1. Опасности, аварии и их последствия.

Опасность техногенного характера – это состояние внутренне присущее технической системе и реализации в виде поражающих воздействий источниками техногенной ЧС на человека и ОС. При его возникновении либо в виде прямого или косвенного ущерба на человека или ОС в процессе нормальной эксплуатации этих объектов.Большинство опасностей на промышленных объектах возникает в результате штатных или нештатных выбросов в атмосферу токсических или взрывопожарных веществ или в результате выделения большого количества энергии за короткий промежуток времени.Типовые возможные опасности на химико-технологических объектах.1.Значительный объем хранения опасных горючих, нестабильных, удушающих, взрывающихся от удара, высокореактивных, токсичных и др. веществ.2.Экстремальные физические условия, а именно высокие и низкие температуры, высокие давления, вакуум, гидравлические удары и т.д.Инициирующие события.

Технологические нарушения:

-Отклонение технических параметров: давление, температуры, концентрации, скорости резания, теплоты реакции, изменения базового состояния, загрязнения и т.д.

-Спонтанные реакции: неконтролируемые процессы (распространение трещин в конструкции), внутренний взрыв, разгерметизация трубопроводов, резервуаров, сосудов, отказ уплотнения сальников и т.д.

-Неисправность оборудования: насосов, клапанов, измерительных приборов, датчиков и т.д.

-Неисправность систем обеспечения: электрической подачи воздуха или азота, системы водоснабжения, охлаждения, теплообмена, вентиляции и т.д.

-Отказ системы административного управления и ошибки операторов.

Внешние события:-Экстремальные погодные условия, землетрясения, воздействие других аварий, случаи вандализма и диверсии.

Промежуточные события, способствующие экскалации увеличения числа аварии.

-Отказ оборудования (систем безопасности)-Отказы в системе административного управления-Отказ человека-Эффекты домино: разгерметизация другого оборудования, выбросы других веществ.-Погодные условия: погода (жарко или холодно), видимость(туман)

Промежуточные события, способствующие снижению риска.-Адекватные реакции систем контроля, управления и оператора-Адекватные реакции систем безопасности-Своевременное реагирование на ЧС: сирена-предупреждение, аварийные мероприятия, защитная экипировка, исправные убежища, своевременная эвакуация

Исходы аварий.1..Выбросы вредных веществ, мгновенные и постепенные испарения, дисперсия газа2.Пожары:

- Пожары луж. - Струевое пламя. - Образование огненных шаров и взрывов перегретых углеводородных жидкостей

- Вспышечные пожары3.Взрывы:- Ограниченные. – Пылевые Взрыв первого облака-Детонация

2. Построение деревьев отказов

Методы деревьев отказов позволяют учесть функциональные взаимосвязи элементов в системе виде логических схем, учитывающих взаимозависимых отказов элементов или групп элементов. Деревья отказов и деревья событий являются иллюстрацией к вероятностным моделям. Деревья отказов представляют большой интерес в случае эксплуатации обслуживания и надзора за тех. объектом. Имея эту схему можно не только найти критический вариант развития событий, но и оценить ожидаемый риск, если есть необходимые статистические данные. Существует большое кол-во программных продуктов, которые помогают строить деревья отказов. Дерево отказов или аварий представляет собой графологическую структуру, имеющую в основе анализа возникновения аварий, как последовательности комбинаций отказов, неисправностей элементов системы. С помощью анализа дерева отказов делается попытка количественно выразить риск дедуктивным методом, т.е. из простого к сложному. Обычно отказ возникает при множестве причин от множества путей. Наиболее распространенный объект, для которого составлены деревья отказов - это компьютеры.

Основным направлением науки надёжности является определение надёжности сложных систем: надёжности человека. Определена надёжность при переключении клавиш компьютера, при малом, среднем, большом уровне помех.

Методика построения деревьев отказов.

1 этап: определяют аварийные события, которые образуют вершину дерева.

Данное событие требует чёткой формулировки для облегчения его распознавания.

Например, разрыв аппарата, пожар, выход реакции из под контроля. Перечисляют возможные отказы, рассматривают их комбинации, определяют последствия этих событий.2 этап: Используя стандартные символы событий и логические символы, строят схемы.

- результирующие события

- первичный отказ

Правила построения дерева отказа

1 Конечное событие всегда сверху.

2 Дерево состоит из последующих событий, которые ведут к конечному событию.

3 Последовательности событий образуются с помощью логических символов.

4 Исходное событие располагается снизу.

3 этап: Определяют минимальное аварийное сочетание и минимальную траекторию для построения дерева. Первичное и не разлагаемое событие соединены событием нулевого уровня различными маршрутами или путями. Сложное дерево аварий содержит многосочетаемых событий, которые могут привести к аварии. Они называются аварийными сочетаниями.

4 этап: Проверка правильности построения дерева, осуществляется с помощью экспертов.

5 этап: Количественное и качественное исследование дерева аварий.

С помощью выделенных аварийных сочетаний и траекторий.

Качественный анализ заключается в сопоставлении различных маршрутов от начальных событий к конечному, и определение наиболее опасных путей, приводящих к аварии.

При количественном анализе рассчитывают вероятность возникновения аварий по всем возможным маршрутам. При расчёте вероятности возникновения аварии учитывают логически nu→S(A)=П (Si (A)); или →S(A)=1-П [1-Si (A)];

Билет 15

1..Основные определения и понятия теории надёжности, безопасности, риска.

Надёжность-свойство объектов сохранять свою способность, т.е. обеспечивать в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции заданных режимов и условиях применения тех. обслуживания, ремонта, хранения и транспортировки.Риск - возможная опасность потерь, связанных со спецификой тех или иных явлений природы или человеческого общества.Опасность- возможность негативного воздействия на общество, личность, ОС, в результате которого может быть причинён ущерб, вред, ухудшающие состояния, придающих их развитию нежелательную динамику.Методы анализа безопасностей

1 Априорный – определяется такие нежелательные события, которые являются потенциально возложенными для данной системы, и составляется набор ситуаций, который может привести к их проявлению. 2 Постаприорный – выполняется тогда, когда нежелательное событие произошло. Его цель: разработка рекомендаций на будущее.

Общая цель 1 и 2: предотвращение нежелательных событий.Применительно к анализу опасных промышленных объектов. Безопасность рассматривается как надёжность по отношению к здоровью людей и состояния ОС. Эти понятия связаны между собой. Такой подход использует аппарат надёжности при анализе безопасности. При этом вводятся понятие риска, как дополнение к функции безопасности, определяемой как вероятность безотказной работы. Риск не включает в себя потери или ущерб.Параметры надёжности: 1 Геометрические (форма деталей);2 Кинематические и динамические (количество звеньев и скорость их движения, закон движения);

3 Показатели конструкционной прочности 4 Показатели точности функционирования производительности, скорости и т.д.

С течением времени значение параметров меняются! К показателям надёжности, безопасности и риска относят количественные характеристики надёжности, которые вводят согласно теории надёжности- вероятности и мат. статистики.

Область применения теории вероятности ограничивается крупными объектами в совокупности, которых принимается статистическое определение вероятности.Статистические однородные условия – условия, при которых событие можно сравнивать, используя законы статистики.Полный тех. ресурс – наработка от начала до конца эксплуатации для невосстанавливаемого изделия, или до ремонта изделия, которое может быть восстановлено.Остаточный тех. ресурс – расчётная наработка изделия от какого-то момента до конца эксплуатации или до ремонта.Средний ресурс – это мат. ожидание ресурса.Средний ресурс до списания – средний ресурс изделия от начала эксплуатации до его списания, обусловленный предельным состоянием.Гаммапроцентный ресурс (tγ) – это наработка, в течение которой изделие не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью γ - процента. Он отражает статистический характер: показатель долговечности и не избыточности их рассеянности, что исключает возможность 100% длительной безотказной работы данной модели.

Г рафик плотности распределения отказа

S=1(100%)

tγ – это вероятность того, что к заданному времени tγ будет исправна γ – процентов оборудования или tγ – это вероятность того, что к моменту tγ оборудование будет исправно с вероятностью (1-γ) или (100%-γ).

γ- это вероятность, если γ=90%, то соответствующий γ- ресурс называют 90%-м.

P= γ/100- вероятность безотказной работы.

γ- процентный ресурс применяется для установления научно-обоснованных сроков периодичности планово-ремонтного оборудования, обоснования выбора гарантированной наработки и срока гарантии с учётом ранних отказов, определение потребности в запасных частях, а также для экономических расчётов. Показатель и срок службы определяется одним и тем же предельным состоянием – отказом. В то же время при одном и том же ресурсе изделия имеют разный срок службы. Различают межремонтный срок службы (МСС).

МСС – это продолжительность эксплуатации изделия и его элементов между двумя ремонтами, предусматривающие восстановление утраченной работоспособности. Это календарная продолжительность эксплуатации изделия, в течении которого оно достигает предельного состояния с заданной вероятностью γ – процентов. Срок гарантии – период, в течение которого изготовитель гарантирует и обеспечивает выполнение изделия и установленных к нему требований, при условии соблюдения потребителем правил эксплуатации, в т.ч. правил хранения и транспортировки.Гарантированная наработка – это гарантированный ресурс, до завершения которого изготовитель гарантирует и обеспечивает выполнение установленных требований при условии соблюдения правил эксплуатации и транспортировки.Вероятность безотказной работы – это вероятность того, что в пределах заданной наработки отказов не возникнет.Задаваемые значения γ- ресурса до критических отказов д.б. близки к 100%, чтобы сделать критические отказы практическими невозможными событиями. Данные для оценки γ- распределения ресурса получаются на основе статистических оценок в результате экспериментов, либо в результате аппроксимации электрических зависимостей аналитическими формулами.Очень часто в теории надёжности используют показатель тех. риска: λ (t). λ (t) – вероятность того, что после безотказной работы до момента времени t авария произойдёт в отрезке времени Δt.Т.к. время при оценке риска исключают в годах, то величина λ (t) имеет смысл годового тех. риска или условного индивидуального риска за год. При эквивалентности аварии и летальном исходе в результате аварии интенсивность тех. риска приобретает значения индивидуального риска за год. В тех. литературе есть много данных по интенсивности отказа различных тех. систем. Эти данные используются для расчёта индивидуального риска. Рекомендации - 6 международных агентств по безопасности средний годовой тех. риск рекомендуется принимать = 10