- •А. Б. Корчагин, в. С. Сердюк, а. И. Бокарев Надежность технических систем и техногенный риск
- •Часть 2. Практикум
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Примеры расчета надежности
- •1.1. Замечания по решению задач
- •1.2. Критерии и количественные характеристики надежности
- •1.3. Критерии надежности невосстанавливаемых изделий
- •Интенсивность отказов элементов
- •1.4. Критерии надежности восстанавливаемых изделий
- •1.5. Примеры решения задач
- •2. Примеры анализа надежности и риска систем
- •2.1. Расчет надежности системы аспирации
- •Интенсивность отказов и вероятность безотказной работы элементов вентиляционной системы
- •2.2. Анализ опасностей и рисков сварочного цеха
- •2.2.1. Задачи и цели проведения анализа риска
- •Технические характеристики сварочного аппарата «дуга 318 м1»
- •Технические характеристики полуавтомата сварочного «кристалл пдго-570-4к»
- •2.2.2. Расчет надежности оборудования и риска
- •Вероятность возникновения аварийной ситуации
- •Вероятность событий, приводящих к причинению ущерба здоровью электросварщика
- •2.3. Анализ и расчет надежности и рисков окрасочной линии
- •2.3.1. Расчет надежности
- •Интенсивность отказов элементов окрасочной линии
- •Расчет вероятности безотказной работы элементов в период нормальной эксплуатации
- •2.3.2. Расчет риска травмирования работников
- •2.4. Расчет надежности и риска системы вентиляции
- •2.4.1. Обоснование необходимости расчета надежности и риска
- •2.4.2. Определение значений вероятности безотказной работы
- •Интенсивность отказов элементов системы вентиляции
- •2.4.3. Анализ надежности вентиляционных систем методом «дерева неисправностей»
- •Значения вероятностей отказа и безотказной работы
- •2.4.4. Расчет вероятности причинения ущерба здоровью
- •Вероятность событий, приводящих к причинению ущерба здоровью аппаратчика
- •2.5. Анализ надежности системы газоснабжения оборудования
- •2.5.1. Описание системы газоснабжения
- •2.5.2. Определение вероятности отказа системы газоснабжения
- •Интенсивность отказов элементов системы газоснабжения
- •Значения вероятностей отказов системы
- •2.5.3. Расчет вероятности причинения ущерба здоровью
- •Вероятность событий, приводящих к причинению ущерба здоровью электрогазосварщика
- •2.6. Анализ риска усорезной пилы
- •2.6.1. «Дерево неисправностей» усорезной пилы
- •Интенсивность отказов элементов усорезной пилы
- •2.6.2. Анализ риска травмирования сборщика конструкций пвх при работе с усорезной пилой
- •Исходные данные для построения «дерева рисков»
- •2.7. Анализ риска вальцов
- •2.7.1. Анализ надежности вальцов методом построения «дерева неисправностей»
- •Интенсивность отказов
- •2.7.2. Анализ риска травмирования вальцовщика
- •Классификация условий труда при профессиональной деятельности
- •Полуколичественная оценка риска по девятибалльной системе
- •3. Контрольные задания по дисциплине «Надежность технических систем и техногенный риск»
- •3.1. Определение надежности объекта
- •Задачи по определению надежности объекта
- •3.2. Структурно-логический анализ технических систем. Расчет вероятности безотказной работы систем
- •3.3. Расчет вероятности безотказной работы сложных систем
- •Расчет надежности
- •3.4. Анализ и расчет надежности, расчёт риска объекта методами «дерева неисправностей» и «дерева рисков»
- •3.4.1. Расчетные формулы
- •3.4.2. Описание системы «станок сверлильно-расточной группы»
- •Технические характеристики станка 2н135
- •Технические характеристики станка 2м55
- •3.4.3. Анализ и расчет надежности системы «станок»
- •Интенсивность отказов элементов металлорежущего станка
- •Расчетные данные по вероятности отказов станка
- •3.4.4. Анализ и расчет рисков
- •Задание 4
- •3.5. Определение риска сокращения продолжительности жизни при радиоактивном загрязнении
- •Исходные данные для определения риска сокращения продолжительности жизни при радиоактивном загрязнении
- •Исходные данные для расчета величины риска и времени ожидаемого появления признаков заболевания вибрационной болезнью у работников
- •Контрольные вопросы по курсу
- •Заключение
- •Библиографический список
- •ПриложениЯ
Классификация условий труда при профессиональной деятельности
Класс |
Условия профессиональной деятельности |
Риск* |
Риск** |
I |
Безопасные (оптимальные) |
< 0,7 |
< 10–4 |
II |
Относительно безопасные (допустимые) |
0,7–0,8 |
10 –4–10–3 |
III |
Опасные |
> 0,8 |
> 10–3 |
* В соответствии с методом полуколичественной оценки риска [9].
** В соответствии с методом, основанным на анализе статистических данных [12].
Математически риск (R) можно выразить формулой
R = Q · p,
где Q – вероятность происшествия; р – тяжесть события.
Тяжесть события (р) определялась исходя из анализа журнала регистрации несчастных случаев и актов формы Н-1.
Основная проблема при оценке профессионального риска – отсутствие единой методики, которая была бы доступна инженеру и при этом давала бы реальный результат. В данном примере анализ риска травмирования вальцовщика производится методом построения «дерева рисков» (рис. 2.18).
Рис. 2.18. «Дерево рисков» причинения ущерба здоровью вальцовщика резиновых смесей:
А´ – риск травмирования вальцовщика; Б´ – отказ оборудования (вальцов); В´ – неудовлетворительная организация работ; Г´ – открытость рабочей зоны (вероятность затягивания рук работающего во вращающиеся вальцы); Д´ – отсутствие ограждения; Е´ – причины, не связанные с производством; 1´– нарушение требований безопасности и охраны труда; 2´– недостатки в обучении безопасным приемам работы; 3´– несовершенство эргономики; 4´– несоответствие условий труда требованиям охраны труда (например, недостаточное освещение); 5´– клейкость используемого материала; 6´– использование ручного режущего инструмента; 7´– отсутствие ограждения на механизмах, использование которых сопряжено с работой на вальцах; 8´– резкое ухудшение состояния здоровья работающего; 9´– чрезвычайные ситуации
Для оценки величины риска травмирования вальцовщика использован метод полуколичественной оценки риска по девятибалльной системе (табл. 2.18).
Таблица 2.18
Полуколичественная оценка риска по девятибалльной системе
Вероятность Q |
Степень тяжести р |
9 – почти обязательно |
9 – смерть |
8 – очень возможно |
8 – инвалидность 1-й группы |
7 – возможно |
7 – инвалидность 2-й группы |
6 – больше чем случайность |
6 – инвалидность 3-й группы |
5 – случайность |
5 – потеря работоспособности более чем на 4 недели |
4 – меньше чем случайность |
4 – потеря работоспособности менее чем на 4 недели |
3 – маловероятно |
3 – потеря работоспособности до 4 дней |
2 – очень маловероятно |
2 – небольшие ранения |
1 – практически невозможно |
1 – ранений нет |
Максимальное количество баллов, которое можно получить при расчете риска по этому методу, – 81, поэтому полученные значения переводятся в проценты исходя из пропорции 81 балл = 100 %.
Решение:
R = Q · p.
Найти риск травмирования в каждом случае:
R(Б´) = 2 · 5 = 10 баллов = 12,3 % = 0,123;
R(1´) = 8 · 5 = 40 баллов = 49,4 % = 0,494;
R(2´) = 7 · 6 = 42 балла = 51,9 % = 0,519;
R(3´) = 7 · 4 = 28 баллов = 34,6 % = 0,346;
R(4´) = 8 · 7 = 56 баллов = 69,1 % = 0,691;
R(5´) = 8 · 5 = 40 баллов = 49,4 % = 0,494;
R(6´) = 8 · 5 = 40 баллов = 49,4 % = 0,494;
R(7´) = 5 · 5 = 25 баллов = 30,9 % = 0,309;
R(8´) = 3 · 7 = 21 балл = 25,9 % = 0,259;
R(9´) = 2 · 9 = 18 баллов = 22,2 % = 0,222.
.
Определить риск травмирования в каждой подсистеме до внедрения мероприятий по улучшению условий труда на рабочем месте вальцовщика резиновых смесей:
R(В´) = (1 – R(1´)) · (1 – R(2´)) · (1 – R(3´)) · (1 – R(4´)) =
= (1 – 0,494) · (1 – 0,519) · (1 – 0,346) · (1 – 0,691) = 0,05;
R(Г´) = (1 – R(5´)) · (1 – R(6´)) = (1 – 0,494) ·(1 – 0,494) = 0,26;
R(Д´) = (1 – R(Г´)) ·(1 – R(7´)) = (1 – 0,26) · (1 – 0,309) = 0,51;
R(Е´) = (1 – R(8´)) · (1 – R(9´)) = (1 – 0,259) · (1 – 0,222) = 0,59;
R(А´) = (1 – R(Б´)) · (1 – R(В´)) · (1 – R(Д´)) · (1 – R(Е´)) =
= (1 – 0,123) · (1 – 0,05) · (1 – 0,51) · (1 – 0,59) = 0,17.
После внедрения мероприятий по улучшению условий труда на рабочем месте вальцовщика резиновых смесей исключатся следующие причины травмирования:
2´ – недостатки в обучении безопасным приемам работы;
3´ – несовершенство эргономики;
4´ – несоответствие условий труда требованиям охраны труда (например, недостаточное освещение);
6´ – использование ручного режущего инструмента.
Следовательно, риск травмирования изменится:
R(В´) = 1 – R(1´) = 1 – 0,494 = 0,506;
R(Г´) = 1 – R(5´) = 1 – 0,494 = 0,506;
R(Д´) = (1 – R(Г´)) · (1 – R(7´)) = (1 – 0,506) · (1 – 0,309) = 0,34;
R(Е´) = (1 – R(8´)) · (1 – R(9´)) = (1 – 0,259) · (1 – 0,222) = 0,59;
R(А´) = (1 – R(Б´)) · (1 – R(В´)) · (1 – R(Д´)) · (1 – R(Е´)) =
= (1 – 0,123) · (1 – 0,506) · (1 – 0,34) · (1 – 0,59) = 0,12.
Был произведен расчет надежности методом «дерева неисправностей» для вальцов, а также расчет риска травмирования работающего методом построения «дерева рисков». Как показали расчеты, система достаточно надежна. Риск при работе на вальцах резиносмесительных составляет R = 0,17. Однако после внедрения мероприятий по улучшению условий труда на рабочем месте вальцовщика резиновых смесей он уменьшился до R = 0,12, что позволяет отнести условия профессиональной деятельности к I классу – безопасные (R < 0,7 [9] или R < 10–4 [12]).