Методологические основы идентификации опасностей

ЛЕКЦИЯ 16

Методологические основы идентификации опасностей

Для идентификации опасностей рекомендуется использовать следующие методы анализа риска:

– Экспертные методы оценки опасностей по принципу : "Что будет, если...?"; проверочный лист; комбинацию методов "Что будет, если...?" / проверочный лист и др.;

– анализ видов, последствий и критичности отказов;

– анализ опасностей как источников снижения работоспособности ТС;

– анализ дерева отказов; анализ дерева событий (причинно-следственных связей между событиями, опасностями и отказами );

Рассмотрим оценочные алгоритмы применительно к каждому из методов.

Метод1. Экспертные методы оценки ситуаций по принципу "Что будет, если...?"; проверочный лист; комбинация этих методов и др. (приложение) относятся к группе качественных методов оценки опасности, основанных на изучении соответствия условий эксплуатации объекта или проекта действующим требованиям промышленной безопасности. Эти методы заключаются в привлечении специалистов для высказывания суждений о проблеме и последующем сведении результатов и предложений в систематизированные таблицы и графы, на основе которых делаются выводы о безопасности объектов.

Эти методы наиболее просты (особенно при обеспечении их вспомогательными формами, унифицированными бланками, облегчающими на практике проведение анализа и представление результатов), недороги (результаты могут быть получены одним человеком в течение одного дня) и наиболее эффективны при исследовании безопасности хорошо изученных объектов с известной технологией или объектов с незначительным риском крупной аварии.

Ограниченность применения этих методов анализа риска связана с тем, что они не указывают на уязвимость отдельных стадий производства. Даже когда из них с очевид­ностью следует, что отказ того или иного элемента системы или процесса может привести к серьёзному ущербу, без привлечения дополнительных источников данных, нельзя понять, насколько такая ситуация вероятна. Поэтому для полноты информации о безопасности процессов требуются сведения о частоте и тяжести прошлых убытков.

Рекомендуемые материалы

Метод 2. Анализа видов опасностей , последствий и чрезвычайности отказов. Он преследует своей целью повышение безопасности эксплуатации технических систем для жизни и здоровья людей и окружающей среды путём выявления возможных критических отказов и выработки конструктив­но-технологических и эксплуатационных мер, направлен­ных на снижение вероятности и тяжести возможных последствий таких отказов ( опасностей )

Чаще всего он представляет комбинацию методов качественного анализа возможных видов и последствий отказов и коли­чественного анализа чрезвычайности отказов .

 В результате составляется перечень опасных элементов конструкций и технологических процессов изготовления изде­лия. В этот перечень включаются те элементы, тяжесть послед­ствий которых в количественном выражении превосходит установленный уровень; любой от­каз которых неизбежно вызывает полный отказ изделия в целом.

При качественном анализе возможных видов опасностей и последствий отказов тя­жесть последствий отказов оценивают приближенно с учётом сле­дующих факторов: возможного ущерба персоналу (гибель, трав­мы); экологического, материального ущерба; скорости развития небла­гоприятных последствий отказов.

 Такие процедуры выполняются при проектировании нового объекта, изменении технологических процессов, ужесточении требований безопасно­сти и экологичности, расширении сферы применения объек­та, при его модернизации и т. д.

Наиболее удобная форма проведения анализа – матричная.

Структурная схема объекта

Проверку рекомендуется дополнять частотным анализом, при котором в качественной форме учитывается возможная частота (вероятность) наступления отказа. В таблице выше приведены рекомендуемые показатели (индексы) уровня и критерии критичности по вероятности и тяжести последствий отказа (события) по категориям I – IV.

При количественном анализе выделяют четыре группы, которым может быть нанесен ущерб от аварии , как последствия отказа ТС: персонал, население, окружающая среда, материальные объекты (оборудование и сооружения промышленного предприятия и близлежащих населенных пунктов).

При этом используют следующие критерии отказов по тяжести последствий:

– катастрофический (категория I) – приводит к смерти людей, наносит существенный ущерб объекту и невосполнимый ущерб окружающей среде;

–чрезвычайный, критический (некритический) (категории II, III) – угрожает (не угрожает) жизни людей, потере объекта, окружающей среде;

– с пренебрежимо малыми последствиями (категория IV) – не относящимися по своим последствиям ни к одной из первых трех категорий.

Для оценки последствий аварий и отказов применяют следующие категории отказов (степени риска отказа):

А – обязателен детальный анализ риска, требуются особые меры безопасности для снижения риска;

В – желателен детальный анализ риска, требуются меры безопасности;

С – рекомендуется проведение анализа риска и принятие мер безопасности;

Д – анализ и принятие мер безопасности не требуются.

Таблица 2

Частотно-значимая матрица "вероятность – тяжесть последствий"

Причины отказов- опасности , по­падающие в группу А, подлежат безусловному устранению при про­ектировании путем изменения конструкции, увеличения соответ­ствующих запасов прочности, устойчивости и т. п., смягчения ус­ловий эксплуатации и пр. Причины отказов, попавших в группы В и С, требуют дальнейшего анализа, должны быть уточнены ме­ханизмы отказов, характер деградационных процессов и другие факторы, важные для более полного описания отказа. В результа­те могут быть приняты решения о доработке оборудования, изме­нении регламента технического обслуживания и ремонта, увели­чении частоты и глубины диагностирования или другие коррек­тирующие меры. Отказы групп В и С вносятся в специальный перечень для последующего анализа и контроля. Причины отка­зов группы Д не требуют дополнительного анализа.

 Анализ критичности отказов

Вторая фаза выполнения анализа предполагает количествен­ную оценку критичности отказов. В настоящее время предложено несколько основных методов оценки критичности, которые за­креплены в соответствующих национальных стандартах, например германском стандарте автомобильного союза УОА, военном стандарте США М1Б-8ТО 1629 А и др.

Согласно германскому стандарту VDA АВПКО подразделяют на два вида: АВПКО конструкции и АВПКО процесса.

Цель АВПКО конструкции выделить наиболее значимые по­тенциальные отказы с учётом ожидаемой частоты их появления, возможных процедур их предотвращения в эксплуатации и тяже­сти последствий.

Простой табличный метод расчёта критичности отказов эле­ментов сложных систем рекомендуется различными фирменными стандартами.

Критичность С_i i-го элемента объекта рассчитывают по формуле

С_i = B_1i B_2i B_3i

где B_1i – оценка частоты (вероятности) наступления потенциаль­ного отказа i-го элемента; B_2i – оценка вероятности выявления отказа (дефекта) i-го элемента до его проявления у потребителя; B_3i – оценка тяжести последствий отказа (дефекта) i-го элемента.

Значения B_i находят по соответствующим таблицам, которые разрабатываются заранее по данным предыдущих иссле­дований.

В таблицах приведены значения B_i, рекомендованные французской фирмой ЕСТМ для оборудования ядерно-энерге­тического комплекса.

Выделение наиболее значимых отказов осуществляется путём сравнения критичности i-го отказа С_i, с некоторым предельным зна­чением С_кр.

Если С_i > С_кр отказ признается значимым (критиче­ским) и подлежит обязательному устранению. Если С_о < С_i < С_кр, то необходимы корректирующие меры для уменьшения критичности, например изменение регламента технического обслуживания и ремонта. Отказы такого типа заносятся в соответствующий пере­чень для последующего анализа и контроля.

Обычно, предлагается С_кр = 125 = 5 ´ 5 ´ 5.

Метод 3. Идентификация опасностей. Метод анализа опасностей как источников снижения работоспособности ТС. В рамках этого метода исследуется влияние отклонений технологических параметров процессов (температуры, давления и др.) от регламентированных режимов с точки зрения возникновения опасности.

Основная идея в этом случае заключается в том,чтобы произвести разделение сложных производственных систем на отдельные более простые и легко анализируемые части. Технологически этот метод разделяется на четыре последовательных этапа, на каждом из которых следует ответить на свой ключевой вопрос:

1-й этап — каково назначение исследуемой части установки или процесса?

2-й этап — в чем состоят возможные отклонения от нормаль­ного режима работы?

3-й этап — в чем причины отклонений?

4-й этап — каковы последствия отклонений?

1 этап – определение назначения устройства.

Произведём, например, краткий анализ безопасности хранения топлива в подземных ёмкостях бензозаправочных автомобильных станций. Ёмкость оборудована насосом, вентилями и клапа­нами, а также уровнемером. .

Назначение – подземное хранение бензина и заправка автотранспорта.

Но это всего лишь общая формулировка. Необходимо решить, какие особенности системы надо исследовать, например, : поток топлива через систему, дав­ление, объём или какие-либо другие её характеристики, отклонение значений которых от нормы может привести к аварии или к невыполнению установкой своего назначения.

В рассматриваемом случае основная характеристика – это поток бензина из ёмкости в автомо­биль.

Второй этап – выявление отклонений. Для этого следует выбрать ключевые характеристики -слова: "нет", "больше", "меньше", "так же, как", "другой", "иначе, чем", "обратный" и т. п. Применение ключевых понятий - характеристик -слов помогает исполнителям выявить все возможные отклонения.

Примерное содержание ключевых слов следующее:

Ключевые слова предназначены для того, чтобы подсказать пользователю системы различные воз­можные ситуации, с которыми он может столкнуться в процессе её эксплуатации.

Третий и четвёртый этапы – анализ причин и последствий отказов. После того как назначение системы определено, следует установить все нежелательные ситуации, которые могут произойти с ней. Каждая возможная причина должна быть пронумерована, и под этим номером должны быть указаны возможные последствия и меры, которые необходимо принять.

Очень важно быть уверенным, что ничего не пропущено. Если система сложная, т. е. состоит из множества компонентов, напри­мер, клапанов, баков, трубопроводов и т. д., то очень трудно что-либо не пропустить. Чтобы избежать этого, полезно вести специ­альную контрольную карточку потоков, которая будет служить руководством и проводником в процессе исследований.

В этой карточке просто отмечаются различные этапы исследо­вания, и использование ее позволяет уменьшить возможность пропустить какую-нибудь секцию установки или процесса. После того как весь процесс анализа завершен, на карточке делается по­метка, что все секции и части системы проверены.

Некоторые выводы:

Обратите внимание на лекцию "39 Фиксация показаний допрашиваемых".

Преимущества метода идентификации опасностей:

1. Возможные риски выявляются очень детально. Маловероят­но, что при таком подходе можно что-либо существенное упус­тить, при условии, что исследование выполняется компетентными специалистами.

2. Метод позволяет также подробно проанализировать отдель­ные части или секции сложной системы, что едва ли можно дос­тичь без ее предварительного структурирования.

Недостаток метода заключается в значительных затратах времени на проведение полного комплекса исследований. В результате подобные исследования обходятся довольно дорого.