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

Подождите немного. Документ загружается.

131

явления тех цепочек событий, в которых требуются дополнительные меры

безопасности.

Инициирующим событиям и барьерам могут быть приписаны баллы, в

соответствии с ожидаемой частотой (для инициирующих событий) или вероят-

ности отказов (для барьеров). В дальнейшем можно выявить последователь-

ность событий с наименьшим числом оценочных баллов.

Для того, чтобы определить баллы, должны быть оценены следующие

моменты:

- Как часто ожидается проявление инициирую

щих событий

- Надежность и “пригодность” каждого барьера. Вероятность отказа функ-

ционирования барьера, или вероятность того, что барьер окажется непригод-

ным для прерывания цепочки развития аварии. Величины частот и вероятно-

стей часто очень малы. Обычный порядок величины этих показателей 0.001 или

-3

. Это часто приводит к увеличению размера ошибок или даже путанице. По-

этому была разработана специальная балльная система для иного представле-

ния частоты событий.

Частоты инициирующих событий

• - 5 баллов для ежедневных событий

• - 2 балла для ежемесячных событий

• 0 баллов для ежегодных событий

• 1 балл для событий, происходящих примерно раз в три года

• 2 балла, для событий, происходящих примерно раз в десять лет

• 3 балла, для событий, происходящих примерно раз в тридцать лет

• и т.д.

Важно отметить, что частота инициирующих событий представлена коли-

чеством событий в расчете на год

132

Надежность барьеров или их пригодность

• 0 баллов для вероятности отказа 1 (т.е. 100%)

• 1 балл, для вероятности отказа 0.3

• 2 балла, для вероятности отказа 0.1 или 10

-1

• 3 балла, для вероятности отказа 0.01 или 10

-2

• и т.д.

Барьер, у которого 2 балла, будет способен снизить вероятность дальней-

шего развития аварийной ситуации в 10 раз.

Частоты и вероятности комбинируются путем умножения, а барьерные

баллы - путем сложения.

Умножая частоту инициирующих событий на вероятности отказа барье-

ров, получим новую величину частоты - частоты достижения аварийной после-

довательности своего конца.

Количество баллов в аварийной цепочке яв

ляется, тем самым, грубой

оценкой частоты того, что аварийная цепочка будет пройдена до последней ста-

дии (аварии). Количество баллов может быть преобразовано обратно в годовую

частоту, используя формулу:

h = 10

-p/2

Поэтому, если аварийная ситуация имеет 12 баллов, то ожидаемая частота

аварий будет равной (10

-(12/2)

или 10

-6

) в год или 1 раз каждый миллион лет.

Формулу можно преобразовать для того, чтобы получить требуемое число

баллов для достижения заданной частоты аварий:

p = -2 lgh

133

Барьер, когда это требуется, оценивается количеством баллов, в зависи-

мости от вероятности отказа его функционирования. Некоторые типичные при-

меры представлены в таблице:

Меры безопасности барьера с максимальным количеством баллов.

Описание Применение / комментарии Количе-

ство баллов

Пожарная стена Предохраняет распространение огня в

другие места, по крайней мере, в течение 60

минут

Обваловка

(сборные пруды)

Сборные пруды, способные задержать

наиболее крупные объемы возможных утечек

(сбросов).

Резервуар для

воды

Достаточный объем воды для тушения

огня в случае наиболее крупных утечек (вы-

броса).

Дисковое от-

ключение при непо-

ладке

Выпускает излишнее давление в атмо-

сферу

Аварийный

выпускной клапан

Выпускает излишнее давление в атмо-

сферу

Аварийная сиг-

нализация с автопри-

водом

Автозапуск инициирует эффективные

меры безопасности

Аварийный

прерыватель

Прерывает автоматически, является со-

ставной частью защиты установки при отказе.

Аварийная сиг-

нализация с ручным

управлением

Тревожна

сигнализация подает сигнал

оператору, постоянно находящемуся в опера-

ционном зале, и оператор предпринимает соот-

ветствующие защитные меры.

Регулярный

осмотр

Осмотр на 100% выполняется квалифи-

цированным сотрудником при тщательном

контроле качества. Интервалы между осмотра-

ми зависят от вида оборудования.

Нереверсивный

вентиль

Обеспечивает движение потока в трубе

в одном направлении.

134

Баллы выражаются в целых числах, поэтому степень точности в оценке

частоты или вероятности определяться с коэффициентом 3 (больше/меньше в

три раза). Оценка частот или вероятностей, таким образом, основана не более,

чем на порядках величин.

Барьерные баллы обычно показываются на диаграмме ниже барь-

ера и немного правее. Баллы, характеризующие частоту инициирующего собы-

тия, расп

олагаются в правой части от инициирующего события. Рисунок 16 яв-

ляется воспроизведением диаграммы рисунка 13 с нанесенными на него балла-

ми.

рисунок 16. Барьерная диаграмма с указанием баллов

УПРОЩЕННЫЕ БАРЬЕРНЫЕ ДИАГ

РАММЫ. Если все логические усло-

вия на диаграмме - “ИЛИ”, то правила просты. Каждую ветвь диаграммы мож-

но рассматривать отдельно.

Если на диаграмме присутствует логическое условие “И”, то баллы вход-

ных ветвей в логическую «калитку» “И” складываются.

В том случае, когда одновременное присутствие двух причин необходимо

для дальнейшего развития аварийной ситуации, то одна из присутствующих

Барьер, препятствующий появлению последствия 1 при развитии аварии 2 или 3

Барьер, препятствующий развитию аварии1, вызванной причиной 1

причина развитие развитие последствия

1 2 1

Раз в год

Барьер, препятствующий развитию аварии 3 вызванной причиной 2 или 3

Барьер, препятствующий развитию аварии 3 вызванной причиной 2

причина

10 раз в год

-2

развитие

причина

Раз в 10 лет

135

причин должна быть функцией той доли времени, когда эта причина присутст-

вует. Этот случай проиллюстрирован на рисунке 17.

причина

= 2 10 раз в год -2

последствие

причина

1 % времени 4

рисунок 17. Суммирование при логическом условии “И”

ДЕТАЛЬНЫЕ БАРЬЕРНЫЕ ДИАГРАММЫ. При построении де-

тальных барьерных диаграмм применяются специальные правила для определе-

ния эффективности или надежности барьеров.

Если барьер ограничивает последствия аварии, но не предотвращает все

нежелаемые последствия, то барьерная диаграмма будет выглядеть, как это изо-

бражено на ниже приводимом рисунке 18.

рисунок 18. Суммирование баллов для различных возможных последствий

Сумма баллов в верхней ветви дает п

редставление о частоте последствия

1. Эта величина рассчитана путем сложения частоты инициирующих событий (2

балла) с вероятностью отказа барьера 1, когда это необходимо (4 балла), что в

сумме дает 6 баллов.

Барьер

причина последствие

раз в10 лет

Барьер

последствие

136

Сумма баллов в нижней ветви дает представление о частоте последствия

2. Эта величина рассчитана путем сложения частоты инициирующих событий (2

балла) с вероятностью отказа барьера 2 (2 балла), что в сумме дает 4 балла.

Барьер 1 не представляет никакой ценности в предотвращении последствия 2,

даже если функционирует нормально, последствие 2 все равно может проявить-

ся.

Проставленные баллы барьерам на ба

рьерной диаграмме могут быть ис-

пользованы для определения, насколько велика степень риска для аварийных

последовательностей.

Для этого необходимы:

- Оценка последствий каждой последовательности;

- Критерий приемлемости, который определяет частоту, при которой данное

последствие приемлемо

ОЦЕНКА ПОСЛЕДСТВИЙ. Возможно, необходимо выполнить целый ряд

расчетов последствий, чтобы оценить последствия аварийной последовательно-

сти в результате трещины в испарителе. Расчеты могут, например, давать оцен-

ку расстояния, на котором концентрация аммиака в облаке становится ниже ус-

тановленного лимита. В других случаях последствия могут быть установлены из

опыта, без проведения расчетов.

Анализ б

езопасности крупной системы включает в себя большое число

барьерных диаграмм с разнообразными последствиями. Некоторые последствия

могут быть очень серьезными, с возможностью фатальных исходов, другие - не-

значительными, вызывающими только небольшие неполадки при эксплуатации.

Очевидно, что гораздо более серьезные меры безопасности должны быть пред-

приняты в первом случае, чем в последнем.

Поэтому, обычно классифик

ация последствий производится в соответст-

вии с их тяжестью. Система классификации, используемая для оценки послед-

ствий, приписывает так называемое “К” значение каждому последствию, кото-

рые приведены в таблице 3:

137

Таблица 3. “K” значения и их определение

“K” -

значение

Определение Описание

0 Отсутствие

последствий

Инциденты, которые являются рядовыми

для технологического процесса предприятия или

для выполняемой на нем работы и не вызывает

сбоев или опасностей.

1 Незначитель-

ные последствия

Инциденты, приводящие к небольшим не-

поладкам, но не опасным и не вызывающим серь-

езных неприятностей функционированию предпри-

ятия или работам проводимым на нем.

2 Заметные по-

следствия

Могут вызвать заметные неполадки для

процесса функционирования предприятия или ра-

боте производимой там. Нет травм среди персонала

или воздействия на окружающую среду. Возможно

небольшое повреждение оборудования вблизи мес-

та аварии.

3 Существен-

ные последствия

Возможны небольшие травмы у персонала

и/или значительное загрязнение, или повреждение

оборудования вблизи источника аварии.

4 Серьезные

последствия на пред-

приятии

Серьезный инцидент, но не выходящий за

пределы промплощадки. Возможность разрушения

предприятия и оборудования, серьезные травмы и

возможные смертные случаи среди персонала.

5 Крупная ава-

рия с последствиями

на предприятии и вне

его

Серьезные травмы и возможные фатальные

исходы среди большого количества персонала

предприятия и/или крупные разрушения предпри-

ятия и оборудования.

Воздействие на окружающую среду вне зо-

ны предприятия, серьезные ранения и возможны

фатальные исходы среди населения, загрязнение

окружающей среды или повреждения имущества.

КРИТЕРИИ ПРИЕМЛЕМОСТИ. Ожидаемая частота инициирующих со-

бытий для аварийной цепочки выражаются числом случаев в год. Критерий

приемлемости также должен выражаться в тех же единицах.

Ниже приводится пример разумной приемлемости:

Крупные аварии с потенциально возможными летальными исходами или

серьезными и длительными нарушениями здоровья у населения вне территории

138

расположения технической системы (К=5) не должны быть чаще, чем раз в

10000 лет или (10

-4

в год).

Возможно, при анализе по методике HAZOP будет выявлено 100 причин

и, следовательно, 100 последовательностей, каждая из которых может привести

к серьезным последствиям. Каждая из последовательностей заканчивающаяся

последствиями с “К=5”должна иметь частоту

100

от общей приемлемой частоты

для событий класса “К=5”. В этом случае каждая последовательность, заканчи-

вающаяся последствиями «К=5» будет приемлемой, только если ее частота бу-

дет меньше чем

100

−

⋅

или 10

-6

в год. А это эквивалентно 12 барьерным бал-

лам.

Если при анализе по методике HAZOP будет выявлено 10 причин, веду-

щих к крупным авариям (а не 100), то каждая последовательность будет прием-

лемой, если ее частота меньше чем

−

⋅

или 10

-5

в год. А это эквивалентно 10

оценочным баллам.

Для менее серьезных аварий (К=4 или меньше) приемлема частота собы-

тия более чем 10

-4

в год. Фактический устанавливаемый критерий зависит от

последствий каждой аварийной последовательности. Как правило, общая при-

емлемая частота аварий класса «К» может увеличиваться в 100 раз на каждое

понижение класса последствий. Это будет эквивалентно снижению на не более,

чем 4 барьерных балла.

БАРЬЕРНЫЕ ДИАГРАММЫ С БАЛЛАМИ И КРИТЕРИЯМИ

ПРИЕМЛЕМОСТИ. Рисунок 19 демонстрирует барьерные диаграммы с баллами

и критериями приемлемо

сти.

Видно, что критерий приемлемости не был выполнен для верхней аварий-

ной последовательности, вызванной “причиной 1”. В двух других ответвлениях

на графической схеме критерий соблюден.

139

рисунок 19. Барьерная диаграмма с баллами и критериями приемлемости

Барьер, препятствующий появлению последствия 1, при развитии аварии 2

Барьер, препятствующий развитию аварии1, вызванной причиной1

причина Развитие аварии Развитие аварии последствия

1 2 1

1 партия в год

Мин.треб 6 бало

Барьер, препятствующий развитию аварии 3, вызванной причиной 2 и3

Барьер, препятствующий развитию аварии 3, вызванной причиной 2

причина

10 раз в год

-2

Развитие аварии

причина

Раз в 10 лет 2

140

Глава 5. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ РАЗВИТИЯ ПРИКЛАДНОЙ

ТЕХНОСФЕРНОЙ РИСКОЛОГИИ

5.1 О ЗАМЕНТНОМ РОСТЕ УГРОЗ ТЕХНОГЕННОГО ХАРАКТЕРА

13 ноября 2003 г. состоялось объединенное заседание президиума Госу-

дарственного совета и Совета безопасности России «О мерах по обеспечению

защищенности критически важных для национальной безопасности объектов

инфраструктуры и населения страны от угроз техногенного, природного харак-

тера и террористических проявлений».

После заседания некоторыми СМИ был широко растиражирован тезис о

том, в России наблюдается «заметный рост угроз техногенного характера». Та-

кой вывод сделан на основании некой экспертной оценки о том, что доля техно-

генных чрезвычайных ситуаций (ЧС) «в сумме всех ЧС уже превышает

70%» [Например, дословная цитата из газеты «Коммерсант» от 14.11.03 обеску-

раживает: "Техногенные катастрофы угрожают России чаще, чем вс

е остальные.

Их удельный вес в общем количестве национальных катастроф – 70%"].

Однако, фактические данные, содержащиеся в последних Государствен-

ных докладах МЧС России , а также опубликованные статистические данные за

2003 г, свидетельствуют как раз об обратном, а именно – о заметном падении

количества техногенных ЧС.

Представленная на рисунке 20 динамика ЧС за период 1996-2003 г., яв-

но указывает на то, что никакого «заметного роста угроз техногенного характе-

ра» в России в эти годы не наблюдается.

Из графиков видно, что ясно наблюдается как раз заметное снижение чис-

ла техногенных ЧС, в противовес несущественному изменению количества при-

родных и биолого-социальных ЧС.