4.7. Ко л и ч е с т в е н н а я о ц ен к а а в а ри й н о г о ри с к а

Определяющее соотношение для прогнозирования оценок ава­ рийного риска может быть представлено в виде

R = P U ,

где R - величина аварийного риска;

Р - вероятность нежелательных событий; U - последствия нежелательных событий.

Из приведенного соотношения следует, что прогноз уровня ава­ рийной опасности связан как с частотным анализом возможных ава­ рийных процессов, так и с оценкой ущерба при аварии.

4.7.1. Оценка частоты аварий

Метод, основанный на использовании статистических данных, является наиболее простым, однако ему присущи сложности, связанные с недостатком данных для нетиповых объектов. Кроме того, практически не учитывается специфика конкретного объекта. Например, в [9] содер­ жатся статистические данные по частоте возникновения пожаров в здани­ ях, а в [8] - сведения о частотах реализации событий, инициирующих по­ жароопасные ситуации для некоторых типов оборудования, частотах уте­ чек из технологических трубопроводов и т.д. (табл. 8, 9).

ляется метод построения логико-графических схем («деревьев отказов» и «деревьев событий»), подробно описанный в нормативно-технической литературе [16-18 и др.]. Логико-графические методы, а также имита­ ционные модели позволяют максимально учесть специфику конкретного объекта, а также разработать рекомендации по внедрению технических устройств, приводящих к снижению показателя вероятности аварии. Однако следует отметить высокую трудоемкость методов (особенно для сложных объектов), высокие требования к квалификации экспертов, производящих оценку вероятности таким методом, влияние неопреде­ ленности исходных данных на результат оценки вероятности.

«Дерево отказов» состоит из сочетаний негативных исходных собы­ тий, ведущих к возникновению конечного события - аварии, устанавливае­ мых с помощью причинно-следственных взаимосвязей. События, состав­ ляющие «дерево отказов» и отдельные его ветви, соединяются между собой логическими знаками «и», «или», «запрет», «исключающее или».

Знак «и» используется, когда выходное событие происходит, ес­ ли все входные события возникают одновременно. Знак «или» исполь­ зуется, когда выходное событие происходит, если случается любое из входных событий. Знак «запрет» используется в том случае, если на­ личие входного события вызывает появление выходного тогда, когда происходит условное событие. Знак «исключающее или» использует­ ся, если выходное событие происходит, если случается только одно из входных событий.

В «деревьях отказов» присутствуют следующие события:

♦исходные события - отказы отдельных элементов технологи­ ческого объекта или ошибки персонала;

♦условные события - события, представляющие собой обяза­ тельное условие для реализации верхнего промежуточного или конечно­ го события;

♦промежуточные события - события, связанные с реализацией исходных при выполнении определенных условий (например, нахождении вагона-цистерны на рассматриваемом транспортном участке и др.);

♦конечные события - события, являющиеся результатом реали­ зации промежуточных при выполнении определенных условий.

«Дерево отказов» представляется в графическом виде. Ниже пред­ ставлены графические символы, используемые в «деревьях отказов»:

-исходные (элементарные события);

-условные события;

-промежуточные и конечные события;

-знак логической связи между событиями «и»;

-знак логической связи между событиями «или»;

-знак логической связи между событиями «исключающее или»;

-знак логической связи между событиями «запрет».

События дерева, соединенные логическим условием «и», объеди­ няются по принципу перемножения. При этом параметр головного собы­ тия Р рассчитывается как произведения из п параметров предпосылок:

/=1

События дерева, соединенные логическим условием «или», объе­ диняются по принципу логического сложения, а их соответствующие параметры образуют следующую алгебраическую зависимость:

Р = 1 - П ( 1 - / > > О)

/=1

Расчет вероятности возникновения аварии выполняется поэтап­ но - снизу вверх, по каждой группе вышеназванных событий.

При построении «деревьев отказов» рассматриваются:

♦возможные отклонения параметров (нарушения режимов) про­ цесса от предусмотренных технологическим регламентом значений и при­ чины этих отклонений;

♦механические поломки и отказы элементов оборудования, тру­ бопроводов и арматуры;

♦отказы систем КИП и А, сигнализации, автоматических систем управления (АСУ) и противоаварийной защиты (ПАЗ);

♦ошибки персонала.

Оценка вероятности отказов (безотказной работы) для отдельных видов оборудования, узлов и приборов проводится, например, в предпо­ ложении экспоненциального закона распределения промежутков време­ ни между отказами. При этом может использоваться статистический материал об отказах.

Используются также данные о наработке на отказ, приводимые в паспортах, данные справочной и другой литературы.

При анализе ошибок персонала учитывается функциональная связь в системе «человек-машина» и используются статистические данные об ошибках персонала. Примерами применения описанного выше метода определения вероятности могут служить «деревья отказов», построенные для сепараторного (рис. 1) и компрессорного (рис. 2) оборудования.

Вероятность множества возможных исходов каждого инициирую­ щего (начального) события, приводящих к воздействию поражающих факторов аварий на людей, имущество и другие объекты, определяется с использованием метода «деревьев событий» (рис. 3). При построении «дерева событий» анализируются промежуточные события с использова­ нием двоичной системы, в которой элементы защиты (отсечные устройст­ ва, системы аварийного опорожнения, паровые или водяные завесы, сис­ темы пожаротушения и т.д.) или оператор либо выполняют свои функции, либо нет. Начальное событие в «дереве событий» является верхним собы­ тием в «дереве отказов». Как выполнение защитными элементами и опе­ раторами своих функций, так и отказы и ошибки приводят к исходам - ко­ нечным аварийным событиям с разными масштабами последствий.

Условные обозначения, применяемые при построении: НС - начальное событие; ПС - промежуточное событие; КС - конечное событие;

Разгерметизация гои прессора лоз. 103-J или элементов его

обвязки (нагнетательного патрубка) (6.48Е-06)

Повышение давления нагнетания компрессора

поз. 103-J

(4.81Е-03)

Оиыбочные действия или бездействие персонала

(1.17Е-01)

т

Рис. 2 (лист 1). Дерево отказов, приводящих к разгерметизации нагнетательного патрубка компрессора

Поаышсжая вибрация

аалоа компрессора поз 103-J

(1.06Е-06)

------1------

Рис. 2 (лист 2). Дерево отказов, приводящих к разгерметизации нагнетательного патрубка компрессора

Рис. 2 (лист 3). Дерево отказов, приводящих к разгерметизации нагнетательного патрубка компрессора

Рис. 2 (лист 9). Дерево отказов, приводящих к разгерметизации нагнетательного патрубка компрессора

/ \

4 ^

7.65Е-05

Снижение (прекращение) подачи масла в систему (2.79Е-05)