_Быков Зайковский В ПЕЧАТЬ 18.05.2022

ситуации «ненормальных сырьевых материалов» необходимо принимать во внимание с использованием логического условия «ИЛИ» с расположением «причин» с левой стороны графической барьерной диаграммы.

Включение условий, требуемых для аварии, необходимо производить осторожно, так как это может привести к ошибкам при простановке баллов на барьерных диаграммах.

Время. На барьерной диаграмме течение времени принимается идущим слева направо в направлении развития аварии. Иногда бывает, что на барьерной диаграмме удобно показать барьеры, покрывающие несколько причин на том же общем направлении, даже несмотря на то, что барьер не будет функционировать при наступлении одновременно всех обозначенных причин аварийных ситуаций.

Подкрашивание барьеров. Если для условного обозначения барьеров используется различная тонировка, то легенда этих условных обозначений должна быть приведена в нижней части барьерной диаграммы.

Балльная система

Барьерные оценочные баллы

Барьерные диаграммы могут быть использованы для получения общего представления о том, какая последовательность событий может ожидаться наиболее часто или какие из них могут привести к наиболее серьезным последствиям. Этот обзорный анализ, в свою очередь, может быть использован для выявления тех цепочек событий, в которых требуются дополнительные меры безопасности.

Инициирующим событиям и барьерам могут быть приписаны баллы, в соответствии с ожидаемой частотой (для инициирующих событий) или вероятности отказов (для барьеров). В дальнейшем можно идентифицировать последовательность событий с наименьшим числом оценочных баллов.

Для того, чтобы определить баллы, должны быть оценены следующие моменты:

как часто ожидается проявление инициирующих событий;

какова надежность и «пригодность» каждого барьера, вероятность отказа функционирования барьера или вероятность того, что барьер окажется непригодным для прерывания последовательности или цепочки развития аварии.

280

Величины частот и вероятностей, как правило, очень малы. Обычный порядок величины этих показателей 0,001 или 10-3. Использование напрямую этих значений в барьерных диаграммах не рекомендуется и была разработана специальная балльная система для иного представления частоты событий и надежности барьеров, примерный вариант которой представлен в таблице 3.22.

Таблица 3.22. Пример специальной балльной системы для частоты событий и надежности барьеров

Частоты и вероятности комбинируются путем умножения, а барьерные баллы – путем сложения.

Умножая частоту инициирующих событий на вероятности отказа барьеров, получим новую величину частоты – частоты достижения аварийной последовательности своего конца.

Количествобалловваварийнойцепочкеявляетсятемсамымгрубой оценкой частоты того, что аварийная цепочка будет пройдена до последней стадии (аварии). Количество баллов может быть преобразовано обратно в годовую частоту, используя формулу:

h = 10–p/2

Поэтому если аварийная ситуация имеет 12 баллов, то ожидаемая частота инициирующих событий будет равной 10–(12/2)=10–6 в год или 1 раз в миллион лет.

281

Для того, чтобы определить число баллов при заданной частоте, формулу можно преобразовать к виду:

p = –2 lgh

Эффективность барьеров (в баллах)

Барьер,когда этотребуется, оцениваетсяколичествомбаллов,зависящих от вероятности отказа его функционирования. Например, барьер, у которого 2 балла, будет способен снизить вероятность дальнейшего развития аварийной ситуации в 10 раз. Некоторые типичные примеры оценки эффективности барьеров в баллах представлены в таблице 3.23.

Таблица 3.23. Примеры оценки эффективности барьеров в баллах

Степень точности в определении числа баллов

Баллы выражаются в целых числах, поэтому степень точности в оценке частоты или вероятности определяется с коэффициентом 3 (больше/меньше в три раза). Оценка частот или вероятностей, таким образом, основана на порядках величин, не более.

Система обозначений

Барьерные баллы обычно показываются на диаграмме ниже барьера инемногоправее.Баллы,характеризующиечастотуинициирующегособытия, располагаются в правой части от инициирующего события. Рисунок 3.19 является воспроизведением диаграммы с нанесенными баллами.

Арифметические правила

Упрощенные барьерные диаграммы

Если все логические условия на диаграмме – «ИЛИ», то правила просты. Каждую ветвь диаграммы можно рассматривать отдельно.

Если на диаграмме присутствует логическое условие «И», то баллы входных ветвей в логическую «калитку» «И» складываются. В этом случае одновременное присутствие двух причин необходимо для дальнейшего развития аварийной ситуации, при этом одна из присутствующих причин должна бытьфункцией той доли времени,когда этапричинаприсутствует. Этот случай проиллюстрирован на рисунке 3.20.

Детальные барьерные диаграммы

При построении детальных барьерных диаграмм применяются специальные правила для определения эффективности или надежности барьеров, как описано в разделе 3.3.

Эффективность барьера. Если барьер ограничивает последствия аварии, но не предотвращает все нежелаемые последствия, то барьерная диаграмма будет выглядеть, как это изображено на рисунке 3.21.

Суммабалловвверхнейветвидаетпредставлениеочастотепоследствия 1. Эта величина рассчитана путем сложения частоты инициирующих событий (2 балла) с вероятностью отказа барьера 1, когда это необходимо (4 балла), что в сумме дает 6 баллов.

Сумма баллов внижней ветви дает представление о частотепоследствия 2. Эта величина рассчитана путем сложения частоты инициирующих событий (2 балла) с вероятностью отказа барьера 2 (2 балла), что в сумме дает 4 балла. Барьер 1 при этом не представляет никакой ценности в предотвращении последствия 2, даже если функционирует нормально, последствие 2 все равно может проявиться.

283

Барьер, препятствующийпоявлениюпоследствия1приразвитииаварии2или3

Барьер, препятствующийразвитиюаварии1, вызваннойпричиной1

Барьер, препятствующийразвитиюаварии3вызваннойпричиной2или3

Барьер, препятствующийразвитиюаварии3вызваннойпричиной2

причина

развитие

3

3

причина

Рисунок 3.19. Барьерная диаграмма с указанием баллов

284

последствие

причина

2

1 % времени 4

Рисунок 3.20. Суммирование баллов при логическом условии «И»

2

2

Рисунок 3.21. Суммирование баллов для различных возможных последствий

285

Надежность барьера

Рисунок 3.22 повторяет рисунок 3.21, но с включением баллов.

минимум

= 3

1

Рисунок 3.22. Детальные элементы анализа по обнаружению и вмешательству

Наиболее вероятным путем развития аварийной ситуации является ее обнаружение(барьер1а)споследующимручнымвмешательством(барьер 1b). Барьер 1b имеет 1 балл, это означает, что в одном случае из трех возможен отказ в его функционировании.

Анализ предприятия показывает, что при активации барьера 1b теряется функциональная способность барьера 2. Если произойдет отказ барьера1b,торазвитие аварийной ситуации дойдет до последствия1.Вероятность того, что аварийная ситуация не будет обнаружена, равна 0,01 (барьер 1 имеет 4 балла). Если это происходит, то должен вступить в действие барьер 2 (надежность 0,001 или 6 баллов). Это означает, что от надежности барьера 1b во многом зависит то, как часто может наступать последствие1. Минимальноеколичество баллов в этой последовательности3 (2 балладаетчастотаинициирующего событияплюс1– надежность барьера 1b).

Верхняя ветвь диаграммы имеет 12 баллов, но это только указывает на низкую вероятность того, что, во-первых, не обнаружено аварийное событие и, во-вторых, барьер 2 не сработал.

Неопределенность числа баллов

Неопределенность суммы баллов на данной ветви барьерной диаграммы ожидается в диапазоне – 2 балла. Это эквивалентно тому, что ожидаемые частоты последствий оцениваются с точностью до порядка величины (больше/ меньше в 10 раз).

286

Оценка и определение приемлемости числа баллов

Проставленные баллы барьерам на барьерной диаграмме могут быть использованы для определения, насколько велика или приемлема степень (уровень) риска для аварийных последовательностей.

Для этого необходимо:

оценить последствия каждой последовательности;

установить критерий приемлемости, который определяет частоту, при которой данное последствие считается приемлемым.

Оценка последствий

Возможно, чтобы оценить последствия необходимо будет выполнить целый рядрасчетов с использованием моделей оценки последствий,

вдругих случаях последствия могут быть установлены на качественном уровне или из опыта, без проведения расчетов.

Анализ безопасности крупного предприятия с использованием метода барьерных диаграмм включает необходимость построения и исследования большого числа барьерных диаграмм с разнообразными последствиями. Некоторые последствия могут быть очень серьезными, с возможностью воздействия на население, в том числе приводящие к смертным случаям, другие – незначительные, вызывающие только небольшие неполадки при эксплуатации предприятия. Очевидно, что гораздо более серьезные меры безопасности должны быть предприняты

впервом случае, чем в последнем.

Поэтому классификация последствий производится в соответствии с их тяжестью, как в других представленных вышеметодах качественной оценки опасностей.

Система классификации, используемая для оценки последствий, приписывает балл – значение «К» каждому последствию. Пример подобной 6-балльной классификации демонстрируется в таблице 3.24.

Таблица 3.24. Иллюстрация балльной системы классификации последствий

Окончание таблицы 3.24

Критерии приемлемости

Ожидаемая частота инициирующих событий для аварийной последовательности (цепочки) выражаются числом случаев в год (см. раздел 3.3.4). Критерий приемлемости также должен выражаться в тех же единицах.

Приведем пример установления «разумного» критерия приемлемости. А именно:

крупные аварии с потенциально возможными летальными исходами или серьезными и длительными нарушениями здоровья у населе-

288

ния вне территории предприятия (К=5) не должны быть чаще, чем раз в 10 000 лет или (10-4в год).

Предположим, что при анализе по методике HAZOP будет выявлено 100 причин и, следовательно, 100 последовательностей, каждая из которых может привести к серьезным последствиям (с «К=5»). Каждая из последовательностей, заканчивающаяся последствиями с «К=5»,

должна иметь частоту 1 от общей приемлемой частоты для событий

100

класса «К=5». В этом случае каждая последовательность, заканчивающаяся последствиями «К=5», будет приемлемой, только если ее частота бу-

дет меньше, чем 1 10 4 или 10–6 в год. А это эквивалентно 12 барьер-

100

ным баллам.

Если при анализе по методике HAZOP будет выявлено 10 причин, ведущих к крупным авариям (а не 100), то каждая последовательность

будет приемлемой, если ее частота меньше чем 1 10 4 или 10–5 в год.

10

А это эквивалентно 10 оценочным баллам.

Для менее серьезных аварий (К=4 или меньше) приемлемой будет частота события более чем 10–4 в год. Фактический устанавливаемый критерий зависит от последствий каждой аварийной последовательности. Как правило, общая приемлемая частота аварий класса «К» может увеличиваться в 100 раз на каждое понижение класса последствий. Это будет эквивалентно снижению на не более чем 4 барьерных балла.

Барьерные диаграммы с баллами и критериями приемлемости

Рисунок 3.23 демонстрирует барьерные диаграммы с баллами и критериями приемлемости.

Видно, что критерий приемлемости не был выполнен для верхней аварийной последовательности, вызванной «причиной 1». В двух других ответвлениях на графической схеме критерий соблюден.

В заключение данного подраздела отметим, что время и усилия, требуемые на подготовку барьерных диаграмм и отчета, – одного порядка с исследованием HAZOP, заполнением его форм и составлением предварительного отчета. И так же, как в методе HAZOP, реализация методабарьерных диаграммпредусматривает проведениесовещаний сприсутствием разработчиков HAZOP, на котором решают, какие последствия достаточно важные, чтобы их отразить на барьерной диаграмме,

289