Метод анализа опасности и работоспособности- аор (hazard and operability study - hazop)

На основе этого метода (в ряде работ он именуется как "Метод изучения опасностей и функционирования", "Метод последовательной экспертизы", "Метод ключевых слов") возможно предсказание отдельных условий, приводящих к реализации опасностей. Он предназначен для рациональной организации функционирования производства и предотвращения несчастных случаев. По своей сути - это исследование, выполняемое на основе применения, в соответствии с эвристическими правилами ключевых терминов для выявления всех отклонений (опасных состояний) в работе системы от нормы, и описание возможных последствий обнаруженных отклонений для безопасности функционирования, а также вероятных причин этих отклонений и действий, необходимых для безопасного поддержания процесса. Метод не только обнаруживает недостатки и опасные состояния, но и является конструктивным, так как позволяет провести (в случае необходимости) усовершенствование или радикальную модификацию системы (установки). Однако он позволяет исследовать влияние отдельных отклонений технологических параметров (температуры, давления, расхода вещества и др.) от регламентных режимов с точки зрения возникновения опасности. Этот метод по качеству и сложности соответствует АВПО и анализу критичности.

Процедура реализации метода заключается в изучении каждой составляющей технологической схемы (линии, блока и т.д.). Конструктивное решение такой составляющей анализируется в том виде, в котором оно представлено в проектной документации. Затем набор ключевых терминов и слов "применяется" к этой составляющей и анализируются "сгенерированные" последствия.

Примером может служить следующий набор: Не, Нет, Больше, Меньше, Помимо, Скорее чем, Позже чем, Наоборот, Также как, Чем другие, Часть из, Ни один из, Больше чем, Меньше чем, Часть чего-либо и др. Они направляют и стимулируют процесс творческого мышления на выявление отклонений и позволяют проследить порядок развития (динамику) опасности.

ПРИМЕР. Продемонстрируем принципы проведения ПАО с использованием ключевых слов на примере установки, в которой происходит реакция между химическими веществами А и В с получением продукта С.

Процесс может осуществляться различными способами и его ход обычно представляется в описательной или графической формах. Чаще всего он изображается в виде схемы (рис. 6.4.1) или карты технологического процесса. В рассматриваемом примере предусмотренные проектом характеристики производственного процесса частично описаны в технологической карте и частично отражены в требовании управления технологическим процессом, определяющим подачу вещества А при какой-то заданной скорости.

Рис. 6.4.1. Схема технологической установки:

1 - расходная емкость; 2 - реактор;

3,4 - трубопроводы продуктов А и В;

5 - насосы;

6 - запорный клапан

Пример простой технологической карты

1. Вещество А.

2. Вещество В.

3. Получаемый продукт С.

4. Реакция А + В = С.

Предположим, что химия технологического процесса такова, что концентрация исходного материала А никогда не должна быть ниже концентрации материала В во избежание взрыва.

Проектом определено, как должен работать участок трубопровода, по которому осуществляется перемещение материала А.

Первое из появляющихся отклонений возникает при использовании ключевых слов "НЕ" или "НЕТ" применительно к проектному требованию. В данном случае получится: "НЕ ПЕРЕМЕЩАЕТСЯ А".

Затем рассматривается схема технологического процесса для установления причин, которые могли бы полностью прекратить подачу А.

Обратимся к рис. 6.4.1. Начнем с трубопровода, идущего от всасывающего патрубка насоса, который перекачивает исходный материал А до того места, где он поступает в реактор.

Причинами прекращения подачи А могут быть:

1. Расходный резервуар пуст.

2. Не действует насос из-за механической поломки, повреждения электросети или отключения насоса и т.д.

3. Разрыв трубопровода.

4. Закрыт запорный клапан.

Очевидно, что, по крайней мере, некоторые из этих причин являются возможными и поэтому можно заключить, что они вызывают существенное отклонение А + В = С.

Затем анализируются последствия. Полное прекращение доступа потока материала А скоро приведет к тому, что количество материала В в реакторе будет превышать количество материала А, что может привести к опасности взрыва. Таким образом, выявлены опасности в конструкции, и они отмечены для дальнейшего рассмотрения.

Следующее ключевое слово: "БОЛЬШЕ". Отклонения выражаются следующими словами:

"В РЕАКТИВНЫЙ СОСУД ПОСТУПИЛО БОЛЬШЕ ВЕЩЕСТВА А".

Причиной этому могут быть технические характеристики насоса, которые при определенных обстоятельствах приведут к увеличению скорости потока одного из веществ. Если это вполне объяснимая причина, то рассматривают следующие последствия:

1. В результате реакции в реактивном сосуде образуется вещество С, загрязненное избытком вещества А, переходящее в таком виде в следующую стадию процесса.

2. Избыточный поток в реактивный сосуд предполагает, что часть вещества будет удалена через сливное устройство.

Для решения вопроса о степени опасности таких обстоятельств нужна дополнительная информация.

Следующее ключевое слово "МЕНЬШЕ". Отклонение сформулировано как: "В РЕАКТИВНЫЙ СОСУД ПОСТУПИЛО МЕНЬШЕ ВЕЩЕСТВА А".

Причины этого события несколько отличаются от причин, вызвавших отклонение от режима в результате прекращения подачи А:

1. Запорный клапан открыт неполностью.

2. Частичная закупорка трубопровода.

3. Насос не справляется с подачей жидкости из-за снижения своих рабочих характеристик.

Следствие аналогично тому, которое явилось результатом полного прекращения потока, и поэтому потенциальная опасность - это возможность взрыва.

Затем оставшиеся ключевые слова по очереди применяются к проекту конструкции этой части, для того чтобы обеспечить исследование всех возможных отклонений.

После проверки трубопровода, по которому в реактор поступает материал А, он отмечается на карте технологического процесса как прошедший проверку. Затем выбирается следующая часть конструкции для исследования, и это может быть трубопровод для подачи исходного материала В в реактор. Это повторяется (рис. 6.4.2) для каждой части конструкции, каждого трубопровода, вспомогательных устройств, например мешалок, любых средств обслуживания реактора (подача тепла и холода) и самого реактора. Вот почему этот метод иногда называют методом последовательной экспертизы.

Рис. 6.4.2. Последовательность проведения экспертизы

Только при исключительных обстоятельствах на каждом этапе анализа составляется письменный отчет, придерживаясь рассмотренной структуры описания ПАО. Более обычным является проведение анализа с записью только потенциальных опасностей и их причин, например по форме, представленной в табл. 6.4.1, и последующим устным их обсуждением.

Таблица 6.4.1