5. Аналіз умов і оцінка ймовірності розвитку аварій
Для оцінки ризику необхідно побудувати "дерево подій", в якому для розглянутої ініціюючої події (малюнок 3) повинні бути визначені можливі наслідки, в залежності від напрямку розвитку аварії, спрацьовування чи відмови засобів стримування аварії (протиаварійного захисту і локалізації аварії) та дії чи бездіяльності персоналу.
На основі оцінки ймовірності спрацьовування і відмов засобів стримування аварії та помилок персоналу визначається ймовірність різноманітних наслідків Pиm. Імовірність Pиm спрацьовування чи відмов систем захисту при оцінці визначається за паспортними даними, довідковою літературою чи побудовою "дерева відмов".
Для кожного результату визначаються можливі умови реалізації (параметри витікання чи інші умови викиду, час витікання чи викиду, маса викиду, площа протоку, погодні умови та ін.), з допомогою яких моделюються аварії та визначаються значення вражальних факторів. Приклад "дерева подій" наведений в малюнку 1.5.
Малюнок 1.5. Приклад логіко-ймовірнісної схеми розвитку аварії у вигляді "дерева подій"
У кожному конкретному випадку "дерево подій" будується з урахуванням особливостей системи, що аналізується, і відмов, що виникають у ній, систем захисту та умов розвитку аварій.
Оскільки одна і та ж речовина може мати декілька небезпечних властивостей і відноситися до декількох категорій і груп речовин, то при кожному наслідку в "дереві подій" можуть виникнути різні види аварій (пожежа, вибух, викид і розсіювання шкідливих і токсичних речовин, інші), що мають свою ймовірність Paf.
6. Визначення масштабів наслідків аварій
Кожний з можливих видів аварій, розповсюджуючись, створює характерні для нього вражальні фактори, небезпечна дія і дальність дії яких визначаються властивостями речовини, потужністю та умовами викиду.
Для оцінки можливих наслідків і наступної оцінки ризику необхідно моделювати аварії для кожного результату в "дереві подій" (малюнок 1.5), виявленого в процесі аналізу розвитку аварій.
Під час моделювання вибухів рекомендується розглядати:
- вибухи в разі руйнування оболонки чи апаратів трубопроводів у результаті підвищення тиску в устаткуванні внаслідок неконтрольованих фізичних чи хімічних процесів;
- вибухи в разі руйнування оболонки та скипання зріджених газів, що знаходяться в апаратах під тиском, чи перегрітих рідин;
- вибухи конденсованих речовин в устаткуванні, в атмосфері при викидах;
- об'ємні вибухи газових і парогазових хмар при викидах стиснутих чи зріджених газів перегрітих рідин;
- інші вибухові явища, можливі на розглянутому об'єкті в разі виникнення аварійних ситуацій.
Умови виникнення та розвитку аварії визначають параметри вибуху. Маса речовини, що бере участь у вибуху, встановлюється з урахуванням фазового стану компонентів технологічного середовища, температури, тиску й інших параметрів. У залежності від ситуації можуть розглядатися наземні чи повітряні вибухи, вибухи в штольнях (галереях).
Можливі наслідки визначаються значенням виражальних факторів вибуху:
- тиск у фронті ударної хвилі;
- питомий імпульс;
- тривалість фази стиснення;
- тиск, створюваний швидкісним напором;
- максимальний тиск у ґрунті на заданій глибині;
- інші параметри, що характеризують вибухове навантаження, необхідні для оцінки наслідків.
Оцінюються наслідки впливу ударно-хвильових навантажень на людей і конструкції.
Визначаються відстані, на яких можливе ураження людей з різним ступенем важкості. Рекомендується вказувати границі нанесення:
- легких травм;
- тяжких травм;
- тяжких травм з можливим смертельним наслідком;
- травм із частим смертельним наслідком та ін.
Визначається ймовірне число потерпілих.
Для машин, устаткування і будівельних споруд визначаються легкі, середні, сильні та повні руйнування, інші характерні руйнування, в залежності від їхньої стійкості до ударно-хвильових навантажень за експериментальними чи розрахунковими даними.
Якщо ударно-хвильовому впливу піддається устаткування, в якому знаходяться небезпечні речовини, то необхідно враховувати можливість розвитку аварії за ефектом "доміно" внаслідок його руйнування.
При моделюванні пожеж рекомендується розглядати:
- горіння вільних і обмежених розливів горючих і легкозаймистих рідин;
- дифузійне чи дефлафаційне згоряння незмішаних хмар при викидах зріджених газів під тиском і перегрітих рідин ("вогняна куля");
- факельне горіння струменя пари, газу або диспергованої рідини;
- інші види пожежі, можливі на розглянутому об'єкті в разі виникнення аварійних ситуацій.
Для оцінки можливих наслідків пожеж визначаються:
- інтенсивність теплового випромінювання;
- середня поверхнева щільність теплового випромінювання полум'я;
- швидкість вигоряння;
- гранична відстань, на якій можливе загоряння матеріалів у зоні дії теплового випромінювання;
- інші параметри, що характеризують небезпечний вплив пожежі, необхідні для оцінки наслідків.
При оцінці наслідків пожеж, поряд з втратами від безпосереднього впливу полум'я, визначаються можливі втрати в результаті впливу теплового випромінювання. Для людей визначаються зони, в яких можливі опіки I, II і III ступенів, зона больового порогу і кількість потерпілих; для конструкцій визначається їх вогнестійкість; для матеріалів визначається можливість їх загоряння та поширення вогню; визначаються інші негативні наслідки впливу пожежі.
У всіх випадках, коли хімічні перетворення під час вибухів і пожеж супроводжуються утворенням токсичних речовин, при аналізі можливих напрямів розвитку аварій необхідно розглядати їх небезпечний вплив на людей і на довкілля (елементи екосистеми).
При моделюванні викидів шкідливих і токсичних речовин в атмосферу враховуються погодні умови, стан атмосфери, напрямок і швидкість вітру, умови викиду й інші параметри.
Для оцінки можливих наслідків визначаються:
- еквівалентна кількість речовини в первинній і вторинній хмарі;
- площа і глибина зон зараження;
- концентрація шкідливих домішок в атмосфері;
- час підходу до виділеного об'єкта або регіону;
- інші параметри, що характеризують небезпечний вплившкідливих і токсичних речовин, необхідні для оцінки наслідків.
За результатами розрахунків визначається можливе число потерпілих, у т. ч. з летальним наслідком.
У процесі аналізу виявляються інші небезпечні фізичні та хімічні процеси, що можуть реалізуватися при виникненні і розвитку аварії (розтікання шкідливих речовин по поверхні землі, фільтрація в ґрунт, проникнення в ґрунтові води, викид шкідливих речовин у воду та ін.). Оцінюється їх негативний вплив на населення, соціальне важливі об'єкти, елементи екосистеми, майно юридичних і фізичних осіб та інші об'єкти "турботи" суспільства.
Якщо на підприємстві є декілька об'єктів підвищеної небезпеки і на кожному об'єкті підвищеної небезпеки є декілька джерел (апаратів), на яких можливі аварії з виходом за межі території цього підприємства, повинні бути оцінені наслідки всіх можливих видів аварій на цих джерелах.