ЛЕКЦИЯ 1-2

ВВЕДЕНИЕ .ТЕРМИНОЛОГИЯ

1. Принципы промышленной безопасности

Ужесточение требований к работодателям в области охраны труда и промышленной безопасности повышает их финансовую заинтересованность в улучшении условий труда. Инвестиции в условия труда позволяют достичь целого ряда положительных результатов: уменьшения количества невыходов на работу по болезни и числа работников, претендующих на пособие по нетрудоспособности; улучшения мотивации деятельности персонала; уменьшения текучести рабочих кадров; предотвращения ущерба от производственных несчастных случаев и катастроф; ограничения воздействия токсичных веществ, радиации, шума и других негативных факторов на персонал и окружающую (производственную) среду.

Реализация мероприятий по ограничению размеров возможного ущерба в случае аварии или иных нежелательных инцидентов на промышленных объектах должно осуществляться на основе комплексного подхода к управлению промышленной безопасностью.

Основные принципы управления промышленной безопасностью определяются рядом нормативных документов: Федеральный Закон "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" от 21.07.97 № 116-Ф3, "Положения о порядке оформления декларации промышленной безопасности и перечне сведений, содержащихся в ней", утверждённые Госгортехнадзором РФ 07.09.99 № 66, "Методические указаниях по проведению анализа риска опасных производственных объектов" РД 03-418-01 и др.

Составной частью управления промышленной безопасностью является анализ риска возможных нежелательных событий. Результаты анализа риска используются при декларировании промышленной безопасности опасных производственных объектов, экспертизе промышленной безопасности, обосновании технических решений по обеспечению безопасности, страховании, экономическом обосновании мероприятий по обеспечению безопасности и др.

Рекомендуемые материалы

Под риском подразумевается возможность человеческих жертв и материальных потерь или травм и повреждений в результате возникновения каких-то нежелательных событий.

В "Методических указаниях по проведению анализа риска опасных производственных объектов" РД 03-418-01 понятие риска рассматривается как мера опасности, характеризующая возможность возникновения аварии на опасном производственном объекте и тяжесть её последствий.

Риск определяется целым рядом количественных показателей, определяемых методами теории вероятностей и математической статистики: техническим риском, индивидуальным, потенциальным территориальным, коллективным, социальным рисками, ожидаемым ущербом.

Производственная деятельность человека связана с энергопотреблением (выработкой, хранением, преобразованием тепловой, механической, электрической, химической и других видов энергии). Происшествия с гибелью людей, ухудшение состояния здоровья персонала возникают в результате неуправляемого выхода энергии, накопленной в технологическом оборудовании, в результате ошибочных действий работающих, неисправности и отказов технологического оборудования, ряда других случайных внешних факторов. В связи с этим при управлении промышленной безопасностью очень важно знать показатели технического риска.

Технический риск определяется как вероятность отказа технических устройств за определённый период функционирования. Его можно трактовать как надёжность технических систем.

Термины надежность и риск часто смеши­вают, при этом их значения перекрываются. Анализ надежности относятся к исследованию работоспособности, отказов обору­дования, процессов возникнове­ния отказов. Если требуется определить параметры, характеризующие безопасность систем, необходимо в дополнение к анализу по отка­зам оборудования и нарушениям работоспособности системы провести анализ риска для того, чтобы определить последствия отказов в смысле ущерба, наносимого оборудованию, и последст­вий для людей, находящихся вблизи него.

Примером изучения надежности может быть анализ того, на­сколько часто перегревается химический реактор из-за нарушений в работе насосов, теплообменников, системы управления и другого связанного с ним оборудования, а также ошибок человека-операто­ра. Если задачу анализа расширить и включить в него оценку риска того, насколько часто изменение температуры приводит к взрыву, то здесь речь уже идет о проблеме безопасности.

Если расширить анализ случаев взрыва химического реактора, включив в него рассмотрение последствий, ожидаемую частоту их появления, а также ущерб, вызываемый потерями оборудования и человеческими жертвами, то можно считать анализ риска выпол­ненным.

Например, последствиями взрыва из-за изменения темпе­ратуры могут быть небольшие повреждения за счет разлетевшихся осколков или полная катастрофа вследствие пожара.

Одной из целей анализа риска является оценка частоты (вероятности) этих или других возможных последствий из-за отказов в системе. Конечным результатом изучения степени риска может быть, например, такое утверждение: "Воз­можное число человеческих жертв в течение года в результате взрыва реактора равно 10^-4. Таким образом, на каждые 10 000 ч. эксплуатации предсказывается гибель одного человека.

Результатом является возможность сравнить полученную вели­чину со степенью риска обычных условий человеческой жизни, для того чтобы получить представление о приемлемом уровне рис­ка и иметь основу для принятия соответствующих решений.

2.Основные показатели условий функционирования технических систем (ТС)

2.1. Вводные показатели

Изменения в технических системах при их работе, приводящие к утрате работоспособности, представляют собой процессы, протекающие во времени и носящие случайный характер. Эта случайность обусловлена случайными изменениями:

· условий эксплуатации технических систем – неравномерный износ деталей машин, а, следовательно, неравномерное изменение размеров деталей и нестабильность действующих нагрузок, перепады климатических условий, различие в квалификации обслуживающего персонала и др.;

· условий технологических процессов изготовления и сборки технических систем – различные качества используемых материалов, износ обрабатывающего инструмента, различная настройка станков, ошибки операторов оборудования и др.;

· условий транспортировки и хранения технических систем.

Скорость и степень потери работоспособности зависит от условий эксплуатации, назначения и конструкции машины, качества её изготовления.

Одним из важнейших условий, которому должна удовлетворять любая система, является безотказность её работы в соответствии с назначением и техническими условиями эксплуатации в течение данного промежутка времени. Непредсказуемый отказ технической системы может привести к тяжёлым последствиям, особенно, если она решает вопросы контроля над сложными, тяжело управляемыми процессами с высокими уровнями риска ущерба.

Проблемами безотказной работы технических систем занимается теория надёжности. Она изучает:

· критерии и количественные характеристики надёжности;

· методы анализа надёжности;

· методы синтеза систем по критериям надёжности;

· методы повышения надёжности;

· методы испытания систем на надёжность;

· методы эксплуатации систем – обоснование режимов профилактических работ, норм запасных элементов; методов отыскания неисправностей, методов сбора и анализа статистических данных об отказах технических систем.

Основным средством количественного определения и сравнения оценки надёжности является теория вероятностей, а основным методом – статистический метод.

2.2.Основные термины и понятия надёжности ТС

Основные термины и понятия надёжности приводятся в ГОСТ 27.002-89 "Надёжность в технике. Термины и определения".

Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех парамет­ров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и ус­ловиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Надежность является комп­лексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или опре­деленные сочетания этих свойств.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять рабо­тоспособное состояние в течение некоторого вре­мени или наработки.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслу­живания и ремонта.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость – свойство объекта сохранять в заданных пре­делах значения параметров, характеризующих способности объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транс­портирования.

Надёжность любого технического объекта изменяется в процессе его применения, хранения, транспортирования, технического обслуживания и ремонта. В течение всего срока службы объект может находиться в одном из нескольких состояний: исправном, неисправном, работоспособном, неработоспособном, предельном.

2.3 . Классификация характеристик состояния ТС

Исправное состояние – состояние объекта, при кото­ром он соответствует всем требованиям нормативно-технической и конструкторской документации. Состояние, при котором он не соответствует хотя бы одному из них, на­зывается неисправным.

Работоспособное состояние – состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих спо­собность выполнять заданные функции, соответствуют тре­бованиям нормативно-технической и конструкторской доку­ментации. Состояние, при ко­тором значение хотя бы одно­го параметра не соответствует требованиям, называется не­работоспособным.

Предельное состояние – состояние объекта, при котором дальнейшее примене­ние объекта по назначению или восстановление исправного (работоспособного) состоя­ния недопустимо или нецелесообразно.

2.4. Характеристики перехода системы из одного состояния в другое

Переход объекта из одного состояния в другое происхо­дит вследствие повреждений и отказов, восстановления и ремонта.

Повреждение – нарушение исправного состояния объек­та при сохранении работоспособного.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта (событие, после появления которого, выходные характеристики системы выходят за допустимые пределы).

Отказ технической системы является основным явлением, изучаемым в теории надёжности. Его можно представить как постепенный или внезапный переход состояния системы из неработоспособного в неработоспособное. Скорость процесса возникновения отказов определяется структурой и свойствами материала, напряжениями, нагрузками, температурой, давлением и другими параметрами, при которых эксплуатируется технический объект.

2.5. Виды отказов

Различают следующие виды отказов.

1) По характеру изменения параметров объекта различают отказы внезапные, характеризующиеся скачкообразным изменением значений параметров системы, и постепенные, при которых параметры системы изменяются плавно.

2) По степени изменения параметров объекта различают отказы функционирования и параметрические. Отказы функционирования приводят к невозможности выполнения объектом своих функций. Параметрические отказы приводят к выходу некоторых характеристик объекта за допустимые пределы.

3) По причинно-следственной взаимосвязи различают отказы независимые, не обусловленный никакими отказами, и зависимые.

4) По характеру обнаружения отказы делятся на очевидные (явные) и скрытые (неявные). Явный отказ обнаруживается визуальными средствами контроля и диагностики при применении системы по назначению. Скрытый отказ выявляется только при проведении технического обслуживания или специальными методами диагностики

5) По причинам возникновения отказы делятся на конст­рукционные, производственные, эксплуатационные и деградационные (износовые).

Конструкционные отказы связаны с нарушениями правил и норм проектирования и конструирования технических объектов.

Производственные отказы возникают в связи с нарушениями процесса изготовления или ремонта системы.

Эксплуатационные отказы связаны с нарушениями правил и условий эксплуатации систем.

Деградационные отказы обусловлены естественными процессами старения, изнашивания, коррозии, усталости и т. п.

2.6 Количественные показатели надежности

Рекомендация для Вас - 29 Условия работы экономайзеров.

Надёжность технических объектов характеризуется рядом основных показателей.

Наработка – продолжительность или объём работы системы. Наработка может быть как непрерывной величиной (продолжительность ра­боты в часах, километраж пробега и т. п.), так и целочисленной величиной (число рабочих цик­лов, запусков и т. п.).

Наработка до отказа – наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа.

Наработка между отказами – наработка объекта от окончания восстановле­ния его работоспособного состояния после отка­за до возникновения следующего отказа.

Ресурс – суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремон­та до перехода в предельное состояние.

Остаточный ресурс – суммарная наработка объекта от момента контроля его технического состояния до перехода в предельное состояние.