Питання оцінки ризику виникнення
аварій на виробництві сьогодні, як
ніколи, є актуальним. У країні
вводяться в дію нормативні акти,
гармонізовані з європейськими.
Формується єдиний підхід до оцінки
професійних ризиків. Не випадково у
зв’язку з проведенням
Всесвітнього дня охорони праці в
поточному році згідно з
рекомендацією МОП темою оголошеної
акції обрано «Управління
професійними ризиками».
Продовжуємо публікувати роботи
вчених і фахівців на цю тему,
сподіваємося на широку участь в
обговоренні цього питання.
Ризик — ступінь імовірності
певної негативної події, що може
статися у визначений час або за
певних обставин на території ОПН
і/або за його межами (Методика
визначення ризиків і їх прийнятних
рівнів для декларування безпеки
ОПН, затверджена наказом Мінпраці
від 14.12.2002 р. № 637).
Ризик промислового підприємства
— імовірність реалізації
потенційної небезпеки, що
ініціюється промисловим
підприємством, і/або негативних
наслідків цієї реалізації (ДСТУ
2156-93 «Безпека промислових
підприємств. Терміни і
визначення»).
Ризик (risk) — поєднання імовірності
та наслідку (наслідків) специфічної
небезпечної події (3.14 ДСТУ-П ОHSАS
18001:2006 «Системи управління безпекою
і гігієною праці. Вимоги»).
Оцінювання ризику (risk assessment) —
цілісний процес оцінювання ступеня
ризику та вирішення питання
можливості ризиків (3.15 ДСТУ-П ОHSАS
18001:2006 «Системи управління безпекою
та гігієною праці. Вимоги»).
Ризик (risk) — поєднання імовірності
настання небезпечної події і
тяжкості травми чи шкоди для
людського здоров’я, викликаних
цією подією (ILO-OSH 2001 «Посібник з
систем управління охороною
праці»).
Оцінка ризику (risk assessment) — процес
оцінювання ризиків для безпеки та
здоров’я, пов’язаних із впливом
небезпек на роботі (ILO-OSH 2001
«Посібник з систем управління
охороною праці»).
Ризик — імовірність заподіяння
шкоди з урахуванням її тяжкості
(ДСТУ 2293-99 «Охорона праці. Терміни
та визначення основних понять»).
З часу набрання чинності Закону
«Про об’єкти підвищеної
небезпеки» Держгірпромнагляд і МНС
України ведуть облік об’єктів
підвищеної небезпеки (ОПН) і
контролюють заходи щодо їх
безпечної експлуатації. Кількість
ОПН в Україні становить близько 6000
одиниць, ці об’єкти належать
приблизно 2500 суб’єктам
господарювання, які здійснюють
діяльність у 10 основних галузях
національної економіки. У
металургійній галузі сьогодні
існує близько 70 ОПН. Згідно з
вимогами НПАОП 0.00-6.22-02 «Порядок
декларування ОПН» суб’єкти
господарювання розробляють для ОПН
декларацію безпеки. При цьому для
об’єктів I класу небезпеки
декларація повинна включати оцінку
рівня ризику виникнення і розвитку
аварій, яка виконується відповідно
до Методики визначення ризиків і їх
прийнятних рівнів для декларування
безпеки ОПН [1].
Сьогодні управління ризиком
протягом усього часу
функціонування підприємства є
основою забезпечення його
безпеки.
Нині методологія оцінки ризику
виникнення аварій під час розробки
декларацій безпеки зводиться до
таких етапів:
ідентифікується ОПН за кількостю
небезпечних речовин на об’єкті та
відстанню до «третіх осіб»;
із структурних підрозділів
підприємства виділяється певний
технологічний об’єкт (цех,
відділення, установка тощо), який
розбивається на технологічні
блоки. Для кожного з блоків
провадиться оцінка небезпечних
факторів і вивчаються сценарії
розвитку можливих аварій;
для технологічних блоків і
об’єктів зазвичай прописуються
«дерева відмов» з метою
кількісного і якісного аналізу
ризику виникнення аварій.
Проблеми у розробників декларацій
безпеки виникають саме на третьому
етапі, коли вони стикаються з цим
«досить вивченим» і водночас не
повною мірою прописаним методом. В
основному автори книг і методик
займаються аналізом простих
об’єктів, рідко коли можна
зустріти в літературі конкретні
приклади побудови «дерев відмов»
реальних виробничих об’єктів
нафтогазової галузі, не кажучи про
об’єкти металургійної та
коксохімічної промисловості.
Декларації безпеки розробляються в
Україні вже майже 6 років, проте
варто зазначити, що методично
питання аналізу ризику аварій
забезпечено недостатньо.
Під час кількісного аналізу ризику
проблеми виникають вже на етапі,
коли розробник починає підставляти
у «дерево відмов» як основні події
відмови обладнання та його
основних частин і в результаті
одержує ймовірність аварії,
близької до 1 (особливо якщо
досконально приділяти увагу
відмовам фланцевих з’єднань,
запірної арматури тощо).
Починається пошук інших рішень. А
оскільки в літературі поширеною є
думка про те, що побудова «дерев
відмов» — це свого роду мистецтво,
розробники починають індуктивним
методом прописувати такі події, як
«вибух коксового газу всередині
бензольного скрубера (виникнення
іскри під час падіння тарілок)» та
ін., які не в’яжуться із
статистикою аварій, що реально
стаються на підприємствах. Ці
обставини, через відсутність
галузевих методичних документів і
достовірних статистичних оцінок з
аварійності, найчастіше призводять
до неправильних оцінок
небезпеки.
Існує ряд комп’ютерних програм для
аналізу ризику, проте їх вартість
непорівнянна з витратами на
розробку декларації безпеки, а
зміст часто ставить під сумнів
правильність вибору.
Оскільки процедура кількісної та
якісної оцінки ризику дуже
трудомістка, необхідною є
автоматизація відповідних робіт і
розробка комп’ютерних програм
(бажано галузевих), у яких закладено
основні принципи аналізу небезпек.
Програмний продукт має дати змогу
здійснити задання технологічних
параметрів обладнання і
технологічного процесу для
одержання конкретних оцінок
небезпеки. Важливим для поширення
досвіду серед фахівців є наявність
демонстраційних прикладів під час
аналізу ризику конкретних
небезпечних виробничих
об’єктів.
Продемонструємо можливість
використання наявних програмних
продуктів для оцінки ризику
виникнення аварії на установці
гідроочищення цеху ректифікації
бензольних продуктів
коксохімзаводу.
Характеристика технології
гідроочищення фракції
сирого бензолу
Ця технологія застосовується для
переробки сирого бензолу в чистий
продукт шляхом виділення з фракції
сірчистих сполук та інших домішок.
Подібну технологію і схему
очищення коксохімічних продуктів
докладно описано в літературі [2]. В
Україні є одна така установка у ВАТ
«Ясинівський коксохімічний завод».
Технологічна схема процесу
гідроочищення включає проходження
фракції бензол-толуол-ксилол
(БТК) через ряд технологічних
апаратів (компресори, насоси,
посудини, що працюють під тиском,
теплообмінники, реактори,
змішувачі тощо) та трубопроводи за
підвищеного тиску і температури.
Саме тому технологічна установка є
досить складним, потенційно
небезпечним об’єктом. У цьому
випадку на прикладі моделювання
аварійних ситуацій можна наочно
показати, як застосовуються
об’єктні підходи під час побудови
«дерева відмов» для реального
небезпечного промислового
виробництва.
Використання методу «дерева
відмов» під час оцінки небезпек
установки гідроочищення
У результаті проведеної роботи
було розроблено модель «дерева
відмов» для установки
гідроочищення фракції БТК (рис.
1).
Це — логіко-ймовірнісна модель
причинно-наслідкових зв’язків
відмов системи, що досліджується, з
відмовами її елементів й іншими
впливами, що призводять до викиду
технологічного
вибухопожежонебезпечного
середовища. Методом «зворотної
логіки» виділено 5 найсуттєвіших
причин, які призводять до кінцевої
події, кожна з яких докладно
розглядається у цьому «дереві».
Об’єктна модель для оцінки ризику
установки
гідроочищення в середовищі Simulink
На основі наведеної моделі «дерева
відмов» установки гідроочищення
розроблено об’єктну модель для
оцінки ризику небезпеки
виробництва в середовищі Mathlab Simulink.
Блок-діаграму моделі наведено на
рис. 2. У цій блок-діаграмі
використовуються блоки Logical Operator
для виконання логічних операцій
і/або, підпрограми генераторів
небезпечних подій Subsystem, віртуальні
осцилографи та дисплеї.
Найважливішим елементом цієї
моделі є об’єктний генератор
небезпечних подій. Він генерує
небезпечні події, пов’язані з
відмовами устаткування,
ймовірнісний розподіл яких
характеризується Пуассоновським
законом [3]. Генератор настроюється
під реальні види обладнання в
діапазонах інтенсивності його
відмов l і видає логічний сигнал
відмови з частотою за заданим
законом, яка збільшується в часі, що
дає змогу працювати з динамічним
потоком подій.
Уся блок-діаграма настроєна під
конкретні параметри устаткування
гідроочищення з використанням
типових блоків графічної
бібліотеки Simulink.
Результати статистичних
експериментів
Статистичний експеримент
проводився для конкретного
відділення гідроочистки цеху
ректифікації ВАТ «ЯКХЗ», при цьому
враховувався час існування, режими
пуску, зупинки та ремонту
устаткування.
При імітаційному моделюванні
об’єктна модель для технологічних
блоків цього виробництва
запускалася 150 разів. Було
зімітовано роботу 150 установок,
аналогічних тій, що розглядається,
впродовж 6500 год/рік. Одержано
ймовірність реалізації аварії 3Е-3,
яка розглядається (рис. 1), що
відповідає трьом викидам
небезпечного середовища на рік у
масиві з 1000 установок, які працюють
в умовах, аналогічних тій, що
розглядається.
У результаті аналізу встановлено,
що емпіричні розподіли імітованих
потоків небезпечних подій
підпорядковуються розподілу
Пуассона (див. рис. 3 і таблицю):
одержано той самий розподіл, що й
після обробки статистичних даних
щодо аварій у металургійній галузі
[4].
Варто зазначити, що на цій
установці за весь час її існування
було зафіксовано один смертельний
нещасний випадок під час ремонту
устаткування (1998 р.), що стався через
помилку обслуговуючого персоналу,
і один випадок аварійної зупинки
циркуляційного компресора
коксового газу, що супроводжувався
спрацьовуванням захисту і чіткими
діями персоналу з ліквідації
аварійної ситуації. Ці події не
спричинили небезпечну подію «викид
технологічного середовища
рафінат+циркуляційний газ», яка
розглядається в даній об’єктній
моделі. Подібна аварія може
призвести до катастрофічних
наслідків: вибуху, «вогненної
кулі», пожежі на установці та
поширення токсичної хмари
бензольних продуктів, продуктів
горіння і, як наслідок, травмування
персоналу підприємства.
Висновки
Основна проблема оцінки небезпеки
для ІТП і проектантів полягає в
необхідності подання можливих
аварійних ситуацій на реальних
технологічних об’єктах у вигляді
Булевої логіки «дерева відмов»,
методологія якої є досить
специфічною. Створення програмного
продукту може автоматизувати
«рутинні» процеси прогнозування
виникнення небезпечних подій, що
дасть змогу суттєво розширити
методичну базу оцінки ризику
виникнення аварій. Сьогодні
інформаційні технології дають
змогу створювати в спеціальних
середовищах типові об’єкти
промислових виробництв для аналізу
ризику. Під час реалізації цього
напряму на практиці трудомісткість
розробки декларацій безпеки ОПН
різко знизиться, що дасть змогу ІТП
і проектантам розробляти
декларації самостійно. Подібна
практика позитивно впливатиме на
якість роботи і безпеку самого
виробництва.
Актуальним сьогодні є застосування
процедур оцінки ризику вже на
стадії проектування, коли
закладаються основні заходи
безпеки для вибору оптимального
(прийнятного) ризику, аварійного
захисту і мінімізації наслідків
аварій на ОПН. Ефективну систему
безпеки передусім має формувати
сама держава без створення
неприйнятних умов комерціалізації
цього виду діяльності. Тому
відповідне методичне забезпечення
має розроблятися
Держгірпромнаглядом, а потім
передаватися проектним
організаціям і на всі підприємства,
що мають ОПН.
Література
1. Методика визначення ризиків і їх
прийнятних рівнів для декларування
безпеки ОПН, затверджена наказом
Міністерства праці і соціальної
політики України від 04.12.2002 р. №
637.
2. Г. Д. Харлампович и А. А. Кауфман.
Технология коксохимического
производства.— М.: Металлургия,
1995.
3. Е. Дж. Хенли, Х. Кумамото.
Надежность технических систем и
оценка риска: Пер. с англ. /Под ред. В.
С. Сыромятникова.— М.:
Машиностроение, 1984.— 528 с.
4. Г. В. Аверин, В. М. Москалец. Анализ
состояния и безопасности объектов
повышенной опасности
металлургической отрасли // Вестник
Донецкого университета. Серия А.
Естественные науки.— 2008.— № 1.
Г. АВЕРІН, докт. техн. наук, проф.
(Донецький національний технічний
університет), В. МОСКАЛЕЦЬ, експерт
технічний з промислової безпеки ДП
«Донецький ЕТЦ»
