полное изменение процесса, непредвиденное событие, разрушение, разгерметизации оборудования;

«обратный» - логическая противоположность замыслу, появление обратного потока вещества.

Результаты анализа  представляются на специально технологических  листах (таблицах). Степень опасности отклонений может быть определена количественно путем оценки вероятности и тяжести последствий рассматриваемой ситуации по критериям критичности аналогично методу АВПКО (см. табл.1.1).

Отметим, что метод  АОР, так же как АВПКО, кроме идентификации опасностей и их ранжирования позволяет выявить неясности и неточности в инструкциях по безопасности и способствует их дальнейшему совершенствованию. Недостатки методов связаны с затрудненностью их применения для анализа комбинаций событий, приводящих к аварии [4].

4. Практика показывает, что крупные аварии, как правило, характеризуются комбинацией случайных событий, возникающих с различной частотой на разных стадиях возникновения и развития аварии (отказы оборудования, ошибки человека, нерасчетные внешние воздействия, разрушение, выброс, пролив вещества, рассеяние веществ, воспламенение, взрыв, интоксикация и т. д.). Для выявления причинно-следственных связей между этими событиями используют логико- графические методы анализа «деревьев отказов» и «деревьев событий».

При анализе «деревьев  отказов» (АДО) выявляются комбинации отказов (неполадок) оборудования, инцидентов, ошибки персонала и нерасчетных внешних (техногенных, природных) воздействий, приводящие к головному событию (аварийной ситуации). Метод используется для анализа возможных причин возникновения аварийной ситуации и расчета её частоты (на основе знания частот исходных событий). При анализе «дерева отказа» (аварии) рекомендуется определять минимальные сочетания событий, определяющие возникновение или невозможность возникновения аварии (минимальное пропускное и отсечное сочетания, соответственно).

Анализ «дерева событий» (АДС) – алгоритм построения последовательности событий, исходящих из основного события (аварийной ситуации). Используется для анализа развития аварийной ситуации. Частота каждого сценария развития аварийной ситуации рассчитывается путем умножения частоты основного события на условную вероятность конечного события (например, аварии с разгерметизацией оборудования с горючим веществом в зависимости от условий могут развиваться как с воспламенением, так и без воспламенения вещества).

5. Методы количественного анализа риска, как правило, характеризуются расчетом нескольких показателей риска и могут включать один или несколько вышеупомянутых методов (или использовать их результаты). Проведение количественного анализа требует высокой квалификации исполнителей, большого объёма информации по аварийности, надежности оборудования, выполнения экспертных работ, учета особенностей окружающей 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 производственного объекта;

- при обосновании и оптимизации мер безопасности;

- при оценке опасности  крупных аварий на опасных  производственных объектах имеющих  однотипные технические устройства (например, магистральные трубопроводы);

- при комплексной оценке  опасностей аварии для людей,  имущества и окружающей природной среды.

6. Рекомендации по  выбору методов анализа риска  для различных видов деятельности и этапов функционирования опасного производственного объекта представлены ниже (табл.1.3).

В табл.3 приняты следующие обозначения: «0» -наименее подходящий метод анализа;

«+» - рекомендуемый метод; «++» - наиболее подходящий метод.

Методы могут применяться  изолировано или в дополнение друг другу, причем методы качественного анализа могут включать количественные критерии риска (в основном, по экспертным оценкам с использованием, например, матрицы «вероятность-тяжесть последствий»ранжирования опасности). По возможности полный количественный анализ риска должен использовать результаты качественного анализа опасностей.

Табл. 1.3.

Рекомендации по выбору методов анализа

Метод	Вид деятельности
	Размещение (предпроектные работы)	Проектирование	Ввод или вывод из эксплуатации	Эксплуатация	Реконструкция
Анализ «Что будет, если…?»	0	+	++	++	+
Метод Проверочного листа	0	+	+	++	+
Анализ опасности и  работоспособности	0	++	+	+	++
Анализ видов и последствий  отказов	0	++	+	+	++
Анализ «деревьев отказов  и событий	0	++	+	+	++
Количественный анализ риска	++	++	0	+	++

 

2. Примеры применения методов анализа опасности и оценки риска

2. 1. Применение метода качественного анализа опасности

 

В табл. 2.1 представлен фрагмент результатов анализа опасности и работоспособности участка цеха производства аммиака. В процессе анализа для каждой установки, производственной линии или блока определяются возможные отклонения, причины и рекомендации по обеспечению безопасности. При характеристике каждого возможного отклонения используются ключевые слова «нет», «больше», «меньше», «так же, как», «другой», «иначе, чем», «обратный» и т.п. В табл.4 приведены также экспертные бальные оценки вероятности возникновения рассматриваемого отклонения В, тяжести последствий Т и показателя критичности К = В + Т. Показатели В и Т определялись по 4 – балльной шкале (балл, равный 4, соответствует максимальной опасности).

Табл. 2.1

Перечень отклонений при применении метода изучения опасности и работоспособности компрессорного узла участка цеха производства аммиака (фрагмент результатов)

 

Отклонения, имеющие повышенные значения критичности, далее рассматривались более детально, в том числе при построении сценариев аварийны ситуаций и количественной оценки риска.

2.2 Анализ «дерева отказа»

 

Пример «дерева отказа», используемого для анализа причин возникновения аварийных ситуаций при автоматизированной заправке емкости, приведен на рис. 2.1. Структура «дерева отказа» включает одно головное событие (аварию, инцидент), которое соединяется с набором соответствующих нижестоящих событий (ошибок, отказов, неблагоприятных внешних воздействий), образующих причинные цепи (сценарии аварий). Для связи между событиями в узлах (деревьев) используются знаки «И» и «ИЛИ». Логический знак «И» означает, что вышестоящее событие возникает при одновременном наступлении нижестоящих событий (соответствует перемножению их вероятностей для оценки вероятности вышестоящего события). Знак «ИЛИ» означает, что вышестоящее событие может произойти вследствие возникновения одного из нижестоящих событий.