Идентификация и анализ опасностей технических систем
В наше время на человека и окружающую среду большое негативное воздействие оказывают технические системы, поэтому важнейшая проблема заключается в том, чтобы снизить это воздействие и тем самым обеспечить безопасность. Любое производство заинтересовано в том, чтобы уровень профессиональных заболеваний и травматизма, работающих на нем людей, был минимальным. Исходя из этого, должна рассматриваться система «оператор-объект технической системы-производственная среда».
Идентификация опасностей предполагает:
- Выявление источников опасности;
- Определение характерных для данной технической системы опасных и вредных факторов;
- Определение уровня опасности этих факторов, интенсивности различных видов энергетических потоков, излучаемых системой.
Качественный анализ опасностей дает возможность установить:
- По каким причинам происходит появление опасных и вредных факторов;
- Основные инициаторы чрезвычайных происшествий или аварий оборудования;
- Какие ЧП-несчастья являются потенциальными;
- Негативные последствия воздействия опасных факторов, включая возможные последствия;
- Показатели риска объекта рассмотрения, как качественные, так и количественные;
- Каковы на рабочих местах размеры травмоопасных зон или полей риска вокруг опасной технической системы;
- Перечень мероприятий и средств защиты.
Травмоопасные факторы в реальной действительности могут возникнуть в результате нештатной ситуации – ЧП, которые имеют свои причины. Причины могут заключаться в ошибках оператора при нормальной работе оборудования или в отказе и аварии техники. Нарушение работоспособности технических систем и проявление неисправностей обуславливают конструктивные, технологические, эксплуатационные и внешние факторы.
К технологическим факторам относятся неправильные методы и способы обработки деталей, возможное отступление от принятой технологии, нарушение самой технологии изготовления деталей, невидимые дефекты заготовок.
Конструктивные факторы – это, прежде всего, проектно-конструкторские ошибки создания оборудования, ошибки в расчетах и др.;
Отступление от правил эксплуатации, включая нарушение условий применения оборудования, заведомо неправильный выбор режима его работы, техническое обслуживание, износ конструкционных материалов, относят к основным эксплуатационным факторам.
Внешними факторами нарушения работоспособности технических систем могут быть непредвиденные нагрузки на оборудование, попадание посторонних предметов, несоответствующее нормативно-технической документации используемое сырье и др.
Основные положения теории риска
Идентификация опасностей является одной из главных задач, стоящих перед БЖД.
Знание характеристик опасностей позволяет разработать общие методы, а на их основе частные методы обеспечения безопасности и оценки технических систем.
Современные технические системы при их анализе широко используют понятие надежности. Суть этого важнейшего свойства системы заключается в том, что объект будет не только выполнять, но и сохранять во времени все заданные ему функции. Причем эти функции будут сохраняться в заданном режиме и в заданных условиях применения, а также в режиме технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.
Надежность для объекта является как бы его внутренним свойством и проявляется во взаимодействии внутри технической системы с другими объектами и внешней средой. Благодаря этому свойству можно определить во времени эффективность функционирования технической системы через свои показатели.
Показатели этих частных свойств – безотказность, долговечность, сохранность и пригодность к ремонтным работам.
Надо сказать, что характеристики надежности технической системы при анализе безопасности полной и исчерпывающей информации не дают, поэтому проводят анализ возможных последствий отказов технической системы.
Возможные последствия касаются ущерба, нанесенного самому оборудованию и, работающим вблизи него людям. Расширить анализ надежности, значит включить в него негативные последствия, их ожидаемую частоту проявления, вызываемый ущерб от потери оборудования и возможные человеческие жертвы. Это и есть оценка риска.
Изучение степени риска должно иметь конечный результат, который может быть в виде такого утверждения: «В результате отказа объекта возможное число человеческих жертв в течение года может быть равно такому-то количеству».
Значит, риск – это частота реализации опасностей.
Риск имеет количественную оценку, которая представляет собой отношение каких-либо неблагоприятных последствий к их возможному числу за тот или иной период. Ни один человек не имеет полных гарантий безопасности. Но, интересно то, что общество не будет чрезмерно озабочено, если степень риска уменьшится до уровня ниже $1´10^{-6}$ в год. В этом случае специальные меры для снижения степени риска предпринимаются очень редко. В результате этого целый ряд специалистов величину $1´10^{-6}$ принимают как исходный уровень и степень риска для технических объектов устанавливают исходя из этой величины.
Данная величина в целом ряде стран закреплена законодательно. Риск $1´10^{-8}$ в год считается очень малым. Недостаточное количество статистических данных осложняет оценку риска и не дает точных данных.
Риск изучается в три стадии:
- Предварительный анализ опасности. В этом случае очень важно выяснить, какие участки производства могут являться вероятными источниками.
- Определение последовательности опасных ситуаций. После предварительного анализа с помощью двух основных методов проводят дальнейшее исследование. Первый аналитический метод – построение дерева событий, второй метод – построение дерева отказов.
- На третьей стадии проводится анализ последствий.
Разные отрасли промышленности имеют разные значения степени риска. Здесь действует экономический механизм мероприятий по охране труда. Суть его заключается в том, что при высокой степени риска плата за риск значительно увеличивается. Реализуется эта экономическая политика в области охраны труда на федеральном уровне в законодательстве об охране труда.
Другие приемы анализа риска
Аналитическим методом изучения риска является анализ видов отказов и последствий. С помощью этого приёма делается анализ всех возможных видов отказов или аварийных ситуаций, что позволяет выявить их результирующее воздействие на систему. Поэтому метод является более детальным по сравнению с анализом дерева отказов.
Реле, например, отказалось работать по следующим причинам:
- Сомкнулись или разомкнулись контакты;
- Замыкание контактов на источник питания, на корпус, замыкание между контактами и др.;
- Замыкание обмотки или её разрыв;
- Сопротивление обмотки. Оно может быть низким или высоким и др.
Последствия каждого вида отказа анализируются в обязательном порядке и намечаются методы их устранения или компенсации отказов. Каждая категория отказов имеет свой перечень проверок.
Следующим видом является анализ критичности, который предусматривает классификацию каждого элемента.
Для разных видов отказов существуют свои категории критичности:
- Первая категория – Отказы данного вида приводят к дополнительному незапланированному обслуживанию;
- Вторая категория – отказы этого вида задерживают работу или приводят к потере трудоспособности;
- Третья категория – при данных отказах происходит невыполнение основной задачи;
- Четвертая категория – отказы приводят к жертвам.
Метод анализа критичности количественной оценки возможных последствий или какого-либо ущерба не дает.
Тем не менее, он дает возможность ответить на ряд вопросов:
- Указывает тот элемент, который необходимо подвергнуть детальному анализу, чтобы исключить опасность, приводящую к аварии;
- Указывает тот элемент, который в процессе производства требует особого внимания;
- Какими должны быть нормативы входного контроля;
- На каком участке необходимо вводить специальные процедуры, правила безопасности, защитные мероприятия;
- Более эффективная трата средств для предотвращения аварий.
