ОБЩАЯ СТРУКТУРА АНАЛИЗА ТЕХНОГЕННОГО РИСКА

Концептуальная основа анализа техногенного риска может быть представлена в виде блок-схемы, изображенной на рис. 3.8.

Общая логическая последовательность количественного анализа техногенного риска состоит из следующих этапов:

• Обоснование целей и задач анализа риска.

• Анализ технологических особенностей производственного объек
та. Идентификация потенциальных опасностей и классификация
нежелательных событий, способных привести к нерегламентируе-
мым выбросам опасных веществ или скоротечным выделениям
энергии.

• Определение вероятности (или частоты) возникновения нежела
тельных событий.

• Выделение характерных особенностей, определение интенсивнос-
тей, общих количеств и продолжительности выбросов опасных ве
ществ или выделения энергии в окружающее пространство для все
го спектра нежелательных событий.

• Определение критериев поражения, а также форм или допустимых
уровней разового или систематического негативного воздействия
различных источников на окружающую среду.

• Обоснование физико-математических моделей и расчет простран
ственно-временного переноса и распространения, а также транс
формаций исходных факторов опасности в окружающей среде с
учетом ее природно-климатической и географической специфики.

• Построение полей потенциального риска вокруг каждого из выде-
I ленных источников опасности, в пределах которых вероятно опре
деленное негативное воздействие для соответствующих объектов.

РИС. 3.8. блок-схема анализа техногенного риска

3.6. Общая структура анализа техногенного риска

Расчет прямых и косвенных последствий (ущербов) негативного воздействия источников опасности на различные субъекты или группы риска с учетом конкретного количественного и пространственно-временного распределения вокруг источников. Анализ структуры риска. Исследование влияния различных факторов на уровень и пространственно-временное распределение риска вокруг источников.

Оптимизация организационно-технических мероприятий по снижению риска до заданной величины.

Глава 4_

МЕТОДЫ АНАЛИЗА ТЕХНОГЕННОГО РИСКА

Ш 4.1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ * НАДЕЖНОСТИ , БЕЗОПАСНОСТИ И РИСКА

Применительно к опасным промышленным объектам целесообразно рассматривать безопасность как надежность по отношению к здоровью и жизни людей, состоянию окружающей среды. Во-первых, при определенных условиях эти понятия тесно связаны (например, когда нарушение работоспособного состояния может привести к аварийным или катастрофическим последствиям). Во-вторых, такой подход позволяет использовать количественные показатели безопасности, аналогичные в математическом отношении показателям в теории надежности, методы которой разработаны достаточно полно и широко используются на практике. При этом вводится понятие «тех нический риск» (или функция риска) как дополнение до единицы функции безопасности, определяемой по аналогии с функцией надежности как вероятность безаварийной работы [1]. Технический риск не включает измерение потерь или ущерба, эта характеристика позволяет оценивать вероятность критического (аварийного) отказа

Согласно [2], надежность определяется как свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих его способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технологического обслуживания, хранения и транспортирования (параметрическое определение понятия надежности).

К параметрам, характеризующим способность выполнять требуемые функции, относят геометрические, кинематические и динамические параметры, показатели конструкционной прочности, показатели точности функционирования, производительности, скорости и т. п. С течением времени значения этих параметров могут изменяться, характеризуя то или иное состояние объекта. Следует иметь в виду, что часто на практике принято трактовать надежность как комплексное свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий при-

4 1 Основные определения и понятия теории надежности, безопасности и риска

менения может включать безотказность, долговечность, сохраняемость и ремонтопригодность или определенные сочетания этих свойств.

Под объектом подразумеваются изделия, сооружения и системы, а также подсистемы, компоненты и элементы.

Рассматриваются исправное, неисправное, работоспособное, неработоспособное и предельное состояния.

Исправное состояние (исправность) — состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Неисправное состояние (неисправность) — состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Работоспособное состояние (работоспособность) — состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют нормативно-технической (проектной) документации.

Неработоспособное состояние (неработоспособность) — состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Предельное состояние — состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Критерий предельного состояния — признак или совокупность признаков предельного состояния объекта, установленные нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документацией. В зависимости от условий эксплуатации и назначения для одного и того же объекта могут быть установлены различные критерии предельного состояния.

Данные понятия охватывают основные технические состояния объекта. Каждое из них характеризуется совокупностью значений параметров, описывающих состояние объекта, а также качественных признаков, для которых не применяют количественные оценки. Номенклатуру этих параметров и признаков, а также пределы допустимых их изменений устанавливают в нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Работоспособный объект, в отличие от исправного, должен удовлетворять лишь тем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации, выполнение которых обеспечивает нормальное применение объекта по назначению. Работоспособный объект может быть неисправным (например, объект не

Глава 4 Методы анализа техногенного риска

удовлетворяет эстетическим требованиям, но ухудшение внешнего вида объекта не препятствует его применению по назначению).

Переход объекта из одного состояния в другое обычно происходит вследствие повреждения или нарушения работоспособного состояния. Переход объекта из исправного состояния в неисправное работоспособное состояние происходит из-за повреждений.

В международных документах введена более детальная классификация состояний.

Центральными понятиями в проблеме диагностики технического состояния и оценки риска являются: предельное состояние, отказ, наработка и ресурс.

Переход объекта в предельное состояние влечет за собой временное или окончательное прекращение эксплуатации объекта. При достижении предельного состояния объект должен быть снят с эксплуатации, направлен на ремонт, списан, уничтожен или передан для применения не по назначению. Если критерий предельного состояния объекта установлен из соображений безопасности, то при наступлении предельного состояния хранение и (или) транспортирование объекта должно быть прекращено. В других случаях при наступлении предельного состояния должно быть прекращено применение объекта по назначению.

Отказ — событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Критерий отказа — признак или совокупность признаков нарушения работоспособного состояния объекта, установленные в нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Причина отказа — явления, процессы, события и состояния, вызвавшие возникновение отказа объекта.

Последствие отказа — явления, процессы, события и состояния, обусловленные возникновением отказа объекта.

Критичность отказа — совокупность признаков, характеризующих последствия отказа.

Повреждение — событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении его работоспособного состояния

Если работоспособность объекта характеризуют совокупностью значений некоторых технических параметров, то признаком возникновения отказа является выход значений любого из этих параметров за пределы допусков. Кроме того, в критерии отказов могут входить также качественные признаки, указывающие на нарушение нормальной работы объекта

В зависимости от характера проявления, степени наносимого ущерба, возможности быстрого устранения повреждений и т. п. в теории надежности рассматривают различные типы отказов: ресурсный, независимый, зависимый, внезапный, постепенный, сбой, перемежа-

4 2 Показатели надежности, безопасности и риска___________________________ 49

ющийся, явный, скрытый, конструктивный, производственный, эксплуатационный, деградационный.

Наработка — продолжительность или объем работы объекта. Наработка может быть как непрерывной величиной (продолжительность работы в часах, в километрах пробега и т.п.), так и целочисленной величиной (число рабочих циклов, запусков и т.п.).

Наработка до отказа - наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа.

Ресурс — суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.

Срок службы — календарная продолжительность эксплуатации от начала эксплуатации объекта или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.

Остаточный ресурс — суммарная наработка объекта от момента контроля его технического состояния до перехода в предельное состояние. Аналогично вводятся понятия «остаточная наработка до отказа» и «остаточный срок службы».

Назначенный ресурс — суммарная наработка, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния.

Назначенный срок службы — календарная продолжительность эксплуатации, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния.

Ш 4.2. ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ , БЕЗОПАСНОСТИ И РИСКА

К показателям надежности и безопасности (как составной части надежности) относят количественные характеристики надежности, которые вводят и определяют согласно правилам статистической теории надежности, теории вероятностей и математической статистики. Область применения этой теории ограничена крупносерийными объектами, которые изготавливают и эксплуатируют в статистически однородных условиях и к совокупности которых применимо статистическое истолкование вероятности.

Применение статистической теории надежности к уникальным и малосерийным (таковыми являются, как правило, потенциально опасные объекты) объектам ограничено. Эта теория применима для единичных восстанавливаемых или ремонтируемых объектов, в которых допускаются многократные отказы, для описания которых применяют модель потока случайных событий (в том числе редких событий, когда проводится анализ критических или аварийных отказов). Стати-

"ИГ

50________________________________ Глава 4 Методы анализа техногенного риска

стическую теорию применяют также к уникальным и малосерийным объектам, которые, в свою очередь, состоят из объектов массового производства. В этом случае расчет показателей надежности и безопасности объекта проводят методами статистической теории по известным показателям надежности и безопасности компонентов и элементов.

Статистическую теорию надежности и безопасности можно рассматривать как составную часть более общего подхода к расчетной оценке надежности и безопасности технических объектов, при котором отказы рассматриваются как результат взаимодействия объекта как физической системы с другими объектами и окружающей средой. При этом большинство показателей надежности полностью сохраняют смысл и при таком общем подходе к расчетной оценке надежности и безопасности.

Рассматривая отказ как случайное событие, удобной мерой надежности технических объектов следует признать вероятность безотказной работы системы ( и соответственно мерой безопасности — вероят-ность безаварийной работы).

Вероятность безотказной работы — вероятность того, что в преде-лах заданной наработки отказ объекта не возникает.

Вероятность безотказной работы определяется в предположении, что в начальный момент времени (начало исчисления наработки) объект находился в работоспособном состоянии. Обозначим через /время или наработку объекта. Возникновение первого отказа — случайное событие, а наработка от начального момента до возникновения этого события т — случайная величина. Вероятность безотказной работы объекта в интервале времени от 0 до t включительно определяют как

P{t) = Р{х > /}.

Здесь Р{х > i\ — вероятность события, заключенного в скобки. Очевидно, что эта величина является функцией времени или наработки P{t). В технической литературе эту функцию называют функцией надежности.

Аналогично можно определить вероятность безаварийной работы:

Здесь Р{% > t) — вероятность события, заключенного в скобки. Очевидно, что эта величина является функцией времени или наработки P{t). В технической литературе эту функцию называют функцией надежности.

Аналогично можно определить вероятность безаварийной работы:

= S{T>t}, (4.1)

рассматривая аварию как отказ из-за перехода объекта в предельное состояние (устанавливаемого из соображений безопасности), а наработку (или время) от начального момента до достижения предельного состояния как ресурс Г (или срок службы). Функцию S(t) в этом случае называют (по аналогии с функцией надежности) функцией безопас ности [1].

В более общем случае, когда состояние объекта характеризуется набором параметров (например, вектором и(/) с допустимой по условиям

Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 1240; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!