9.1.7. Чрезвычайные ситуации

В этом разделе необходимо спрогнозировать чрезвычайные всевозможные ситуации на проектируемом (реконструируемом) производст­ве.

Прогнозирование возможных чрезвычайных ситуаций производит­ся на основе анализа статистических материалов об авариях, методами экспертных оценок или другими методами.

9.2. Обеспечение безопасносности и экологичности в разработках конструкторских и технологических решений

Структура исследований здесь включает в себя следующее:

• производится анализ опасных и вредных производственных факторов (ОВПФ), которые характерны для разрабатываемого объекта (станка, машины, приспособления, двигателя, установки, прибора и т.д.) или могут возникнуть в процессе эксплуатации, обслуживания, ремонта;

• описывается организация рабочего места или компоновка объекта с учетом требований безопасности и эргономики;

• освещаются вопросы пожаровзрывобезопасности объекта при его работе или обслуживании;

• приводится системный анализ безопасности и надежности разра­батываемого объекта, методом дерева отказов;

• детально разрабатывается одно из конкретных мероприятий по повышению безопасности конструкции объекта или системы, по норма­лизации или улучшению условий труда;

- производятся расчеты, связанные с выбором условий труда, средств зашиты (ОВПФ);

- определяется экологическая, социально-экологическая эффектив­ность мероприятий по созданию безопасных условий.

9.2.1. Исследование безопасности систем с использованием метода дерева отказов

Анализ методом дерева отказов проводят в несколько этапов: оп­ределяют нежелательное верхнее событие (ВНС), анализируют принци­пиальные особенности системы, строят дерево отказов, представляют дерево отказов алгебраическими символами, собирают количественные данные об отказах элементов системы, оценивают вероятность отказов, устанавливают чувствительность системы и наибольшее влияние от­дельных отказов на вероятность наступления ВНС.

По сравнению с другими методами анализа безопасности систем, метод дерева отказов имеет следующие преимущества:

- проведение анализа для поиска нежелательного события дедуктивным методом;

• поиск важнейших аспектов системы, влияющих на осуществле­ние нежелательного события;

• возможность графической интерпретации, дающей наглядное представление об изменениях в системе;

• выбор качественного или количественного метода анализа;

• концентрацию усилий на анализе определенного вида отказов;

• проведение анализа в соответствии с реальными изменениями в системе;

• полученный при построении дерева графический материал может быть использован неоднократно;

• внимательное исследование дерева отказов зачастую позволяет выявить отказы, неопределяемые обычным путем;

• в дерево отказов можно вводить ограничения, требования к кон­струкции, экологические параметры и т.п.

9.2.2. Построение дерева отказов

Для построения дерева отказов необходимо дать описание иссле­дуемой системы. Описание может касаться функциональных связей, гра­ничных условий, внешних воздействий и ограничений, накладываемых на систему.

Для определения ВНС целесообразно пользоваться методами идентификации опасности, т.е. рассматривать проектную документацию на ремонт и обслуживание оборудования, диспетчерские журналы или другую аналогичную информацию.

После нахождения ВНС последовательно определяют события, ко­торые к нему привели при определенных условиях, а затем для них так­же рассматривают условия их вызывающие.

На чертеже события соединяют соответствующими логическими связями "И" и "ИЛИ". Операция "И" означает: перед тем, как произойдет событие А, должны произойти оба события Б и В. Операция "ИЛИ" оз­начает, что событие Г будет иметь место, если произойдет хотя бы одно из событий Д или Е (или оба события).

Рис. 9.1. Рис. 9.2.

( 9.13)

(9.14)

(9.15)

(9.16)

Пример: рассмотрим ВНС - попадание в глаз частиц металла, при подготовке труб к сварке и зачистке свариваемых концов труб (см. рис.9.3.).

Рис. 9.3. Логическая схема дерева отказов

где В - оператор не носил защитных очков;

С₁ - посторонний человек вошел в опасную зону без защитных очков;

Д - наличие источника опасности;

С₂ - цель входа в опасную зону;

F - посторонние лица не носят защитных очков;

С_т - оператор не смог прекратить работу;

Н - необходимость что- то принести в опасную зону;

J - необходимость что-то забрать из опасной зоны;

К - цель входа в опасную зону неизвестна.

Дерево строят от уровня первичных отказов. На основе метода де­рево отказов можно проводить как качественный, так и количественный анализ. Для количественного анализа необходимо знать вероятности первичных событий, при поэтапном анализе дерева можно воспользо­ваться следующими формулами: для логической связи "И"

д ля логической связи "ИЛИ"

где п - число событий;

q_i - вероятность i-го первичного события.

В оспользовавшись вышеуказанными формулами, вычислим веро­ятность наступления верхнего события - С„ (ВНС). События, обозна­ченные буквами

рядом, с которыми стоят цифры, показывающие вероятность наступления данного события на один миллион проработанных часов (см. рис.9.3).

(9.17)

Затем представим дерево отказов без событий Н , J, К, тогда

(9.18)

окончательно вероятность ВНС

(9.19)

Следовательно, при имеющихся данных о наступлении базисных событий

в ероятность травмирования (попадание в глаз частицы металлов) для этой операции на один миллион прора­ботанных часов равняется 0,0522.

Дерево отказов позволяет получить и интерпретировать качествен­ные и количественные результаты в зависимости от целей анализа, на­пример проверку достижения необходимого уровня безопасности всей

системы. В случае несоответствия системы заданному уровню безопас­ности определяют элемент системы, имеющий наибольшее влияние на вероятность наступления ВНС.