
- •«Надежность технических систем и техногенный риск»
- •Содержание
- •Введение
- •1 Примеры расчета надежности
- •1.1 Замечания по решению задач
- •1.2 Критерии и количественные характеристики надежности
- •1.3 Критерии надежности невосстанавливаемых изделий
- •Выражения для расчета надежности
- •1.4. Критерии надежности восстанавливаемых изделий
- •1. 5 Примеры решения задач
- •2 Примеры анализа надежности и риска систем
- •2 1. Расчет надежности системы аспирации
- •2.1.1Анализ безотказности системы
- •2.2 Анализ опасностей и рисков сварочного цеха
- •2.2.1 Задачи и цели проведения анализа риска
- •2.2.2 Расчет надежности оборудования и риска
- •2.3 Анализ и расчет надежности и рисков окрасочной линии
- •2.3.1 Расчет надежности
- •2.3.2 Расчет риска травмирования работников
- •2.4 Расчет надежности и риска системы вентиляции
- •2.4.1 Определение значений вероятности безотказной работы.
- •2.4.2 Анализ надежности вентиляционных систем методом
- •2.4.3 Расчет вероятности причинения ущерба здоровью
- •2.5 Анализ надежности системы газоснабжения оборудования
- •Определение вероятности отказа системы газоснабжения
- •2.5.2 Расчет вероятности причинения ущерба здоровью
- •2.6 Анализ риска усорезной пилы
- •2.6.1 “Дерево неисправностей ” усорезной пилы.
- •2.6.2 Анализ риска травмирования сборщика конструкций пвх при
- •2.7 Анализ риска вальцев
- •2.7.1 Анализ надежности вальцев методом построения «дерева неисправностей»
- •A.2.7.2 Анализ риска травмирования вальцовщика
- •3 Контрольные задания по дисциплине
- •3.1 Определение надежности объекта
- •3.2 Структурно-логический анализ технических систем. Расчет вероятности безотказной работы систем.
- •3.3 Расчет вероятности безотказной работы сложных систем
- •3.4 Анализ и расчет надежности и расчёт риска объекта методом «дерева неисправностей» и «дерева рисков»
- •3.4.1. Расчетные формулы
- •3.4.2 Описание системы «станок сверлильно-расточной группы»
- •3.4.3 Анализ и расчет надежности системы «станок»
- •3.4.4 Анализ и расчет рисков
- •3.4.4.1 Варианты заданий к расчету риска
- •3.4.4.2 Пример расчёта
- •Задание 4
- •3.5 Определение риска сокращения продолжительности жизни при радиоактивном загрязнении
- •Контрольные вопросы по курсу
2.5.2 Расчет вероятности причинения ущерба здоровью
ВЕРОЯТность событий, приводящих
к причинению ущерба здоровью
Таблица 2.13
Позиция |
Наименование |
Вероятность, Р |
1 |
Прикосновение к токоведущим частям станка |
5×10-5 |
2 |
Нарушение требований безопасности |
2×10-4 |
3 |
Выполнение работ без сварочной маски |
2×10-5 |
4 |
Неприменение СИЗ |
4×10-5 |
5 |
Получение травм при выполнении сварочных работ |
3×10-5 |
6 |
Получение травм при выполнении подготовительно-заключительных операций |
2×10-4 |
7 |
Попадание раскаленных стружек на легковоспламеняющийся материал |
4×10-5 |
8 |
Утечка газа из баллона |
3×10-4 |
9 |
Попадание раскаленных капель металла и искр на открытые части тела |
2×10-4 |
10 |
Соприкосновение с открытым пламенем |
2×10-5 |
11 |
Превышение концентрации марганца и кремний диоксида (в сварочных аэрозолях), в воздухе рабочей зоны |
5×10-4 |
12 |
Утечка газа из баллона |
3×10-6 |
13 |
Возникновение взрывоопасной концентрации |
4×10-5 |
14 |
Работа вблизи горючих веществ |
3×10-4 |
15 |
Наличие источника огня |
5×10-4 |
;
РБ= Р1+ Р2- Р1× Р2;
РВ = Р3+ Р4- Р3× Р4;
РГ = Р5+ Р6- Р5× Р6 ;
РД = Р7+ Р8- Р7× Р8 ;
РЕ = Р9+ Р10 - Р9× Р10;
РЖ = Р11+ Р12 - Р11× Р12;
;
РБ = 5×10 -5+ 2×10 -4- 5×10 -5× 2×10-4 = 2,5×10-4;
РВ = 2×10 -5+ 4×10 -5- 2×10 -5× 4×10-4 = 8×10-4;
РГ = 3×10 -4+ 2×10 -5- 3×10 -4 ×2×10-5 = 6×10-4;
РД = 4×10 -5+ 3×10 -4- 4×10 -5×3×10-4 = 3,4×10-4;
РЕ = 2×10 -5+ 2×10 -5- 2×10 -5× 2×10-4 = 4×10-5;
РЖ = 5×10 -4+ 3×10 -6- 5×10 -4× 3×10-6 = 5×10-4;
РЗ = 4×10 -4× 3×10 -6× 5×10 -4 = 6×10-12;
РА = 2,5×10 -4+ 8×10 -4+ 6×10 -4+ 3,4×10-4+ 4×10-5+ 5×10-5 +6×10-12-2,5×10-4× 8×10-4× 6×10 -4× 3,4×10 -4× 4×10 -5× 5×10-5×6×10-12 =1,5×10-4,
Риск причинения вреда здоровью RА = 1,5×10-4.
Рис.2.13 Риск причинения вреда здоровью
Анализ надежности
Закон РФ “О безопасности” и Концепция национальной безопасности РФ определяют безопасность, как состояние защищенности жизненно важных интересов личности, общества и государства от внутренних и внешних угроз, обеспечивающих их реализацию.
Поэтому, важным вопросом является обеспечение безопасности при использовании различного вида оборудования (станки, агрегаты, машины и т.д.).
Определение безопасности оборудования достаточно сложный процесс. Существует множество способов, но наиболее часто используемым является метод “дерева неисправностей ”.
“Дерево неисправностей ” - это топологическая модель надежности и безопасности, которая отражает логико-вероятностные взаимосвязи между отдельными случайными исходными событиями в виде первичных отказов или результирующих отказов, совокупность которых приводит к главному анализируемому событию. [11].
Анализ “дерева неисправностей ” связан с определением возможности появления или не появления головного события – происшествия конкретного типа. Данные условия устанавливаются путем выделения из всего массива исходных предпосылок двух подмножеств, реализация которых либо приводит, либо не приводит к возникновению головного события. Такие подмножества делятся на:
- аварийные сочетания — это определенный набор исходных событий. Если все эти исходные события случаются, существует гарантия, что конечное событие происходит.
- отсечные сочетания - набор исходных событий, который гарантирует отсутствие головного события при условии не возникновения ни одного из составляющих этот набор событий. Самым удобным способом выявления условий возникновения и предупреждения происшествий является выделение из таких подмножеств так называемых «минимальных сочетаний событий», т.е. тех из них, появление которых минимально необходимо и достаточно для достижения желаемого результата.
Количественный анализ аварийности и травматизма с помощью структурных функций осуществляется в следующей последовательности:
- модель делится на отдельные блоки;
- в выбранных блоках выделяются подмножества событий, соединенных условиями «И» и «ИЛИ»;
- исходное «дерево» и соответствующая ему структурная функция упрощаются за счет их укрупнения;
- рассчитывается мера возможности возникновения происшествия.
При оценке числовых характеристик исследуемого дерева происшествий руководствуются рядом правил и допущений.
1. События «дерева», соединенные логическим условием «И», объединяются по принципу их перемножения, при этом считается, что параметр головного события рассчитывается как произведение из n параметров предпосылок (сомножителей):
P =
P1
P2…Pn
=
.
2. События «дерева», соединенные логическим условием «ИЛИ», объединяются по принципу логического сложения, а их соответствующие параметры образуют следующую алгебраическую зависимость:
P
= 1 –
(1 –
P1)(1
– P2)…(1
- Pn)
= 1
-
,
которая в частных случаях, например, для n = 2 и n = 3, принимает вид:
Pi=2 = P1 + P2 – P1P2;
Pi=3 = P1+ P2+ P3 – P1P3 – P2P3 – P3P1 + P1P2P3.
3. Преобразование и упрощение структурных функций осуществляется с соблюдением основных правил булевой алгебры. В соответствии с законом поглощения справедливы, например, следующие равенства:
A. (A . B) = A . B;
A + (A + B) = A.
4. При известных структурных схемах безотказности технических систем и безопасности функционирования они могут быть легко преобразованы в “дерево происшествий”. При этом их параллельно соединенные элементы соответствуют логической операции «И», а последовательно соединенные – логической операции «ИЛИ».
При анализе методом «деревьев неиправностей» выявляются комбинации отказов (неполадок) оборудования, ошибок персонала и внешних (техногенных, природных) воздействий, приводящих к основному событию (аварийной ситуации). Метод используется для анализа возникновения аварийной ситуации и расчета ее вероятности (на основе здания вероятностей исходных событий).