Ветошкин А.Г., Марунин В.И. - Надежность и безопасность технических систем

Министерство образования Российской ФедерацииПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТА.Г.Ветошкин, В.И.МарунинНАДЕЖНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМУчебное пособиеПенза 20021УДК 621.192Ветошкин А.Г., Марунин В.И. НАДЕЖНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ. /Под ред. доктора технических наук, профессора, академикаМАНЭБ А.Г.Ветошкина – Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2002. - 129 с.: ил., библиогр.Рассмотрены основные положения теории надежности технических систем итехногенного риска.

Приведены математические формулировки, используемые приоценке и расчете основных свойств и параметров надежности технических объектов,рассмотрены элементы физики отказов, структурные схемы надежности техническихсистем и их расчет, сформулированы основные методы повышения надежности и примеры использования теории надежности для оценки безопасности человеко-машинныхсистем.Рассмотрена методология анализа и оценки техногенного риска, приведены основные качественные и количественные методы оценки риска, методология оценки надежности, безопасности и риска с использованием логико-графических методов анализа, критерии приемлемого риска, принципы управления риском, рассмотрены примерыиспользования концепции риска в инженерной практике.Учебное пособие подготовлено на кафедре «Экология и безопасность жизнедеятельности» Пензенского государственного университета и предназначено для студентов специальности 330200 «Инженерная защита окружающей среды» и для студентовинженерных специальностей, изучающих дисциплину «Безопасность жизнедеятельности».Рецензенты:Кафедра «Инженерная экология» Пензенской государственной архитектурностроительной академии (зав.

кафедрой доктор технических наук, профессорО.П.Сидельникова.).Кандидат технических наук, профессор, академик МАНЭБ В.В.Арбузов (Пензенский филиал Международного независимого эколого-политологического университета.)Издательство ПГУА.Г.Ветошкин, В.И.Марунин2ВведениеГосударственная политика в области экологической и промышленной безопасности и новые концепции обеспечения безопасности и безаварийности производственных процессов на объектах экономики, диктуемые Федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 №116-ФЗ, Федеральным законом "О радиационной безопасности населения" от 09.01.96 г.

№3-ФЗ,Федеральным законом "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" от30.03.99 г. №52-ФЗ, Федеральным законом "Об использовании атомной энергии" от21.11.95 г. №170-ФЗ, Федеральным законом "Об охране окружающей среды" от10.01.02 г. №7-ФЗ, предусматривают, в первую очередь, объективную оценку опасностей и позволяют наметить пути борьбы с ними.Экологическая и техногенная безопасность – состояние действительности, прикотором с определенной вероятностью исключено проявление опасности.Опасная ситуация возникает при нахождении человека в опасной зоне, т.е.

впространстве, где постоянно, периодически или эпизодически возникают опасности,обусловленные опасными или вредными факторами. Опасные ситуации реализуютсявследствие совокупности причин, обусловливающих воздействие опасных или (и)вредных факторов на человека, что приводит к постепенному или мгновенному повреждению его здоровья.По данным Генерального секретаря ООН, за последние 30 лет ущерб, нанесенный техногенными катастрофами, увеличился в три раза и достигает 200 млрд.

долл.США в год. В России совокупный годовой материальный ущерб от техногенных аварий, включая затраты на их ликвидацию, превышает 40 млрд. руб.Чрезвычайная ситуация (ЧС) – это совокупность событий и опасностей, внезапно нарушающих сложившиеся условия жизнедеятельности, создающих угрозу жизни издоровью людей, среде их обитания, элементам техносферы. Техногенная чрезвычайная ситуация (техногенная ЧС) - состояние, при котором в результате возникновенияисточника техногенной чрезвычайной ситуации на объекте, определенной территорииили акватории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и окружающей природной среде.Каждую чрезвычайную ситуацию можно рассматривать как крупномасштабнуюопасную ситуацию, создающую угрозу одновременно большому числу людей и объектам техносферы.

Стадии зарождения и развития чрезвычайной ситуации протекают, какправило, скрытно и связаны с накоплением разрушительного потенциала. На кульминационной стадии образуется множество опасных и вредных факторов, объединяемыхв один или несколько поражающих факторов.Чрезвычайные ситуации (ЧС) возникают как при стихийных явлениях природного характера, так и при техногенных авариях. В наибольшей степени аварийностьсвойственна угольной, горнорудной, химической, нефтегазовой и металлургическойотраслям промышленности, транспорту.Возникновение ЧС в промышленных условиях и в быту часто связано с разгерметизацией систем повышенного давления (баллонов и емкостей для хранения или перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов, газо- и водопроводов, систем теплоснабжения и т.п.).3ЧС возникают также в результате нерегламентированного хранения и транспортирования взрывчатых веществ, легковоспламеняющихся жидкостей, химических и радиоактивных веществ, нагретых жидкостей.

Следствием этих нарушений являютсявзрывы, пожары, проливы химически активных жидкостей, выбросы газовых смесей.Основными причинами крупных техногенных аварий являются:- отказы технических систем из-за дефектов изготовления и нарушений режимовэксплуатации;- ошибочные действия операторов технических систем;- концентрации различных производств в промышленных зонах;- высокий энергетический уровень технических систем;- внешние негативные воздействия на объекты энергетики, транспорта и др.Анализ совокупности негативных факторов, действующих в техносфере, показывает, что приоритетное влияние имеют антропогенные негативные воздействия, среди которых преобладают техногенные.

Они сформировались в результате преобразующей деятельности человека и изменений в биосферных процессах, обусловленных этойдеятельностью.Под термином “опасность” понимается ситуация в окружающей природной илипроизводственной среде, в которой при определённых условиях возможно возникновение нежелательных событий или процессов (опасных факторов), воздействие которыхна окружающую среду и человека может привести к одному или совокупности из следующих последствий:- аварии или катастрофы в техносфере;- ухудшение состояния окружающей среды;- отклонение здоровья человека от среднестатистического значения.Оценка опасности различных производственных объектов заключается в определении возникновения возможных чрезвычайных ситуаций, разрушительных воздействий пожаров и взрывов на эти объекты, а также воздействия опасных факторов пожаров и взрывов на людей.

Оценка этих опасных воздействий на стадии проектированияобъектов осуществляется на основе нормативных требований, разработанных с учетомнаиболее опасных условий протекания чрезвычайных ситуаций и проявления их негативных факторов, утечек и проливов опасных химических веществ, пожаров и взрывов,т.е. с учетом аварийной ситуации.Как естественные, так и техногенные опасности носят потенциальный, т.е. скрытый характер. Количественной мерой опасности является риск, т.е.

частота реализацииопасности. Риск выражает возможную опасность, вероятность нежелательного события.Оценка риска включает в себя анализ частоты, анализ последствий и их сочетание. В случае, когда последствия неизвестны, то под риском понимают вероятность наступления определенного сочетания нежелательных событий.

Техногенный риск включает как вероятность чрезвычайной ситуации, так и величину ее последствий, оцениваемых величиной ущерба.Таким образом, термин “опасность” описывает возможность осуществления некоторых условий технического, природного и социального характера, при наличии которых могут наступить интересующие нас неблагоприятные события и процессы, например, природные катастрофы или бедствия, аварии на промышленных предприятиях,4экономические или социальные кризисы. Следовательно, “опасность” – это ситуация,постоянно присутствующая в окружающей среде и способная при определённых условиях привести к реализации в окружающей среде нежелательного события – возникновению опасного фактора.

Соответственно реализация опасности – это обычно случайное явление, и возникновение опасного фактора характеризуется вероятностью явления.Безопасность – состояние защищённости отдельных лиц, общества и природнойсреды от чрезмерной опасности.В качестве единиц измерения безопасности предлагается использовать показатели, характеризующие состояние здоровья человека и состояние (качество) окружающей среды.