Анализ опасностей.
Содержание:
1.Основные положения теории риска.
2.Методика изучения риска.
3.Другие приемы анализа риска.
4.Сравнительные данные различных методов анализа.
5. Приложение.
Список литературы.
1. Основныеположения теории риска.
Однойиз основных задач БЖД является определение количественных характеристикопасности (идентификация). Только зная эти характеристики можно на базе общихметодов разработать эффективные частные методы обеспечения безопасности иоценивать существующие технические системы и объекты с точки зрения их безопасностидля человека.
Прианализе технических систем широко используется понятие надежности.
Надежность — свойство объекта выполнять и сохранять во времени заданныеему функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания,ремонтов, хранения и транспортирования.
Надежностьявляется внутренним свойством объекта. Оно проявляется во взаимодействии этогообъекта с другими объектами внутри технической системы, а также с внешнейсредой, являющейся объектом, с которым взаимодействует сама техническая системав соответствии с ее назначением. Это свойство определяет эффективностьфункционирования технической системы во времени через свои показатели. Являяськомплексным свойством, надежность объекта (в зависимости от его назначения иусловий эксплуатации) оценивается через показатели частных свойств — безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохранности — в отдельностиили определенном сочетании.
Прианализе безопасности технической системы, характеристики ее надежности не даютисчерпывающей информации. Необходимо провести анализ возможных последствийотказов технической системы в смысле ущерба, наносимого оборудованию ипоследствий для людей, находящихся вблизи него. Таким образом, расширениеанализа надежности, включение в него рассмотрения последствий, ожидаемуючастоту их появления, а также ущерб, вызываемый потерями оборудования ичеловеческими жертвами, и является оценкой риска. Конечным результатом изучениястепени риска может быть, например, такое утверждение: “Возможное числочеловеческих жертв в течение года в результате отказа равно N человек”.
Такимобразом, можно дать следующее определение риска: риск — частота реализации опасностей. Количественная оценка риска — это отношение числа техили иных неблагоприятных последствий к их возможному числу за определенныйпериод.
Пример.Определить риск гибели человека на производстве за год, если известно, чтоежегодно погибает около n=14000 человек, а численность работающих составляет N =140 млн. человек:
Полнаябезопасность не может быть гарантирована никому, независимо от образа жизни.
Приуменьшении риска ниже уровня 1´10-6 в год общественность не выражаетчрезмерной озабоченности и поэтому редко предпринимаются специальные меры дляснижения степени риска (мы не проводим свою жизнь в страхе погибнуть от ударамолнии). Основываясь на этой предпосылке, многие специалисты принимают величину1´10-6 кактот уровень, к которому следует стремиться, устанавливая степень риска длятехнических объектов. Во многих странах эта величина закреплена взаконодательном порядке. Пренебрежимо малым считается риск 1´10-8 в год.
Необходимоотметить, что оценку риска тех или иных событий можно производить только приналичии достаточного количества статистических данных. В противном случаеданные будут не точны, так как здесь идет речь о так называемых “редкихявлениях”, к которым классический вероятностный подход не применим. “Так,например, до Чернобыльской аварии риск гибели в результате аварии на атомнойэлектростанции оценивался в 2´10-10 в год”.2.Методика изучения риска.
Изучениериска проводится в три стадии
Первая стадия: предварительный анализ опасности.
Рискчаще всего связан с бесконтрольным освобождением энергии или утечкамитоксических веществ (факторы мгновенного действия). Обычно одни отделенияпредприятия представляют большую опасность, чем другие, поэтому в самом началеанализа следует разбить предприятие, для того чтобы выявить такие участкипроизводства или его компоненты, которые являются вероятными источникамибесконтрольных утечек. Поэтому первым шагом будет:
1) Выявлениеисточников опасности (например, возможны ли утечки ядовитых веществ, взрывы,пожары и т.д.?);
2) Определениечастей системы (подсистем), которые могут вызвать эти опасные состояния(химические реакторы, емкости и хранилища, энергетические установки и др.)
Средствамик достижению понимания опасностей в системе являются инженерный анализ идетальное рассмотрение окружающей среды, процесса работы и самого оборудования.При этом очень важно знание степени токсичности, правил безопасности,взрывоопасных условий, прохождения реакций, коррозионных процессов, условийвозгораемости и т.д.
Переченьвозможных опасностей является основным инструментом в их выявлении. Фирма“Боинг” использует следующий перечень:
1. Обычное топливо.
2. Двигательное топливо.
3. Инициирующие взрывчатые вещества.
4. Заряженные электрические конденсаторы.
5. Аккумуляторные батареи.
6. Статические электрические заряды.
7. Емкости под давлением.
8. Пружинные механизмы.
9. Подвесные устройства.
10.Газогенераторы.
11.Электрические генераторы.
12.Источники высокочастотного излучения.
13.Радиоактивные источники излучения.
14.Падающие предметы.
15.Катапультированные предметы.
16.Нагревательные приборы.
17.Насосы, вентиляторы.
18.Вращающиеся механизмы.
19.Приводные устройства.
20.Ядерная техника.
и т.д.
Процессыи условия, представляющие опасность:
Разгон,торможение.
Загрязнения.
Коррозия.
Химическаяреакция (диссипация, замещение, окисление).
Электрические:поражение током; ожог; непредусмотренные включения;отказыисточника питания; электромагнитные поля.
Взрывы.
Пожары.
Нагрев иохлаждение: высокая температура; низкая температура; изменение температуры.
Утечки.
Влага: высокаявлажность; низкая влажность.
Давление:высокое; низкое; быстрое изменение.
Излучения:термическое; электромагнитное; ионизирующее; ультрафиолетовое.
Механическиеудары и т.д.
Механическиеудары и т.д.
Обычнонеобходимы определенные ограничения на анализ технических систем и окружающейсреды (Например, нерационально в деталях изучать параметры риска, связанного сразрушением механизма или устройства в результате авиакатастрофы, т.к. эторедкое явление, однако нужно предусматривать защиту от таких редких явлений прианализе ядерных электростанций, т.к. это влечет за собой большое количествожертв). Поэтому необходим следующий шаг.
3) Введение ограничений на анализ риска.
Такимобразом, целью первой стадии анализа риска является определение системы ивыявление в общих чертах потенциальных опасностей.
Опасностипосле их выявления, характеризуются в соответствии с вызываемыми имипоследствиями.
Опасностипосле их выявления, характеризуются в соответствии с вызываемыми имипоследствиями.
Характеристикапроизводится в соответствии с категориями критичности:
1класс — пренебрежимые эффекты;
2класс — граничные эффекты;
3класс — критические ситуации;
4класс — катастрофические последствия.
Вдальнейшем необходимо наметить предупредительные меры (если такое возможно) дляисключения опасностей 4-го класса (3-го, 2-го) или понижения класса опасности.Возможные решения, которые следует рассмотреть, представляются в видеалгоритма, называемого деревом решений для анализа опасностей (рис.1).
Рис.1. Дерево решений.
Послеэтого можно принять необходимые решения по внесению исправлений в проект вцелом или изменить конструкцию оборудования, изменить цели и функции и внестинештатные действия с использованием предохранительных и предупредительныхустройств.
Типоваяформа, заполняемая при проведении предварительного анализа риска имеетследующий вид (рис.2.).
Рис.2. Типовая форма для проведения предварительного анализа.
1. Аппаратура или функциональный элемент, подвергаемыеанализу.
2. Соответствующая фаза работы системы или вид операции.
3. Анализируемый элемент аппаратуры или операция,являющаяся по своей природе опасными.
4. Состояние, нежелательное событие или ошибка, которыемогут быть причиной того, что опасный элемент вызовет определенное опасноесостояние.
5. Опасное состояние, которое может быть создано врезультате взаимодействия элементов в системе или системы в целом.
6. Нежелательные события или дефекты, которые могутвызывать опасное состояние, ведущее к определенному типу возможной аварии.
7. Любая возможная авария, которая возникает в результатеопределенного опасного состояния.
8. Возможные последствия потенциальной аварии в случае еевозникновения.
9. Качественная оценка потенциальных последствий длякаждого опасногосостояния в соответствии со следующими критериями:
класс 1 — безопасный (состояние, связанное сошибками персонала, недостатками конструкции или ее несоответствием проекту, атакже неправильной работой), не приводит к существенным нарушениям и невызывает повреждений оборудования и несчастных случаев с людьми;
класс 2 — граничный (состояние, связанное сошибками персонала, недостатками конструкции или ее несоответствием проекту, атакже неправильной работой), приводит к нарушениям в работе, может быть компенсированоили взято под контроль без повреждений оборудования или несчастных случаев сперсоналом;
класс 3 — критический: (состояние, связанноес ошибками персонала, недостатками конструкции или ее несоответствием проекту,а также неправильной работой), приводит к существенным нарушениям в работе,повреждению оборудования и создает опасную ситуацию, ситуацию, требующуюнемедленных мер по спасению персонала и оборудования;
класс 4 — катастрофический (состояние,связанное с ошибками персонала, недостатками конструкции или ее несоответствиемпроекту, а также неправильной работой), приводит к последующей потереоборудования и (или) гибели или массовому травмированиюперсонала.
10. Рекомендуемые защитные меры для исключения илиограничения выявленных опасных состояний и (или) потенциальных аварий;рекомендуемые превентивные меры должны включать требования к элементам конструкции,введение защитных приспособлений, изменение конструкций, введение специальныхпроцедур и инструкций для персонала.
11. Следует регистрировать введенные превентивныемероприятия и следить за составом остальных действующих превентивных мероприятий.
Такимобразом, предварительный анализ опасности представляет собой первую попыткувыявить оборудование технической системы и отдельные события, которые могутпривести к возникновению опасностей и выполняется на начальном этапе разработкисистемы.
Втораястадия: выявлениепоследовательности опасных ситуаций.
Втораястадия начинается после того, как определена конфигурация системы и завершенпредварительный анализ опасностей. Дальнейшее исследование производят с помощьюдвух основных аналитических методов:
1) построения дерева событий;
2) построения дерева отказов.
Третья стадия: анализ последствий.
Прианализе последствий используются данные, полученные на стадии предварительнойоценки опасности и на стадии выявления последовательности опасных ситуаций.3. Другиеприемы анализа риска
1.Анализ видов отказов и последствий.
Спомощью анализа видов отказов и последствий систематически, на основепоследовательного рассмотрения одного элемента за другим анализируются всевозможные виды отказов или аварийные ситуации и выявляются их результирующиевоздействия на систему. Отдельные аварийные ситуации и виды отказов элементоввыявляются и анализируются для того чтобы определить их воздействие на другиеблизлежащие элементы и систему в целом.
Анализвидов отказов и последствий существенно более детальный, чем анализ с помощьюдерева отказов, так как приэтом необходимо рассмотреть все возможные виды отказов илиаварийные ситуации для каждого элемента системы
Например, реле может отказать по следующим причинам:
– контакты неразомкнулись или не сомкнулись;
– запаздывание взамыкании или размыкании контактов;
– короткоезамыкание контактов на корпус, источник питания, между контактами и в цепяхуправления;
– дребезг контактов(неустойчивый контакт);
– контактная дуга,генерирование помех;
– разрыв обмотки;
– короткоезамыкание обмотки;
– низкое иливысокое сопротивление обмотки;
– перегрев обмотки.
Длякаждого вида отказа анализируются последствия, намечаются методы устранения иликомпенсации отказов.
Дополнительнодля каждой категории должен быть составлен перечень необходимых проверок.
Например,для баков, емкостей, трубопроводов этот перечень может включать следующее:
– переменныепараметры (расход, количество, температура, давление, насыщение и т.д.);
– системы (нагрева,охлаждения, электропитания, управления и т.д.);
– особые состояния(обслуживание, включение, выключение, замена содержимого и т.д.);
– изменение условийили состояния (слишком большие, слишком малые, гидроудар,осадок, несмешиваемость вибрация, разрыв, утечка ит.д.)
Используемыепри анализе формы документов подобны применяемым при выполнениипредварительного анализа опасностей, но в значительной степени детализирован.
2.Анализ критичности.
Этот вид анализа предусматривает классификацию каждогоэлемента в соответствии со степенью его влияния на выполнение общей задачи системой.Устанавливаются категории критичности для различных видов отказов:
категория 1 – отказ, приводящий к дополнительномунезапланированному обслуживанию;
категория2 – отказ, приводящий к задержкам в работе или потере трудоспособности;
категория3 – отказ, потенциально приводящий к невыполнению основной задачи;
категория4 – отказ, потенциально приводящий к жертвам.
Данныйметод не дает количественной оценки возможных последствий или ущерба, нопозволяет ответить на следующие вопросы:
– какой из элементов должен бытьподвергнут детальному анализу с целью исключения опасностей, приводящих квозникновению аварий;
– какой элемент требует особого внимания в процессепроизводства;
– каковы нормативы входного контроля;
– где следует вводить специальные процедуры, правилабезопасности и другие защитные мероприятия;
– как наиболее эффективно затратить средства дляпредотвращения аварий.4.Сравнительные данные различных методов анализа.
1. Предварительный анализ опасностей– определяет опасности для системы и выявляет элементы для проведения анализа спомощью дерева отказов и анализа последствий. Частично совпадает с методоманализа последствий и анализом критичности.
Преимущества:является первым необходимым шагом.
Недостатки:нет.
2. Анализ с помощью дерева отказов –начинается с инициирующего события, затем рассматриваются альтернативныепоследовательности событий.
Преимущества:широко применим, эффективен для описания взаимосвязей отказов, ихпоследовательности и альтернативных отказов.
Недостатки: большие деревья отказов трудны в понимании, требуется использование сложной логики. Непригодны для детальногоизучения.
3. Анализ видов отказов ипоследствий – рассматривает все виды отказов по каждому элементу. Ориентированна аппаратуру.
Преимущества:прост для понимания, широко применим, непротиворечив, не требует примененияматематического аппарата.
Недостатки: рассматривает неопасные отказы, требует много времени, часто не учитывает сочетания отказов и человеческого фактора.
4. Анализ критичности – определяет иклассифицирует элементы для усовершенствования системы.
Преимущества:прост для пользования и понимания, не требует применения математическогоаппарата.
Недостатки:часто не учитывает эргономику,отказы с общей причиной и взаимодействие системы.
На прктике, при исследовании опасности системы, чаще всего последовательноприменяются различные методы (например, предварительный анализ, затем — дерево отказов, затем – анализ критичности и анализ видо вотказов и последствий).
Однимиз способов оценки уменьшения риска является сравнение оцениваемых затрат сожидаемыми результатами в денежном выражении. Этот вид анализа противоречив,так как требует оценки безопасности для человеческой жизни в стоимостномвыражении.
Висследовательской лаборатории “Дженерал моторс” разработан способ оценки, не касающийся этойпроблемы, сосредотачивая внимание на продолжительности жизни. Исходнаяпредпосылка: средства для сокращения риска предназначены увеличитьпродолжительность жизни.
В методе используются данные по всемкатегориям смертельного риска и определяется их влияние на продолжительностьжизни независимо для каждой категории. Таким способом определяется возможностьувеличения продолжительности жизни в годах или днях благодаря внедрению мероприятийпо уменьшению риска. В сочетании с оценками затрат это помогает определить эффективностьтаких мероприятий.
Главнойцелью при изучении опасностей, свойственных системе, является определениепричинных взаимосвязей между исходными аварийными событиями, относящимися коборудованию, персоналу и окружающей среде и приводящими к авариям в системе, а также отыскание способов устранениявредных воздействий путем перепроектирования системы или ее усовершенствования.
Причинные взаимосвязи можно установить спомощью одного из рассмотренных методов, а затем подвергнуть качественному иколичественному анализам. После того, как сочетания исходных аварийных событий,ведущих к возникновению опасных ситуаций в системе выявлены, система может бытьусовершенствована и опасности уменьшены.
Необходимо отметить, что использованиенекоторых из упрощенно рассмотренных выше методов требует работы со сложнымилогическими структурами, их построение и количественный анализ требует, поменьшей мере, твердых знаний математической логики, булевой алгебры, теориимножеств и других сложных разделов современной математики.
Приложение.
Аксиомы БЖД:
1. Всякая деятельность(бездеятельность) потенциально опасна.
2. Для каждого видадеятельности существуют комфортные условия, способствующие её максимальнойэффективности.
3. Все естественные процессы,антропогенная деятельность и объекты деятельности обладают склонностью кспонтанной потере устойчивости или к длительному негативному воздействию начеловека и среду его обитания, т.е. обладают остаточным риском.
4. Остаточный риск являетсяпервопричиной потенциальных негативных воздействий на человека и биосферу.
5. Безопасность реальна, еслинегативные воздействия на человека не превышают предельно допустимых значений с учетом их комплексного воздействия.
6. Экологичностьреальна, если негативныевоздействия на биосферу не превышают предельно допустимых значений с учетом их комплексного воздействия.
7. Допустимые значениятехногенных негативных воздействий обеспечивается соблюдением требований экологичности и безопасности к техническим система,технологиям, а также применениям систем экобиозащиты(экобиозащитной техники).
8. Системы экобиозащитына технических объектах и в технологических процессах обладают приоритетомввода в эксплуатацию и средствами контроля режима работы.
9. Безопасная и экологичная эксплуатация технических средств и производствреализуется при соответствии квалификации и психофизических характеристикоператора требованиям разработчика технической системы и при соблюденииоператором норм и требований безопасности и экологичности.
Признакиопасности.
1. Угрозадля жизни.
2. Возможностьпонесения ущерба здоровью.
3. Возможность нарушениянормального функционирования экологических систем.
Источникиформированияопасности.
1. сам человек, его труд,деятельность, средства труда;
2. окружающая среда;
3. явления и процессывозникающие в результате взаимодействия человека с окружающей средой.
В БЖД существуют 2 понятия:
1. ноксосфера(“ноксо”(лат.)- опасность);
2. гомосфера (сфера, в которойприсутствует человек).
Опасность реализуется на пересечении этих 2 сфер.
Списоклитературы:
1.«Анализ риска — основа для решения проблем безопасности населения и окружающейсреды», Internet — www.admhmao.ru/committe/upr_prsr/Sayt/ht01.htm
2. Бабаев Н.С., Кузьмин И.И. Абсолютнаябезопасность или “приемлемый риск”. М.,1992.
3. Демин В.Ф., Шевелев Я.В. Развитие основанализа риска и управления безопасностью. М., 1989.
4. «Тема 4. Ядерная энергетика и окружающая среда»,Internet — www.wdcb.ru/mining/book/cap4.html
5.Кобрин В.М. Безпека життєдіяльностіпри проектуванні та виробництві
аерокосмічнихлітальних апаратів. Харьков1997