Оценка вероятности возникновения техногенных аварий

В последние годы в Украине отмечен значительный рост чрезвычайных ситуаций техногенного характера, связанных с авариями на промышленных объектах.

На основании обобщения статистических материалов предлагается следующая классификация чрезвычайных ситуаций техногенного характера, представленная на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Классификация чрезвычайных ситуаций техногенного характера.

Причинами аварий и катастроф в основном являются:

- нарушение трудовой и технологической дисциплины;

- ошибки при проектировании;

- ошибки при строительстве;

- износ оборудования, зданий, сооружений;

- результаты стихийных бедствий.

Для определения частоты нежелательных событий техногенного характера необходимо использовать:

- статистические данные по аварийности и надежноститехнологических систем, соответствующие специфике опасного производственного объекта или виду деятельности (т.е. использовать существующие сведения об авариях на предприятиях, учреждениях и организациях или отказах систем);

- анализ протекания аварий с целью определения необходимой вероятности;

- логические методы анализа "деревьев событий", "деревьев отказов", имитационные моделивозникновения аварий в человеко-машинной системе;

- экспертные оценкипутем учета мнения специалистов в данной области.

Оценивание риска возникновения техногенных аварий предусматривает проведение научных и технических расчетов, связанных с определением показателя опасности – коэффициента риска и включает три этапа:

- выявление (прогнозирование) возможной потенциальной опасности;

- количественнаяоценка воздействия на людей, оборудование, окружающую среду;

- определение величины коэффициента риска (заключение о вероятности гибели людей, нанесения ущерба, возникновение заболевания и др.).

В процессе прогнозирования опасности объекта экономики должны быть в первую очередь выявлены всевозможные аварийные ситуации, в том числе и маловероятные, с катастрофическими последствиями, которые могут возникнуть на объекте. Выявление возможностей и условий возникновения аварий должно проводиться как на основе анализа особенностей работы как отдельного оборудования (аппаратов, машин, узлов, деталей и т.д.), так и их групп (технологических блоков), а также с учетом опасных используемых в производстве веществ и материалов.

В общем смысле прогнозирование возникновения техногенных аварий представляет собой научно обоснованную оценку возможной технической ситуации в процессе эксплуатации технических систем, состояние которых на данный момент неизвестно или вообще не поддается непосредственному измерению.

Количественная оценка степени поражения людей и нанесения ущерба при авариях связана с задачей прогнозирования количественных показателей надежности и остаточного ресурса функционирующего объекта в технических системах.

Являясь комплексным свойством, надежность технической системы оценивается через ряд показателей частных свойств, основным из которых является безотказность (долговечность, ремонтопригодность, сохранность).

Основное понятие надежности – отказ. Под отказом понимается нарушение нормального функционирования рассматриваемой технической системы объекта, приводящее к уходу рабочих характеристик за допустимые пределы. Могут быть отказы вследствие внезапных повреждений (поломок, пробоев, и т.п.) и вследствие изменений, обычно вызываемых износом и старением. Произойдет ли отказ и к каким последствиям он приведет – все это можно определить лишь оценивая вероятность подобных событий. Поэтому для количественной оценки надежности используется вероятность безотказной работы рассматриваемых технических систем.

Кроме того, для определения величины коэффициента риска необходимо оценивать значимость последствий аварий в смысле ущерба, наносимого оборудованию, обслуживающему персоналу, окружающей среде и населению, находящемуся вблизи технического объекта. Таким образом, определение вероятности отказа технических систем и ущерба, вызываемого потерей оборудования и человеческими жертвами, является оценкой риска техногенных аварий.

Случайные события и величины обладают статистической устойчивостью, однородностью и имеют соответствующие законы распределения, то есть могут повторяться при одинаковых условиях многократно. Один из способов построения указанных характеристик состоит в изучении отрезка времени , протекающего от момента включения рассматриваемого устройства до возникновения первого отказа .

Для оценки риска возникновения аварии применяют модели высоконадежных систем, для которых аварийные ситуации представляют редкие события, а также модели стареющих (ненадежных) систем, качество которых в процессе эксплуатации ухудшается вследствие ползучести, различных видов усталости, износа и других повреждений.

Для решения инженерных задач, связанных с прогнозом аварийных ситуаций, планированием мероприятий по их недопущению и определением материальных и финансовых ресурсов для их ликвидации требуется знать статистические данные об отказах соответствующего типа производства и применяемого в нем оборудования. Такого рода статистические данные представляют также интерес при принятии решений о мерах по снижению степени риска аварий на конкретных технических системах (объектах). Предельное состояние наступает у одной технической системы (объекта) данного профиля через наработку , второй , третьей и т.д. Наработки , , и т.д. рассматриваются как случайная величина из-за сложности или невозможности в аналитической форме их определить, что объясняется множеством факторов, влияющих по разному в каждом конкретном случае. Для решения перечисленных выше задач возникает необходимость в знании закона распределения наработок на предельное состояние (кратко - распределение отказов). Под законом распределения случайных величин понимают всякое соотношение, устанавливающее связь между возможными значениями случайных величин и соответствующими им плотностями вероятности , функциями , вероятностями или интенсивностью отказов . Каждая из перечисленных зависимостей однозначно определяет закон распределения.

Закон распределения случайных наработок до предельного состояния зависит от причин возникновения отказов. Например, выход из строя элементов конструкции из-за износов хорошо согласуется с так называемым, нормальным законом распределения (закон Гаусса); из-за превышения нормальных напряжений (взрыв, удар и др.) – экспоненциальным законом; из-за старения материала – законом Вейбулла-Гнеденко; для описания редких явлений используется формула, получившая название закон Пуассона и т.д.

Используемые в законах статистические данные должны соответствовать типу анализируемого производства, оборудования объекта. Обобщенные среднестатистические данные частот отказов технологического оборудования приведены в табл. 1.1.

Если известна наработка , то по кривым можно определить две вероятности: - безотказной работы и - появления отказа, все при .

Каждый из законов обладает определенными свойствами, использование которых позволяет прогнозировать отказы элементов, принимать заранее необходимые меры к недопущению возникновения аварийных ситуаций. Важное значение в теории оценки риска работы технических систем имеет нормальный закон распределения, кривая плотности вероятности которого напоминает купол.

Таблица 1.1.

Дата добавления: 2014-03-22; просмотров: 591; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!