Матрица «вероятность-тяжесть последствий»
| Отказ | Частота возникновения отказа в год | Тяжесть последствий отказа | ||||
| катастрофического | критического | некритического | С пренебрежимо малыми последствиями | |||
| Частый | > 1 | А | А | А | С | |
| Вероятный | 1 - 10-2 | А | А | В | С | |
| Возможный | 10-2 - 10-4 | А | В | В | С | |
| Редкий | 10-4 - 10-6 | А | В | С | D | |
| Практически невероятный | < 10-6 | В | С | С | D | |
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 течение 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», «также, как», «другой», «иначе, чем», «обратный» и т.п. Применение ключевых слов помогает исполнителям выявить все возможные отклонения. Конкретное 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); «другой» - состояние, отличающиеся от обычной работы (пуск, остановка, повышение производительности и т.д.); «иначе, чем» - полное изменение процесса, непредвиденное событие, разрушение, разгерметизация оборудования; «обратный» - логическая противоположность замыслу, появление обратного потока вещества.
Результаты анализа представляются на специальных 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).
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. 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, ошибок персонала и нерасчетных внешних (техногенных, природных) воздействий, приводящие к головному событию (аварийной ситуации). Метод используется для анализа возможных причин возникновения аварийной ситуации и расчета ее 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, см. пример 2 приложения 3).
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, упомянутых в приложении 1, и могут включать один или несколько вышеупомянутых методов (или использовать их результаты). Проведение количественного анализа требует высокой квалификации исполнителей, большого объема 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 аварий 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. 2).
Таблица 2
Рекомендации по выбору методов анализа риска
| Метод | Вид деятельности | ||||
| Размещение (предпроектные работы) | Проектирование | Ввод или вывод из эксплуатации | Эксплуатация | Реконструкция | |
| Анализ «Что будет, если..?» | + | ++ | ++ | + | |
| Метод проверочного листа | + | + | ++ | + | |
| Анализ опасности и работоспособности | ++ | + | + | ++ | |
| Анализ видов и последствий отказов | ++ | + | + | ++ | |
| Анализ «деревьев отказов и событий» | ++ | + | + | ++ | |
| Количественный анализ риска | ++ | ++ | + | ++ |
В табл. 2 приняты следующие обозначения: 0 - наименее подходящий метод анализа; + - рекомендуемый метод; ++ - наиболее подходящий метод.
Методы могут применяться изолированно или в дополнение друг к 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.
Примеры применения некоторых методов анализа риска приведены в приложении 3.
Приложение 3
ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ АНАЛИЗА ОПАСНОСТИ И ОЦЕНКИ РИСКА
Пример 1. Применение метода качественного анализа опасности.
В табл. 3 представлен фрагмент результатов анализа опасности и работоспособности цеха холодильно-компрессорных установок. 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. 3 приведены также экспертные балльные 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).
Отклонения, имеющие повышенные значения критичности, далее рассматривались более детально, в том числе при построении сценариев аварийных ситуаций и количественной оценке риска.
Пример 2. Анализ «деревьев отказов и событий».
Пример «дерева событий» для количественного анализа различных сценариев аварий на установке переработки нефти представлен на рис. 1. Цифры рядом с наименованием события показывают условную вероятность возникновения этого события. При этом вероятность возникновения инициирующего события (выброс нефти из резервуара) принята равной 1. Значение частоты возникновения отдельного события или сценария пересчитывается путем умножения частоты возникновения инициирующего события на условную вероятность развития аварии по конкретному сценарию.
Рис. 1. «Дерево событий» аварий на установке первичной переработки нефти
Таблица 3
Перечень отклонений при применении метода изучения опасности и работоспособности компрессорного узла цеха холодильно-компрессорных установок
(фрагмент результатов)
| Ключевое слово | Отклонение | Причины | Последствия | В | Т | К | Рекомендации |
| Меньше | Нет потока вещества | 1. Разрыв трубопровода | Выбор аммиака | Установить систему аварийной сигнализации | |||
| 2. Отказ в системе электропитания | Опасности нет | Повысить надежность системы резервирования | |||||
| Больше | Повышение давления нагнетания компрессора | 3. Закрыт нагнетательный вентиль | Разрушение компрессора и выброс аммиака | Заменить реле давления, предохранительный и обратные клапаны | |||
| 4. Отсутствует или недостаточная подача воды на конденсатор | Как в п. 3 | - | |||||
| 5. Наличие большого количества воздуха в конденсаторе | Образование взрывоопасной смеси | - | |||||
| 6. Нет протока воды через охлаждаемую рубашку компрессора | Разрушение компрессора с выбросом аммиака | Установить реле температуры на компрессорах ВД и НД | |||||
| 7. Чрезмерный перегрев паров аммиака на всасывании | Как в п. 6 | - | |||||
| Меньше | Понижение давления всасывания | 8. Повышенная производительность компрессора | Опасности нет | Проверить реле давления |
Пример «дерева отказа»1, используемого для анализа причин возникновения аварийных ситуаций при автоматизированной заправке емкости, приведен на рис. 2. 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.
1 В отечественной литературе встречаются и иные наименования этого «дерева»: «дерево отказов», «дерево неполадок», «дерево происшествий» и т.п.
Так, «дерево», представленное на рис. 2, имеет промежуточные события (прямоугольники), тогда как в нижней части «дерева» кругами с цифрами показаны постулируемые исходные события-предпосылки, наименование и нумерация которых приведены в табл. 4.
Анализ «дерева отказа» позволяет выделить ветви прохождения сигнала к головному событию (в нашем случае на рис. 2 их три), а также указать связанные с ними минимальные пропускные сочетания, минимальные отсечные сочетания.
Минимальные пропускные сочетания - это набор исходных событий-предпосылок (на рис. 2 отмечены цифрами), обязательное (одновременное) возникновение которых достаточно для появления головного события (аварии). Для «дерева», отображенного на рис. 2, такими событиями и (или) сочетаниями являются: {12},{13}, {1•7}, {1•8}, {1•9}, {1•10}, {1•11}, {2•7}, {2•8}, {2•9}, {2•10}, {2•11}, {3•7}, {3•8}, {3•9}, {3•10}, {3•11}, {4•7}, {4•8}, {4•9}, {4•10}, {4•11}, {5•6•7}, {5•6•8}, {5•6•9}, {5•6•10}, {5•6•11}. Используются главным образом для выявления «слабых» мест.
Рис. 2. «Дерево отказа» заправочной операции
Таблица 4
Исходные события «дерева отказа» (согласно рис. 2)
| № п/п | Событие или состояние модели | Вероятность события Рi |
| Система автоматической выдачи дозы (САВД) оказалась отключенной (ошибка контроля исходного положения) | 0,0005 | |
| Обрыв цепей передачи сигнала от датчиков объема дозы | 0,00001 | |
| Ослабление сигнала выдачи дозы помехами (нерасчетное внешнее воздействие) | 0,0001 | |
| Отказ усилителя-преобразователя сигнала выдачи дозы | 0,0002 | |
| Отказ расходомера | 0,0003 | |
| Отказ датчика уровня | 0,0002 | |
| Оператор не заметил световой индикации о неисправности САВД (ошибка оператора) | 0,005 | |
| Оператор не услышал звуковой сигнализации об отказе САВД (ошибка оператора) | 0,001 | |
| Оператор не знал о необходимости отключения насоса по истечении заданного времени | 0,001 | |
| Оператор не заметил индикации хронометра об истечении установленного времени заправки | 0,004 | |
| Отказ хронометра | 0,00001 | |
| Отказ автоматического выключателя электропривода насоса | 0,00001 | |
| Обрыв цепей управления приводом насоса | 0,00001 |
Минимальные отсечные сочетания - набор исходных событий, который гарантирует отсутствие головного события при условии не возникновения ни одного из составляющих этот набор событий: {1•2•3•4•5•12•13}, {1•2•3•4•6•12•13}, {7•8•9•10•11•12•13}. Используются главным образом для определения наиболее эффективных мер предупреждения аварии.
Пример 3. Распределение потенциального территориального риска.
Распределение потенциального территориального риска, характеризующего максимальное значение частоты поражения человека от возможных аварий для каждой точки площадки объекта и прилегающей территории, показано на рис. 3 (цифрами у изолиний указана частота смертельного поражения человека за один год, при условии его постоянного местонахождения в данной точке).
Рис. 3.Распределение потенциального риска по территории вблизи объекта, на котором возможны аварии с крупным выбросом токсических веществ:
А - граница зон поражения людей, рассчитанных для сценариев аварии с одинаковой массой выброса по всем направлениям ветра; Б - зона поражения для отдельного сценария при заданном направлении ветра.
Пример 4. Количественные показатели риска аварий на магистральных нефтепроводах.
В соответствии с Методическим руководством по оценке степени риска аварий на магистральных нефтепроводах основными показателями риска являются интегральные (по всей длине трассы нефтепровода) и удельные (на единицу длины нефтепровода) значения:
частоты утечки нефти в год;
ожидаемых среднегодовых площадей разливов и потерь нефти от аварий;
ожидаемого ущерба (как суммы ежегодных компенсационных выплат за загрязнение окружающей среды и стоимости потерянной нефти).
На рис. 4 представлено распределение ожидаемого ущерба вдоль трассы нефтепровода.
Оценки риска могут быть использованы при обосновании страховых тарифов при страховании ответственности за ущерб окружающей среде от аварий и выработке мер безопасности. В частности, линейные участки нефтепроводов с наиболее высокими показателями риска должны быть приоритетными при проведении внутритрубной диагностики или ремонта трубопроводов.
Рис. 4. Распределение ожидаемого ущерба Rd(L) по трассе магистрального
нефтепровода
СОДЕРЖАНИЕ
| 1. Область применения. 1 2. Основные определения. 2 3. Общие положения. 3 4. Порядок проведения анализа риска. 3 4.1. Основные этапы анализа риска. 3 4.2. Планирование и организация работ. 3 4.3. Идентификация опасностей. 5 4.4. Оценка риска. 5 4.5. Разработка рекомендаций по уменьшению риска. 6 5. Методы проведения анализа риска. 6 6. Требования к оформлению результатов анализа риска. 7 Приложение 1 Показатели риска. 8 Приложение 2 Характеристика методов анализа риска. 9 Приложение 3 Примеры применения методов анализа опасности и оценки риска. 12 |