Показатель
|
S(t)
|
H(t)
|
λ(t)
|
S(t)
|
-
|
1- H(t)
|
|
H(t)
|
1-S(t)
|
-
|
|
λ(t)
|
|
|
-
|
Понятие о надежности работы человека при взаимодействии техническими
схемами.
Техническая система - совокупность объектов взаимодействующих между собой
таким образом, чтобы обеспечить выполнение заданной функции.
Компоненты системы - это ее составляющие или подсистемы. Любая
техническая система имеет иерархическую структуру, т.е. ступенчатую. Системы
постоянно функционируют в пространстве и во времени и делятся на статистические
и динамические. Статистическая - система с одним возможным состоянием.
Динамическая - система со множеством состояний, в котором с течением времени
происходит переход из одного состояния в другое.
Виды ошибок, которые допускаются на различных стадиях взаимодействия в
системе мониторинга:
Ошибки проектирования. Данный вид обуславливается неудовлетворительным
качеством проектирования.
Операторские ошибки. Данный вид возникает при неправильном выполнении
обслуживающим персоналом установленных действий.
Ошибки изготовления. Он включает в себя: ошибки на производстве
вследствие плохого качества работы, неправильно выбранного им материала, и
вследствии изготовления изделия с отклонениями от конструкторской документации.
Ошибки технического обслуживания. Они возникают в процессе эксплуатации
оборудования и обычно вызваны некачественным ремонтом оборудования.
Ошибки контроля. Они связанны с ошибочным приемом информации и ее
переработки.
Ошибки обращения. Он возникает вследствие неправильного хранения изделий
и их неправильной транспортировки.
Ошибка вследствие неправильной организации устройства на работу.
Ошибка управления коллективом.
Критерии оценки деятельности операторов.
Критерии быстродействия:
Топ=
a+b*H=a+(H/Von) (8)
Критерий быстродействия - это время решения поставленной задачи (время
момента реакции человек на поступивший сигнал до момента окончания).
а- скрытое время реакции( промежуток времени от момента появления сигнала
до реакции человек).- время переработки одной единицы информации.- скорость
переработки информации в единицу времени.
Она характеризуется временем в течении которого человек постигает смысл
информации. Оно зависит от психологических особенностей, от типа поставленной
задачи эргономических особенностей.
Вероятность безошибочного выполнения операций j-ro вида:
= (NjCотдj)/ Nj*Xj= Сотдj/ (Nj*Tj) (9)
общее количество выполняемых человек операций. отдj общее количество
допущенных оператором ошибок. время выполнения операций j-ro вида.интенсивность
отказов при ошибочном действии операторов при выполнении им j-ой операции.
Коэффициент готовности:
Коп=1-(Тб/Т) (10)
Тб- время в течении которого человек не может применять поступившую к
нему информацию.
Восстанавливаемость оператора:
Рв=Рк*Робн*Рн
Вероятность исправлений допущенных им ошибок.
Рк - вероятность выдачи сигнала контрольной системы.
Робн - вероятность обнаружения сигнала оператора.
Рн - вероятность исправления ошибочных действий при повторном выполнении
их операций. Данный показатель позволяет оценить возможность самоконтроля.
Своевременность действий оператора:
св=(N-Nнс)/N (11)
N-общее количество выполненное человеком задач.количество несвоевременно
выполненных задач.
Критерии точности:
ΔА=АИ + А0П (12)
Точность- это степень отклонения измеряемого оператором параметры системы
от истинного или заданного значения.
Количественно этот показатель оценивается погрешностью оператор
устанавливает или реагирует на параметр.
Аи - истинное значение параметра.
Аоп - измеряемое (определяемое) значение параметра.
Точность оператора зависит от:
· характера сигнала
· сложности поставленной им задачи
· условий темпа работы
· персональное (функциональное)
состояние нервной системы человека
Оценка надежности системы человека - машина может производится
различными методами:
· аналитический;
· экспериментальный;
· имитационный;
Оценка надежности системы "человек-машина":
Если компенсация ошибок оператора и отказов техники невозможна:
P1(to, t)= PT(to, t)*P0(t) (1*)
P1(to, t)- вероятность безотказной работы технических средств в интервал
времени от t0 до1, 0<t<8(t) - вероятность безотказной работы оператора в
течении времени t при условии что техника работает безотказно.- общее время
эксплуатации системы.
t- рассматриваемый период работы
Вероятность при мгновенной компенсации ошибок оператора:
P2(to,t)=Pt(t0,t) {P0(t)+[ 1 -Po(t)]} (2*)
Вероятность при компенсации только отказов технической системы:
P3(to,t)=Po(t)[PT(to,t)+Pk(to,t,δ)] (3*)
Pk(to,t,δ) - вероятность безотказной работы в
течении времени от t0 до времени δ, при условии, что отказ системы
произошел в какой-то интервал времени δ, t0 ≤
δ ≤ (to+t)
Вероятность с компенсацией ошибок и отказов технических средств:
P4(t0,t)= {P0(t)+ [l-Po(t)]}*[PT(to,t)/P1(t0,t)] (4*)
Для систем "человек-машина" важным критерием является оценка
вероятности безотказного, безошибочного протекания технического процесса в
промежуток времени t. Такое выполнение технического процесса возможно в
следующих случаях:
Технические средства работают исправна (3*).
Произошел отказ технического средства, но при этом оператор безошибочно и
своевременно выполнил требуемые действия по ликвидации аварийной ситуации (2*).
Оператор допустил ошибочные действия, своевременно их исправил и за
промежуток времени от t0 до t отказа системы не произошло (4*).
5. Определение вероятности безаварийной работы по узлам технологической
схемы при последовательном и параллельном соединения
) Последовательное соединение:
, (13)
m - число
последовательно соединенных элементов;
)
Параллельное соединение:
, (14)
n -
число параллельно соединенных элементов;
Sk - вероятность безотказной работы аппарата
Дана схема:
Дано:
S19=0.62
S6=0.84
S1=0.60
Решение
Рассмотрим верхний узел:
SI=S19║S6=1-(1-0,62)*(1-0,84)=1-0,38*0,16=1-0,061=0,939II=S1║S6║S19=1-(1-0,60)*(1-0,84)*(1-0,62)=1-0,4*0,16*0,38=1-0,024=0,976III=SI*SII*S19*S19=0,939*0,976*0,62*0,62=0,352
Рассмотрим нижний узел
SIV=S6 ║S6=1-(1-0,84)2=1-0,256=0,744
SV=S1║S19=1-(1-0,60)*(1-0,62)=1-0,4*0,38=1-0,152=0,848VI=SIV*SV*S6*S19=0,744*0,848*0,84*0,62=0,329общ=
SIII║SVI=1-(1-0,352)*(1-0,329)=1-0,648*0,671=1-0,435=0,565
Ответ:
Sобщ=0,565.
Вывод: параллельные соединения более надежные, чем последовательные,
следовательно, для уменьшения риска появления аварии в технологические схемы
производств необходимо включать больше параллельно соединенных элементов.
. Анализ возможных причин повреждения аппаратов и появления характерных
технологических источников зажигания
Аппараты и трубопроводы при рассматриваемых нами производствах могут
повреждаться вследствие следующих причин:
1. От образования повышенных норм давления.
2. Появления динамических воздействий.
. Образования высоких температур в материале стенок.
. Изменения прочностных свойств в результате воздействия резких
перепадов высоких температур.
. Коррозии стенок из металла.
Рассмотрим необходимые средства защиты аппаратов от вышеперечисленных
причин повреждения.
1. С целью недопущения образования высоких давлений осуществить
герметизацию паровоздушного пространства аппаратов дыхательными клапанами,
вывести дыхательные трубы за пределы помещения, осуществлять устройство систем
улавливания и утилизации паров. В производстве полиэтилена для осуществления
данных задач служит кожухотрубчатый холодильник-конденсатор.
2. Для устранения подсоса воздуха поддерживается избыточное
давление в коммуникациях. Различают 3 вида динамический воздействий на
материалы стенок аппаратов: эрозионный износ, динамические нагрузки, повышенное
или пониженное давление. Для предотвращения возникновения этих воздействий
применяются следующие средства:
§ Установка блокировки (система контроля давления);
§ Счётчики-дозаторы;
§ Сигнализаторы предельного уровня жидкости;
§ Переливные трубы.
Следует также производить очистку стенок аппаратов от различных отложений
и грязи, способствующих образованию чрезмерного внутреннего давления.
3. Поддерживается безопасный температурный режим посредством
контроля. Длительное воздействие высокой температуры на материал вызывает
явление ползучести - пластические деформации внутри аппаратов. Поэтому следует
применять углеродистые добавки. Применять теплоизоляцию резервуаров с ЛВЖ для
уменьшения разности температур между внутренними и наружными стенками.
. Для предотвращения перегрева, который может вызвать резкий
перепад температур, окрасить резервуары светлыми лучеотражающими составами. Для
этой цели может также служить термоизоляция аппаратов.
5. Для защиты от коррозии применяется:
§ Защитные покрытия от агрессивной среды;
§ Катодная протекторная защита;
§ Коррозийно-устойчивые металлы;
§ Специальные ингибиторные добавки (хроматы, нитраты, пуротропин)
Анализ возможностей появления характерных технологических источников
зажигания.
В данных производствах не используются аппараты, работа которых связана с
использованием открытого огня.
Однако, как было установлено, большую пожаровзрывоопасность представляет
паровоздушная смесь, образующаяся в смесителе-разбавителе, полимеризаторе
этилена, мерниках растворителя бензола. Кроме того, источником зажигания могут
послужить выбросы паров ЛВЖ. В IV пункте было определено, что их концентрация
намного превышает предельно допустимую. Другими возможными источниками
загорания могут являться сушильная камера радиационного типа и кожухотрубчатый
холодильник, конденсатор циркуляционного этилена.
Бензола и природного газа, используемого для обогрева. В
холодильнике-конденсаторе среда горючая.
Помимо вышеприведённых источников зажигания возможно и появление других
причин:
§ Искрообразование при поломке центробежного насоса (трение, вибрация
валов, износ подшипников);
§ Наличие отложений на стенках аппаратов;
§ Тепловое проявление электрической энергии;
§ Разряды статического электричества.
Статическое электричество может появиться при механической очистке
оборудования при проведении технологического обслуживания.
7. Метод построения деревьев отказов
Методы деревьев отказов и событий позволяют учесть функциональные
взаимосвязи элементов системы в виде логических схем, учитывающих
взаимозависимость отказов элементов или групп элементов. В общем случае, как
деревья отказов, так и деревья событий являются лишь наглядной иллюстрацией к
простейшим вероятностным моделям. Однако они представляют значительный интерес
для специалистов, связанных с эксплуатацией, обслуживанием и надзором
технических объектов. Имея такую схему, специалист, даже не обладая
основательными знаниями по теории вероятностей, может не только найти наиболее
критический вариант развития событий, но и оценить ожидаемый риск, если
соответствующее дерево событий или отказов дополнено статистическими данными.
Кроме того, на рынке коммерческих программ (не говоря о
специализированных) уже давно имеются программные комплексы для
автоматизированного построения деревьев отказов и деревьев событий сложных
систем.
Дерево отказов (дерево аварий) представляет собой сложную графологическую
структуру, лежащую в основе словесно-графического способа анализа возникновения
аварии из последовательностей и комбинаций, и неисправностей, и отказов
элементов системы.
С помощью анализа дерева отказов фактически делается попытка
количественно выразить риск дедуктивным методом. Деревья отказов идентифицируют
событие или ситуацию, создающие риск, после чего ставится вопрос: как могло
возникнуть такое событие? Ответ заключается в том, что к такому событию могло
привести множество путей. Практическая полезность дерева отказов зависит от
тщательности оценки верхнего события. Большинство непосредственных причин
верхних событий могут изучаться, как будто они сами являются верхними
событиями. Теоретически такой анализ может проводиться очень детально на многих
уровнях. Наиболее доступные для исследования причины - это отказы компонентов,
по которым имеется достаточное количество статистических данных.
В этой связи наглядным примером в качестве элементов систем могут служить
насосы и регулирующая аппаратура. Так, хотя отказ насоса и может служить
верхним событием, вызванным такими причинами, как разрыв корпуса, разрушение
подшипника и т.п., достаточное количество данных об отказах насосов может
позволить рассматривать такой отказ как причину. В таком случае нет
необходимости проводить дальнейший анализ для определения риска отказа.
Методика построения дерева отказа состоит из следующих этапов:
1. Определяют аварийное (предельно опасное, конечное) событие, которое
образует вершину дерева. Данное событие четко формулируют, дают признаки его
точного распознавания. Для объектов химической технологии, например, к таким
событиям относятся разрыв аппарата, пожар, выход реакции из-под контроля и др.
Если конечноесобытие сразу определить не удается, то производят прямой анализ
работы объекта с учетом изменения состояния работоспособности, ошибок
операторов и т.п. Перечисляют возможные отказы, рассматривают их комбинации,
определяют последствия этих событий.
2. Используя стандартные символы событий и логические символы
(табл.6), дерево строят в соответствии со следующими правилами:
Таблица 6. Стандартные символы событий и логические символы, применяемые
при построении деревьев отказов
Вид элемента
|
Наименования
|
Описание
|
|
Схема И (совмещение)
|
Выходной сигнал В
появляется только тогда, когда поступают все входные сигналы Ai(А1
∩ A2 ∩ …∩ An) => В
|
Схема ИЛИ (объединение)
|
Выходной сигнал В
появляется при поступлении любого одного или большего числа сигналов Ai(А1
∩ A2 ∩ …∩ An) => В
|
|
Результирующее событие
|
Результат конкретной
комбинации отказов на входе логической схемы
|
|
Первичный отказ
|
|
|
Неполное событие
|
Отказ (неисправность),
причины которого выявлены не полностью, например из-за отсутствия информации
|
|
§ конечное (аварийное) событие помещают вверху;
§ дерево состоит из последовательности событий, которые ведут к конечному
событию;
§ последовательности событий образуются с помощью логических символов Я,
ИЛИ и др.;
§ событие над логическим символом помещают в прямоугольнике, а само событие
описывают в этом прямоугольнике;
§ первичные события (исходные причины) располагают снизу.
Простейшее дерево, характеризующее возникновение пожара на объекте,
показано на рис. 6а. Более сложное дерево аварии, описывающее разрыв
химического реактора, представлено на рис.6б. Исходные события при разрыве
реактора следующие: А - закрыт или неисправен предохранительный клапан, Б -
открыт клапан подачи окислителя, В - неисправна система блокировки при высокой
температуре, Г- малая подача сырья, Д- клапан окислителя открыт и неисправен,
Е- неисправна система регулирования расхода окислителя, Ж- увеличено открытие
диафрагмы, 3 - отсутствует напор.
При построении дерева аварий события располагают по уровням. Главное
(конечное) событие занимает верхний - 0-й уровень, ниже располагают события
1-го уровня (среди них могут быть и начальные), затем - 2-го.уровня и т.д. Если
на 1-м уровне содержится одно или несколько начальных событий, объединяемых
логическим символом ИЛИ у то возможен непосредственный переход от начального
события к аварии.
3. Определяют минимальные аварийные сочетания и минимальную траекторию
для построения дерева. Первичные и неразлагаемые события соединены с событием
0-го уровня маршрутами (ветвями). Сложное дерево имеет различные наборы
исходных событий, при которых достигается событие в вершине; они называются
аварийными сочетаниями.
4. Квалифицированные эксперты проверяют правильность построения
дерева. Это позволяет исключить субъективные ошибки разработчика, повысить
точность и полноту описания объекта и его действий.
Для дерева рис.5б сочетание событий А, Б, Г, Д аварийное. При
одновременном возникновении этих событий произойдет разрыв реактора.
Минимальным аварийным сочетанием (MAC) называют наименьший набор исходных
событий, при котором возникает событие в вершине. Минимальными аварийными
сочетаниями являются А, Б, Г. Полная совокупность MAC дерева представляет собой
все варианты сочетаний событий, при которых может возникнуть авария.
Минимальная траектория - наименьшая группа событий, без появления которых
аварии не происходит.
Например, если события А не произойдет, то не возникнет и разрыв
реактора. Минимальные траектории представляют собой события, которые являются
критическими для поддержания объекта в безопасном состоянии.
5. Качественно и количественно исследуют дерево
аварий с помощью выделенных минимальных аварийных сочетаний и траекторий.
Качественный анализ заключается в сопоставлении различных маршрутов от
начальных событий к конечному и определении критических (наиболее опасных)
путей, приводящих к аварии. При количеством исследовании
рассчитываютвероятность появления аварии в течение задаваемого интервала
времени по всем возможным маршрутам. При расчете вероятности возникновения
аварии необходимо учитывать применяемые логические символы. Вероятность S(A)
выходного события А при независимости входных событий А1, А2,...,
Аn определяют по формулам:
при
знаке И:, (23)
при
знаке ИЛИ:, (24)
где
S(Ai) - вероятность события Аi.
.
Метод построения деревьев событий
Набор
обстоятельств (не только отказов системы, но и внешних воздействий на нее),
ведущих к аварии, называется последовательностью аварии (или сценарием),
которую можно проследить с помощью дерева событий. В отличие от структурных
схем и деревьев отказов деревья событий имеют более полное физическое
содержание. Если основным преимуществом деревьев отказов по сравнению с
блок-схемами является учет причинно-следственной связи между отказами
элементов, то деревья событий дают картину физических процессов, приводящих
элементы и систему к критическим состояниям.
Анализ
дерева событий может дать ответ на вопрос: какие аварийные ситуации могут
возникнуть и какие вероятности этих событий? Ответы могу быть получены с
помощью анализа потенциальных сценариев аварии. Последовательности
потенциальных событий определяются начиная с исходного события и последующего
анализа прочих событий, вплоть до того момента, когда авария либо происходит,
либо предотвращается. Полную картину риска от промышленного объекта дает анализ
всех возможных последствий.
Дерево
событий обычно рисуется слева направо и начинается с исходного события. Этим
исходным событием является любое событие, которое может привести к отказу
какой-либо системы или компонента. В дереве событий исходные события связаны со
всеми другими возможными событиями - ветвями, а каждый сценарий представляет
собой путь развития аварии, состоящий из набора таких разветвлений.
Определив
все исходные события и организовав их в логическую последовательность, можно
получить большое число (тысячи для АЭС) потенциальных сценариев аварии. С
помощью анализа дерева событий можно определить пути развития аварии, которые
вносят наибольший вклад в риск из-за их высокой вероятности или потенциального
ущерба. Анализ ветвей и путей развития аварии позволяет вносить изменения в
конструкцию или эксплуатационные процедуры с учетом этих путей, обусловливающих
наибольший вклад в суммарный риск. Методология дерева событий дает возможность:
§ описать сценарии аварий с различными последствиями от различных исходных
событий;
§ определить взаимосвязь отказов систем с последствиями аварии;
§ сократить первоначальный набор потенциальных аварий и ограничить его лишь
логически значимыми авариями;
§ идентифицировать верхние события для анализа дерева отказов.
Пример дерева событий, приведенный на рис.6, соответствует гипотетической
последовательности событий при аварии с потерей теплоносителя в водоохлаждаемом
реакторе АЭС (авария типа LOCA) [4]. Начальным событием служит разрыв
трубопровода с вероятностью Н0. Следующие события: пребывание
системы электроснабжения и в исправном состоянии с вероятностью S1 и
в неисправном состоянии с вероятностью Н1; срабатывание системы
аварийного охлаждения с вероятностью S2 и несрабатывание с
вероятностью Н2; срабатывание системы удаления продуктов деления с
вероятностью S3 и несрабатывание с вероятностью Н3;
сохранение целостности защитной оболочки с вероятностью S4 и
нарушение целостности с вероятностью Н4.
При развитии событий по верхней ветви дерева с вероятностью (в
предположении о независимости исходных событий)
S = H1S2S3S4S5, (25)
ожидаются очень небольшие радиоактивные выбросы, при развитии по нижним
ветвям - большие и очень большие выбросы.
А1 - Перепад напряжения Н1=0,006
А2 - Короткое замыкание Н2=0,0065
А3 - Ошибки при установке мерников с суспензией Н3=0,004
А4 - Работа со сварочным аппаратом Н4=0,001
А5 - Выход из строя мерников с суспензией
А6 - Наличие искры
А7 - Курящий рабочий Н7=0,0035
А8 - Нарушение правил пожарной безопасности
А9 - Локальное повреждение оборудования Н9=0,003
А10 - Источник зажигания Н10=0,0045
А11 - Очаг воспламенения
А12 - Образование взрывоопасной смеси
А13 - Возникновение пожара в помещении мерников
В1 - Порча по неосторожности Н14=0,0008
В2 - Диверсия Н15=0,0006
В3 -Случайное нарушение Н16=0,00087
В4 - Неправильная транспортировка Н17=0,00089
В5 - Случайное;
В6 - Умеренное
В7 - Нарушение целостности аппарата
В8 - Деформация аппарата
В9- Долгая работа Н22=0,00091
В10 - Заводской брак Н23=0,00075
В11 - Механическое повреждение
В12 - Перегрев подшипников
В13 - Нарушение работы насосов
С1- Слабые навыки в сложных ситуациях Н27=0,00085
С2 - Шоковое состояние Н28=0,00069
С3 - Отсутствие самообладания Н29=0,00083
С4 - Неправильная организация рабочего места Н30=0,00062
С5 - Бездействие Н31=0,0009
С6- Недисциплинированность Н32=0,00095
С7 -Выход из строя прибора контролируемого температуру Н33=0,00061
С8 - Ошибки технолога;
С9- Неправильный выбран материал для изготовления оборудования
Н35=0,00079
С10 - Заводской Брак Н36=0,0015
С11 - Увеличение давления
С12 - Малая толщина стенок
С13 - Увеличение напряжения стенок аппарата
Д1 - Нарушение паспортных режимов Н40=0,00059
Д2 - Нарушение требований транспортировки Н41=0,0017
Д3 - Нарушение сборки и монтажа Н42=0,00065
Д4 - Нарушение правил эксплуатации и ремонта
Д5 - Дефект изготовления Н44=0,00099
Д6 - Нарушение сигнализации
Ж - Взрыв в помещении, где находятся мерники растворителей суспензии.
Расчет
Ветка 1
Н5=1-(1-Н1)*(1-Н2)*(1-Н3)=1-(1-0,006)*(1-0,0065)*(1-0,004)=1-0,994*0,9932*0,996=1-0,984=0,016
Н6=Н4=0,001
Н8=Н5=0,016
Н11=1-(1-Н6)*(1-Н7)*(1-Н8)=1-(1-0,001)*(1-0,0035)*(1-0,016)=1-0,999*0,9965*0,984=1-0,9796=0,02
Н12=1-(1-Н9)*(1-Н10)=1-(1-0,003)*(1-0,0045)=1-0,997*0,9955=1-0,993=0,007
Н13=1-(1-Н11)*(1-Н12)=1-(1-0,02)*(1-0,007)=1-0,98*0,993=1-0,973=0,027
Ветка 2
Н18=Н14=0,0008
Н19=Н15=0,0006
Н21=1-(1-Н18)*(1-Н19)=1-(1-0,0008)*(1-0,0006)=1-0,9992*0,9994=1-0,9986=0,0014
Н20=1-(1-Н16)*(1-Н17)=1-(1-0,00087)*(1-0,00089)=1-0,99913*0,99911=1-0,9982=0,0018
Н24=1-(1-Н21)*(1-20)=1-(1-0,0014)*(1-0,0018)=1-0,9986*0,9982=1-0,9968=0,0032
Н25=Н22=0,00091
Н26=1-(1-Н23)*(1-Н24)*(1-Н25)=1-(1-0,00075)*(1-0,0032)*(1-0,00091)=1-0,99925*0,9968*0,99909=1-0,9951=0,0049
Ветка 3
Н34=1-(1-Н27)*(1-Н28)*(1-Н29)*(1-Н30)*(1-Н31)*(1-Н32)=1-(1-0,00085)*(1-0,00069)*(1-0,00083)*(1-0,00062)*(1-0,0009)*(1-0,00095)=1-0,99915*0,99931*0,99917*0,99938*0,9991*0,99905=1-0,99517=0,0048
Н37=1-(1-Н33)*(1-Н34)=1-(1-0,00061)*(1-0,0048)=1-0,99939*0,9952==1-0,9946=0,0054
Н38=1-(1-Н35)*(1-Н36)=1-(1-0,00079)*(1-0,0015)=1-0,99921*0,9985=1-0,9977=0,0023
Н39=1-(1-Н37)*(1-Н38)=1-(1-0,0054)*(1-0,0023)=1-0,9946*0,9977=1-0,9923=0,0077
Ветка 4
Н43=1-(1-Н40)*(1-Н41)*(1-Н42)=1-(1-0,00059)*(1-0,0017)*(1-0,00065)=1-0,99941*0,9983*0,99935=1-0,9971=0,0029
Н45=1-(1-Н43)*(1-Н44)=1-(1-0,0029)*(1-0,00099)=1-0,9971*0,99901=1-0,9961=0,0039
Н46=1-(1-Н13)*(1-Н26)*(1-Н39)*(1-Н45)=1-(1-0,027)*(1-0,0049)*(1-0,0077)*(1-0,0039)=
=1-0,973*0,9951*0,9923*0,9961=1-0,957=0,043
Ветка А
Ветка Б
Ветка В
Ветка Г
Ветка Д
Ветка Е
Вывод: По сценарию №3 построены деревья отказов и событий. В результате
полученных расчетов установлено, что наиболее опасной причиной развития аварий
является: Возникновение пожара в помещении мерников суспензии.
9. Определение риска промышленных аварий при производстве
полиэтилена
Риск аварии (теория вероятностей)
1. АВАРИЯ на ОПО - случайное событие
Под событием в теории вероятностей понимается всякий факт, который может
произойти или не произойти.
.УЩЕРБ от аварии - случайная величина (СВ)Y. СВ называется величина, которая может принять то или иное
значение, причем неизвестно заранее, какое именно)
. РИСК аварии - мера опасности вероятностная характеристика СВ ущерба от
аварии Y.
Характеристика СВ
законы распределения СВ числовые характеристики СВ
для дискретной положения
N
(людские потери): матожидание, мода, медиана
ряд и функция распределения
для непрерывной разброса: G
(материальные потери): дисперсия, СКО функция и плотность распределения
Оценка риска аварии - определение закона распределения случайной величины
ущерба У от аварии.
Таблица 7.
Случайная величина
|
Форма закона распределения
СВ ущерба от аварии
|
Формальное описание
|
Традиционное название в
риск-анализе
|
Дискретная СВ. Людские
потери при аварии N
|
Ряд распределения N
(графически - многоугольник распределения)
|
|
Полное описание сценариев
аварии с гибелью людей
|
|
Функция распределения
людских потерь N
|
F(n)=P(N≥n)
|
Социальный риск F/N
-кривая
|
Непрерывная СВ. Материалы
потери при аварии G
|
Функция распределения
материальных потерь G
|
F(g)=P(G≥g)
|
Риск материальных потерь F/G
-кривая
|
|
Плотность вероятности G
(графически - кривая распределения)
|
ƒ(g)=F(g)=-F(g)
|
полное описание сценариев
аварии с материальными потерями
|
Риск (R) определяется как произведение
вероятности неблагоприятного события (аварии, катастрофы и т.д.) (Р) и
ожидаемого ущерба в результате этого события (У).
R=P*У
R=0,9731*0.4624396=0.44999≈0.456%
Вывод: Рассчитан риск промышленной аварии, величина которого составляет:
46%
Выводы по работе
. Изучен технологический процесс производства полиэтилена. Самыми
опасными аппаратами являются полимеризатор этилена, смеситель-разбовитель,
холодильник-конденсатор.
. Произведен анализ пожаровзрывоопасных свойств веществ, участвующих в
производстве. Этими веществами являются: циклогексан, триэтилалюминий,
четыреххлористый титан, этилен, бензин
. Проведена оценка пожаровзрывоопасности среды при нормальной работе
аппаратов. Наиболее опасным является четыреххлористый титан.
. Произведен расчет давления взрыва в трех аппаратах в зависимости от
вещества для мерников растворителя, полимеризатора, холодильника -
конденсатора.
Наиболее опасным является полимеризатор.
. Определена интенсивность взрыва по графику зависимости.
. Изучены основные показатели надежности и техногенного риска. Этими
показателями являются: Безотказность, долговечность, ремонтопригодность,
сохраняемость.
. Рассчитана вероятность безотказной работы по узлам технологической
схемы при параллельном и последовательном соединении аппаратов. При этом
получено следующие значения для системы равное 0,565, что является наименьшим,
и поэтому лучше использовать параллельное соединение.
. Изучены причины повреждения аппаратов и появления характерных технологических
источников зажигания.
. Изучены методы построения деревьев отказов и методы построения деревья
событий.
. По сценарию №3 построены деревья отказов, деревья событий. В результате
расчетов установлено, что наиболее опасной причиной аварии по сценарию №3
является: возникновение пожара в помещении.
. Рассчитан риск промышленной аварии, величина которой составляет 46%
авария полиэтилен пожаровзрывоопасность
Литература
1. Техногенный
риск: Анализ и оценка: учебное пособие для вузов,- м.: ИКЦ «Академкнига»,
2004.-118 с.: ил
2. РД08-120-96
«Методические указания по проведению анализа риска опасных промышленных
объектов». М.: Госгортехнадзор России, 1996.
. Белов
П.Г. Теоретические основы системной инженерии безопасности. М.: Безопасность,
1996. 427 с.
. Хенли
Э.Дж., Кумамото Х. Надежность технических систем и оценка риск Пер. с англ. М.:
Машиностроение, 1984.528 с.
. Потапов
Б.В., Радаев Н.Н. Экономика природного и технического рисков. М.: ФИД «Деловой
экспресс», 2001. 513 с.
. Шахраманьян
М.А., Акимов В.А., Козлов К.А. Оценка природной и технической безопасности
России: Теория и практика. М.: ФИД «Деловой экспресс», 1998. 218 с.
. Махутов
Н.А., Шокин Ю.И., Лепихин А.М., Москвичев В.В. Задачи механики катастроф и
безопасности технических систем. Красноярск: Вычисл. Центр СО АН СССР, 1991.
Препринт № 10.50 с.
. ГОСТ
27.002-89* «Надёжность в технике. Термины и определения»
Приложение 1.
Технологическая схема производства полиэтилена