Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Надежность технологического оборудования. Анализ видов и последствий отказов. Учебник
.pdf
2.2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОПАСНОСТЕЙ – HAZID
положение установки (если применимо) и некоторые формы
ссылок для идентификации. Если применимо, опасности
группируют для сокращения расчетов.
Для сопоставления качественных оценок и выбора действий по снижению последствий отказов можно использовать матрицы оценки серьезности (тяжести) последствий
(табл. 2.1).
В качестве примера рассмотрим применение HAZID
для исследования предварительных проектных решений
по созданию газотранспортного терминала (далее – Терминал) в рамках реализации компанией проекта «Сахалин-2»
по добыче, подготовке и транспортировке газа до завода
сжиженного газа на юге о. Сахалин и обеспечению газоснаб-
1
жения населения
.
Технологическая система Терминала представлена
на рис. 2.2. Топливный газ подводится от магистрального газопровода, очищается от влаги и примесей и подается потребителю через распределительную сеть г. Южно-Сахалинска.
Постоянный персонал на Терминале отсутствует, управление процессом осуществляется из операторной Объединенного берегового технологического комплекса подготовки нефти
и газа. Функционирование системы контрольно-измерительных приборов и автоматики обеспечивается электроэнергией
от газогенераторов; в аварийных ситуациях электроснабжение может кратковременно поддерживаться источником бесперебойного питания.
1
Лисанов М.В. и др. Применение методов анализа опасностей
HAZID и HAZOP при проектировании газотранспортного терминала //
Безопасность труда в промышленности. 2008. № 8.
31
2. Простые методы идентификации и анализа опасности работы
> 60 %
высокая,
Очень
41–60 %
Таблица 2.1
Высокая,
21–40 %
Средняя,
5–20 %
последствий
Низкая,
< 5 %
Вероятность наступления
12345
низкая,
Очень
2–1 2–2 2–3 2–4 2–5
3–1 3–2 3–3 3–4 3–5
4–1 4–2 3–4 4–4 4–5
5–1 5–2 3–5 5–4 5–5
Нет вреда Нет ущерба 0–1 0–2 0–3 0–4 0–5
ба
Слабый ущерб 1–1 1–2 1–3 1–4 1–5
Слабые по-
вреждения
Малень-
кий ущерб
Легкие
ранения
ушибы и
Ограниченный
Незначи-
тельные по-
Неболь-
ушибы и
Небольшие
для репутации
ющей среды
для окружа-
Последствия
Матрица оценки серьезности последствий отказов
вов
для акти-
Нет ущер-
для людей
(тяжести)
серьезности
Оценка
0 Нет вреда
1
2
32
ущерб
ущерб
Значительный
поврежде-
Локальное
вреждения
Локаль-
ранения
Сильные
ный ущерб
ранения
шой ущерб
3
Огромный ущерб
Большой ущерб в
масштабах страны
ния
Огромное
вреждение
Сильное по-
ущерб
Большой
Единичный
Огромный
случай
Много не-
несчастный
4
масштабе
в международном
ние
поврежде-
ущерб
случаев
счастных
5
2.2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОПАСНОСТЕЙ – HAZID
Газогенератор-1
Дренажная
емкость
Блок
фильтрации
Магистральный
газопровод
Рис. 2.2. Принципиальная схема Терминала
Станция
понижения
давления
Газогенератор-2
Потребитель
Блок замера
и регулирования
Базовый материал по HAZID Терминала был наработан в ходе оперативного совещания (в течение 3 дней) с последующей корректировкой для подготовки полного отчета
по экспертизе рассматриваемого проекта. Процедура HAZID
осуществлялась по схеме, приведенной на рис. 2.3.
В соответствии с методологией HAZID рассматривался
контрольный перечень опасностей (16 категорий опасностей), сгруппированных в 4 раздела (вида опасностей).
Раздел I. Внешние и экологические риски: 1 – опасности
стихийных бедствий и вредных факторов окружающей среды; 2 – антропогенные риски; 3 – воздействие технологического объекта на окружающую местность; 4 – инфраструктура; 5 – ущерб окружающей среде.
Раздел II. Опасности на объекте: 1 – методы/принципы контроля; 2 – пожаро- и взрывоопасность; 3 – опасные
технологические факторы; 4 – вспомогательные системы;
5 – опасные факторы технического обслуживания; 6 – строительство/существующие объекты.
33
2. Простые методы идентификации и анализа опасности работы
Раздел III. Опасности для здоровья: 1 опасности для здоровья (заболевания, эпидемии и т.д.).
Раздел IV. Вопросы реализации проекта: 1 – стратегия
заключения контрактов; 2 – идентификация опасных факторов и порядок их контроля; 3 – планирование работ в аварийной ситуации; 4 – квалификация.
Установление контрольного
Выбор объекта исследований
Рассмотрение опасных факторов
(явлений) и их последствий
Анализ возможных угроз
и их характеристик
перечня рассматриваемых
опасностей
Опеределение профилактических
мероприятий
Рис. 2.3. Блок-схема процедуры HAZID
Установление приоритета
опасностей
Каждая из перечисленных категорий включает ряд опасных факторов или явлений, последствия реализации которых могут представлять угрозу техническим объектам
(технологическим процессам), персоналу, третьим лицам,
окружающей природной среде. Последующий анализ позволяет качественно оценить уровень риска возможных угроз
(включая финансовые потери) и профилактические меры
(планируемые или проектные технические решения). Уровень риска (приоритет дальнейшего рассмотрения) устанавливался с учетом матрицы «вероятность – тяжесть по-
34
2.2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОПАСНОСТЕЙ – HAZID
следствий» по принятой упрощенной шкале: 1 – высокий
(неприемлемый), 2 – средний, 3 – низкий риск.
Результаты исследования Терминала методом HAZID документировались в специальной таблице – «Рабочая ведомость HAZID», отдельные позиции из которой представлены
в табл. 2.2.
В ходе исследования Терминала методом HAZID участниками совещания были выявлены проблемные вопросы, требующие дальнейшего уточнения (удаленность от населенных
пунктов, порядок действия персонала при пуске-наладке) или
более детальной проработки технических решений методом
HAZOP (принципы аварийного отключения, продувок на свечу, защита от переполнения дренажными сбросами и др.).
Таблица 2.2
Фрагменты рабочей ведомости HAZID Терминала
Опасный
№
фактор
Категория 1 – опасности стихийных бедствий и вредных факторов окружа-
1
Опасности
и их по-
следствия
Угрозы
(на что воздействуют)
Внешние и экологические риски
Профилактические
мероприятия
ющей среды
Прио-
ритет
(риск)
Примеча-
ние
1.1
Экстремальные климатические
факторы – высокие и низкие темпе-
ратуры
Отказ оборудования.
Разгерметизация трубопроводов
Потеря рабочих характеристик
смазочных материалов и элементов
аппаратуры.
Образование пробок в линиях сброса
газа
Выбор материалов.
Проработка стратегии технического
обслуживания. Укрытие от прямых
солнечных лучей.
Обогрев бокса газового дизель-генера-
тора, трубопроводов и оборудования.
Климатизация помещений. Теплоизо-
… … … … … … …
2
ляция оборудования
Уточнить вопрос теплоизоляции обо-
рудования.
Отопление и климатизация блок-
боксов.
Инженерные изыскания
35
2. Простые методы идентификации и анализа опасности работы
Окончание табл. 2.2
Опасный
№
фактор
Категория 3 – опасности стихийных бедствий и вредных факторов окружа-
3
… … … … … … …
Чрезмерный/
3.5
нулевой
уровень
… … … … … … …
1 Категория 1 – опасности для здоровья
Опасные
факторы
заболевания и
1.1
факторы
социального
характера
… … … … … … …
Опасности
и их по-
следствия
Переполнение дренажной
емкости и
сепараторов
Опасность
минимальна,
так как
вероятность пребывания
людей на
объекте
мала
Угрозы
(на что воздействуют)
Внешние и экологические риски
Остановка
процесса.
Нарушения
в подаче
продукции
потребителю.
Экономические потери
Опасности для здоровья
Персонал
Профилактические
мероприятия
ющей среды
Уровнемеры автоматического (с дистанционной сигнализацией) и визуального
контроля уровня
Использование только сертифицированного оборудования
и средств индивидуальной защиты.
Подготовка и обучение персонала
Прио-
ритет
(риск)
3
3
Примеча-
ние
2.3. Предварительный анализ
опасностей – ПАО (PHA)
Предварительный анализ опасностей (ПАО) – это первоначальное выявление элементов и событий, которые ведут
к опасным ситуациям, в том числе с включением в рассмотрение последовательности событий и корректирующих
36
2.3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОПАСНОСТЕЙ – ПАО (PHA)
мероприятий для устранения последствий отказов. В зарубежной практике иногда используют аббревиатуру PHA
(Preliminary hazard analysis).
Метод ПАО используется для идентификации отказов оборудования, которые без обеспечения соответствующих мер
предосторожности могут привести к возникновению опасных ситуаций. Типичными источниками опасных событий
являются сосуды и трубопроводы под высоким давлением,
грузоподъемные и транспортирующие машины, взрывчатые
и токсичные вещества, радиоактивные и воспламеняющиеся
материалы, плавильные агрегаты, прессы и т.д.
Обычно метод ПАО используют для оценки опасностей
на ранних стадиях проектирования, так как его применение
не требует полного детального описания конструкции оборудования. В то же время он позволяет провести идентификацию
возможных отказов на начальной стадии разработки и тем самым выбрать эффективный вариант конструкции. В целом ПАО
представляет собой первую попытку выявить оборудование
технической системы (в ее начальном варианте) и отдельные события, которые могут привести к возникновению опасностей.
В методе ПАО рассматриваются отказы или неудовлетворительная работа оборудования, а также характер этих отказов. Прослеживается влияние неисправности и оценивается
окончательное ее воздействие на выполнение основной задачи. Применяя этот метод, обычно используют схемы, изображающие все элементы технологического процесса. Изучение схемы позволяет разработать таблицу элементов, видов
и влияний отказов каждого элемента. Эта информация отображается, как правило, в двух столбцах: один – для видов
неисправностей, второй – для их взаимодействий. В других
столбцах таблицы могут быть указаны вероятности выхода
из строя, способы обнаружения и т.д.
Метод ПАО является полезным качественным способом
как для выяснения характера неполадок и неисправностей
37
2. Простые методы идентификации и анализа опасности работы
на этапе конструирования, так и для разработки документации о взаимодействиях причин и последствий неисправностей оборудования. Как только с помощью метода ПАО документированы характеристики неисправностей и учтены все
возможные неполадки, становится возможным оперативный
контроль состояния технологического процесса.
Обычно одни части технической системы представляют
большую опасность, чем другие, и поэтому в самом начале
анализа систему следует разбить на подсистемы, чтобы выявить такие компоненты или элементы системы, являющиеся вероятными источниками неисправностей или отказов,
которые могут привести к опасным событиям. ПАО технической системы рекомендуется осуществлять в следующей логической последовательности.
Шаг 1. Выявить потенциальные опасности – например,
оценить возможность разрыва трубопровода высокого давления, возникновения взрыва или пожара, утечки токсичных
веществ и т.д. На этом этапе осуществляется идентификация
опасностей на основе анализа различных факторов, таких
как физические и химические свойства используемых материалов, схема расположения оборудования, эксплуатация
и техническое обслуживание оборудования, инфраструктура, рабочая среда и др.
Шаг 2. Выявить потенциальные источники опасности –
система в целом, части системы или отдельные элементы, неисправности которых могут вызвать опасные события (химические реакторы, емкости и хранилища, энергетические
установки и др.). На данном этапе делаются оценка риска
идентифицированных опасностей и анализ приемлемости
риска для персонала, средств производства и окружающей
среды. Оценка риска обычно включает идентификацию исходных событий, идентификацию возможных сценариев развития аварии (несчастного случая), количественную
оценку вероятности возникновения аварии (несчастного
38
2.3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОПАСНОСТЕЙ – ПАО (PHA)
случая) и оценку последствий. Приемлемость риска должна быть установлена на основе критериев приемлемости для
конкретной ситуации.
Шаг 3. Внести ограничения на анализ – исключить из детального изучения опасности, появление которых практически неосуществимо или маловероятно (например, в результате саботажа, диверсий, землетрясений и др.). На этом этапе
осуществляется устранение или снижение риска, где это необходимо, и применяются данные об идентифицированных возможностях снижения вероятности и (или) последствий опасных событий (аварии, несчастного случая и т.д.).
Эти три основных этапа являются неотъемлемой частью
всех методов идентификации опасностей и оценки риска,
описанных в ГОСТ Р 51901.1–2002.
Процедура ПАО нередко включает не только предварительное выявление элементов системы или событий, которые могут привести к опасным ситуациям. Задачи анализа
расширяются с использованием количественных (формализованных) приемов сравнения, включением в рассмотрение
последовательности событий, превращающих опасности
в происшествия, а также корректирующих мероприятий
(контрмер) для устранения опасности.
Таким образом, результатами ПАО будут перечень опасностей, причинно-следственные цепочки наступления неблагоприятных последствий и корректирующие воздействия. При
необходимости эта информация в дальнейшем используется
для проведения детального количественного анализа.
Общий процесс ПАО включает следующие этапы.
1. Определение технической системы, ее подсистем и эле-
ментов, которые необходимо проанализировать.
2. Идентификация опасностей, связанных с конкретной
подсистемой или элементом.
3. Определение конкретного опасного события, возника-
ющего при реализации опасности.
39
2. Простые методы идентификации и анализа опасности работы
4. Оценка вероятности появления опасного события и
возможного последствия каждой из опасных ситуаций и
последующая классификация вероятностей и последствий
с помощью специального набора правил.
5. Идентификация и оценка действий, предпринятых
для уменьшения вероятности появления опасного события
или сокращения последствий.
6. Оценка результатов взаимодействия различных опасных событий, а также анализ воздействия типичных отказов
и отказов, обусловленных общей причиной.
Метод ПАО обычно применяют с использованием структурного способа, для чего используют специальную табличную форму. Каждое опасное событие, которое идентифицировано для конкретной подсистемы или функции,
исследуют и делают запись в одной строке таблицы, получая
в итоге оценку совокупного риска или ущерба для конкретного опасного события, подсистемы или функции.
Метод ПАО часто дополняют более подробными методами FMEA и HAZOP на более поздних стадиях процесса разработки.
Качественный анализ при ПАО можно представить в виде
следующей структурной схемы.
1. Система, подсистема или элемент – аппаратура, механизм или функциональный элемент, технологические операции, подвергаемые анализу.
2. Ситуация – соответствующая фаза работы оборудования, аппаратуры, механизма, элемента или вид технологической операции.
3. Опасный элемент – анализируемый элемент оборудования, механизма или технологическая операция, являющиеся по своей природе опасными.
4. Причина, вызывающая опасное состояние, – нежелательное событие или ошибка, которые могут быть причиной
того, что опасный элемент вызовет определенное опасное состояние.
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]