Методы и обобщенная процедура предварительной оценки параметров риска

После обоснования порядка предварительного анализа техногенного риска целесообразно уточнить основные способы идентификации и ранжирования соответствующих источников — в смысле оценки их вклада в появление техногенных происшествий на ОПО. При этом должное внимание нужно уделить также разработке технологии, пригодной для качественной оценки не только мер возможности и результата проявления источников техногенного риска, но и достаточности существующих и предлагаемых мер по его снижению.

С учетом накопленного ныне передового опыта риск-менеджмента и необходимости его распространения на современных энергоемких ОПО для априорной оценки качественных показателей, характеризующих вероятность и последствия техногенных происшествий при эксплуатации их конкретных ОТУ, ниже рекомендуются следующие основные методы и базирующаяся на них процедура проведения соответствующей практической работы.

• 1. Идентификация источников техногенного риска конкретных ОТУ и признаков его наиболее вероятного проявления при их функционировании проводится с помощью таких основных методов (см. табл. 7.1), как: а) «Что будет, если???»; б) анализ опасности и работоспособности; в) анализ вида и последствий отказа; г) оценка надежности человеческого фактора.
• 2. Ранжирование выявленных источников осуществляется этими же способами с учетом особенностей функциональных подсистем ОПО и реализуемых в них технологических процессов, а также с помощью достоверных статистических данных по аналогам.
• 3. Оценка показателей, характеризующих меру возможности и меру результата проявления источников техногенного риска, проводится путем обработки экспертных суждений, с использованием универсальной шкалы базовых балльных, лингвистических и численных оценок, содержание которых приведено в табл. 8.1.

Обеспечить однозначность восприятия предложенных балльных, лингвистических и численных (на отрезке [0; 1]) оценок риска экспертами рабочей группы, а также установить однозначное соотношение между такими оценками и единицами физических величин предлагается с помощью таблиц, подобных табл. В.5, приведенной в приложении к настоящей книге. Имеющиеся там соотношения получены делением диапазонов реально возможных на ОПО изменений абсолютных значений каждого показателя на десять частей и последующим округлением полученных при этом величин до десятой доли единицы.

Таблица 8.1. Универсальная шкала оценок параметров техногенного риска.

Рис. 8.3. Этапы предварительной оценки и обработки параметров риска Рекомендуемая здесь обобщенная процедура предварительного анализа, обычно осуществляемого по завершении эскизного проектирования создаваемого ОПО, включает четыре крупных этапа, представленных на рис. 8.3 в виде соответствующей блок-схемы и выполняемых в порядке имеющейся нумерации. Кратко поясним все эти этапы.

I. Реализацию первого этапа нужно проводить последовательно, декомпозируя исследуемый ОПО на ОТУ, а каждое из них — на изделия и узлы, ответственные за производство, транспортировку, переработку, хранение и потребление используемых аварийно опасных и вредных веществ или энергии следующего вида: механическая — движущихся тел; потенциальная — сжатых газов и поднятых предметов; тепловая — криогенных и перегретых веществ; химическая — вредных и токсичных материалов; электрическая — токоведущих частей, находящихся под высоким напряжением. Рекомендуемая очередность показана на рис. 8.4.

Особое внимание при выполнении данного этапа следует уделять выявлению и учету на ОПО тех критических отказов, возникновение каждого из которых достаточно для аварийного высвобождения большого количества имеющегося там энергозапаса. Подобные отказы могут быть обусловлены либо конструктивно-производственными недостатками и иными дефектами ОТУ, либо нерасчетными для него внешними воздействиями со стороны окружающей среды, включая ошибочные и несанкционированные действия людей. Первое место в формируемом перечне должны занимать критические отказы следующих узлов и элементов, входящих в состав ОТУ и имеющихся в составе большинства объектов промышленности и транспорта:

а) резервуары хранения и перевозки аварийно опасных и вредных веществ — обечайки подобных емкостей и их сварные соединения с нижним и верхним днищами, а также места крепления и установки входных и выходных трубопроводов или иных коммуникаций;

Рис. 8.4. Идентификации источников риска и способов их проявления.

• б) баллоны и сосуды высокого давления — обечайки цилиндрической части и другие гнутые поверхности, сварные соединения между ними и в местах установки коммуникаций, узлы крепления и опорноподвесные устройства;
• в) трубопроводы и другие коммуникации — обечайки прямых труб и гнутых элементов, сварные соединения и опорно-подвесные устройства;
• г) турбокомпрессорные установки — роторы компрессора и турбины, насадные диски и рабочие лопатки ее последних ступеней, подшипники и регулирующие клапаны;
• д) турбоэлектрогенераторы — роторы турбины и электрогенератора, обмотки бандажа и возбуждения, подшипники и щеточно-контактный аппарат.

II. Цель второго этапа должна состоять в лингвистической или полуколичественной оценке меры возможности нежелательного проявления каждого идентифицированного источника риска в виде конкретного техногенного происшествия. Делать это рекомендуется путем поиска признаков, указывающих на соответствующую принципиальную возможность, и в последовательности, проиллюстрированной с помощью рис. 8.5.

Рис. 8.5. Прогнозирование меры возможности проявления источника риска Соответствующий экспертный анализ конструкторско-технологической документации ОПО нужно проводить последовательно, начиная с проверки полноты соблюдения технических условий на проектирование и изготовление тех узлов и элементов ОТУ, перечень которых был приведен выше. В последующем данные составные части следует относить к категории высокозначимых конструктивных узлов, т. е. привносящих наибольший вклад в условия появления техногенного происшествия. Обычно в их число включают самые нагруженные из-за концентрации напряжений и (или) часто повреждаемые элементы ОТУ, а потому и представляющие набольшую опасность в процессе последующей эксплуатации ОПО.

Только что упомянутые элементы и зоны рекомендуется устанавливать на основании опыта использования аналогичного технологического оборудования, а также дедуктивного метода, руководствуясь при этом результатами оценки напряженного состояния конструкционных материалов и проектных режимов эксплуатации конкретных ОТУ. Помимо отказа подобных критически важных частей по внутренним причинам, на данном этапе необходимо учитывать также возможность возникновения других предпосылок к аварийному выбросу энергозапаса, например вследствие появления соответствующих ошибок персонала и нерасчетных для него и техники ОПО внешних воздействий. Поэтому его конструкция должна иметь блокировку или физическую защиту от этих факторов, а их наличие должно учитываться при принятии решения о мере возможности возникновения подобных предпосылок.

Параллельно с идентификацией обстоятельств возникновения на ОПО подобных признаков-предпосылок к нежелательному проявлению источников техногенного риска необходимо оценивать достаточность тех конструкторско-технологических и эксплуатационнотехнических мероприятий, которые предусмотрены для исключения техногенных происшествий либо дополнительно предлагаются для последующего внедрения. Определение результирующей меры возможности возникновения всех выявленных выше предпосылок каждого типа и обусловленных ими аварийных выбросов энергозапаса ОТУ целесообразно проводить исходя из имеющихся статистических данных и с помощью метода экспертных оценок. Подобным способом следует прогнозировать также снижение значений этих показателей, ожидаемое от мероприятий — как уже реализованных на ОПО, так и предлагаемых для внедрения.

III. Последовательность проведения третьего этапа рассматриваемой здесь процедуры и его связь с другими частями показана на рис. 8.6 в виде алгоритмической пошаговой модели, сходной с предыдущими. В качестве ее основы здесь использован четырехстадийный процесс последующего развития тех техногенных чрезвычайных ситуаций (ЧС), которые вызваны разрушением или существенной разгерметизацией ОТУ, содержащего значительные энергозапасы.

Четыре группы ромбовидных фигур соответствуют следующим стадиям возможного развития техногенного происшествия с аварийным выбросом какого-либо аварийно опасного или вредного вещества:

• а) его истечение через поврежденную часть емкости;
• б) распространение объема утечки в окружающем пространстве;
• в) возможное воспламенение или взрыв образовавшейся при этом топливовоздушной смеси (ТВС);
• г) разрушительное воздействие сопутствующих опасных факторов на незащищенные от них объекты из состава людских, материальных и природных ресурсов.

Конструктивность подобной декомпозиции подтверждается возможностью упорядочения процедуры качественного анализа риска.

Прогнозирование характера развития первой стадии подобных техногенных происшествий рекомендуется осуществлять дедуктивноиндуктивными методами и с учетом опыта расследования аналогичных техногенных происшествий. При этом следует ограничиться предверительным анализом лишь самого опасного и наиболее вероятного сценариев; меру возможности их наступления и объемы аварийно высвободившихся веществ определять методом экспертных оценок; полученные при этом показатели выражать в лингвистических и соответствующих им относительных числовых величинах.

Рис. 8.6. Прогнозирование меры результата проявления источника риска Предварительную оценку характеристик второй стадии следует проводить, руководствуясь соответствующими статистическими данными, а также результатами, полученными путем анализа хорошо зарекомендовавших себя моделей энергомассопереноса. Необходимые для этого сведения могут быть взяты из той части проекта ОПО, которая характеризует взаимное расположение всех ОТУ, насыщенность их окружения потенциально повреждаемыми объектами, розу ветров или направленность течений водоема, а также другие природно-климатические особенности дислокации конкретных объектов и их ближайшего окружения.

Предназначение третьей стадии предварительного анализа происшествия с выбросом аварийно опасного или вредного вещества состоит в оценке следующих характеристик: а) возможность образования облака ТВС токсичной или взрывопожарной концентрации; б) наличие условий для его последующего воспламенения или взрыва под воздействием какого-либо инициатора; в) состав образовавшихся при этом поражающих факторов; г) характер их изменения в пространстве и времени. Ожидаемые при этом последствия рекомендуется оценивать, руководствуясь дедуктивно-индуктивными методами, а необходимые для этого исходные закономерности и предпосылки — определять по документации ОПО и результатам статистической обработки данных по подобным авариям.

Прогнозирование характеристик заключительной стадии (вероятность токсического поражения, пожара или взрыва ТВС, размеры их опасных зон и время их существования) следует осуществлять методом экспертных оценок, руководствуясь эмпирическими данными и результатами анализа соответствующих моделей. Необходимыми для этого исходными данными должны служить оценки, сделанные на предыдущей стадии рассматриваемого процесса, а также проектные или статистические параметры уязвимости конкретных объектов. Использование этих сведений вместе с поглощенными дозами поражающих факторов и критериями уязвимости позволит оценить как форму ожидаемого от происшествия разрушительного эффекта (уничтожение, повреждение), так и меру возможности его проявления в период эксплуатации каждого ОТУ.

Параллельно с прогнозом последствий всех этапов аварийного выброса опасного или вредного вещества целесообразно оценивать достаточность организационно-технических мероприятий по снижению техногенного ущерба — как уже предусмотренных для каждого ОТУ, так и предлагаемых для внедрения в ходе последующей доработки их конструкции и (или) технологии эксплуатации. Основное внимание при подготовке дополнительных мероприятий должно быть уделено:

• а) снижению количества аварийно высвобождающегося энергозапаса, а также концентрации и объема образуемых им токсичных паров и ТВС;
• б) уменьшению размеров зон поражения продуктами дефлаграции/детонации подобных смесей;
• в) ограничению числа могущих оказаться там объектов или увеличению их стойкости к воздействию опасных и вредных факторов;
• г) своевременному оповещению людей о возникновении аварийного выброса и их оперативной эвакуации из опасных зон;
• д) заблаговременной подготовке персонала ОПО к действиям в условиях возникшей чрезвычайной ситуации с целью смягчения ее возможных негативных последствий.

IV. На четвертом этапе должна осуществляться оценка интегрального риска эксплуатации конкретного ОПО для каждого его ОТУ и каждого соответствующего источника с учетом предполагаемой эффективности всех конструкторско-технологических и эксплуатационно-технических мероприятий, направленных на предупреждение и снижение тяжести возможных происшествий с аварийным выбросом энергозапаса. Ожидаемый от подобных мероприятий эффект должен оцениваться на всех стадиях появления и развития конкретного техногенного происшествия на основе экспертных суждений. При определении соответствующих оценок необходимо опираться на дедуктивно-индуктивные методы, а в качестве базовых закономерностей и иных исходных сведений — использовать результаты, полученные при обработке известных эмпирических данных и исследовании аварийного риска путем моделирования. Сочетание подобных методов и информации позволяет получать более достоверные прогнозы благодаря возможности воспроизвести логику рассуждений каждого эксперта, а значит, и перепроверить сделанные им оценки не только величины техногенного риска, но и достаточности мероприятий по его поддержанию на приемлемом уровне.

Что касается возможных организационно-технических мероприятий, направленных на снижение риска конкретного техногенного происшествия, то они могут осуществляться на всех учитываемых здесь стадиях его появления и развития с причинением ущерба. Их предполагаемая эффективность на данном этапе анализа риска должна оцениваться с помощью метода экспертных оценок и каких-либо детерминистских критериев. Идея такой оценки проиллюстрирована на рис. 8.7 применительно к принятию решения относительно приемлемости техногенного риска по тем результатам его предварительной оценки, которые могут быть получены по завершении рассмотренной здесь процедуры.

Рис. 8.7. Пространство параметров и критериев оценки техногенного риска Как следует из этого рисунка, в данном случае используются те сведения табл. 8.1, которые касаются всех трех полуколичественных (на интервале [0; 1]) мер, характеризующих возможность проявления источников техногенного риска и ожидаемые от него последствия (размеры ущерба, время до его причинения). При этом соответствующее фазовое пространство поделено на три сегмента: 1) область приемлемых оценок риска, расположенная вблизи начала координат; 2) сегмент, требующий регулирования (обработки) параметров риска и простирающийся от оценок 0,5 («неопределенно возможно», «выше среднего», «неопределенно быстро») до 0,6 («практически возможно», «серьезно», «быстро»); 3) область неприемлемого риска, находящаяся вдали от начала координат и определяемая оценками тех его параметров для отдельного ОТУ или ОПО в целом, которые превышают последние три значения.

8.3. Представление и использование результатов предварительного анализа риска Результаты предварительной оценки техногенного риска, сопутствующего эксплуатации конкретного ОПО, могут оформляться отчетом, утверждаемым генеральным конструктором проекта либо руководителем соответствующего промышленного или транспортного предприятия и включающим следующие основные разделы и данные: титуль;

ный лист, список исполнителей, аннотацию и название разделов; наименования ОТУ, цель и основные задачи оценки техногенного риска; применяемые исходные данные, показатели и методы их определения; перечень выявленных источников, причин и признаков возможных техногенных происшествий; лингвистические или балльные значения их мер возможности и результата; выводы о степени достаточности существующих организационно-технических мероприятий по снижению техногенного риска; рекомендации по внедрению дополнительных мер и срокам его очередной оценки, другие предложения и указания.

Полученные при анализе сведения по источникам техногенного риска рекомендуется оформлять в виде различных таблиц и с использованием векторной графики, облегчающей последующее сравнение опасности различных ОТУ и сопоставление оцененных для них показателей риска с приемлемыми для администрации ОПО значениями. При этом в число первопричин появления возможных там техногенных происшествий рекомендуется включать следующие типовые предпосылки и обусловившие их факторы:

• 1) отказы конструктивных элементов — по причинам:
  • а) дефектов проектирования, изготовления, монтажа;
  • б) ускоренного износа и исчерпания ресурса длительной прочности из-за коррозии, старения, температурных деформаций и усталости металла;
  • в) вредного влияния рабочей среды (агрессивные компоненты, механические перегрузки и повреждения);
• 2) ошибки персонала проектно-технологических и строительномонтажных организаций ОПО — на стадии:
  • а) восприятия требований нормативно-технической документации (пропуск, искажение или недооценка значимости);
  • б) переработки соответствующей информации (неверно сделанные выводы и решения);
  • в) реагирования на различные ситуации при создании и эксплуатации ОТУ (выполнение непредусмотренных действий и пропуск предписанных, изменение последовательности и технологии выполнения ответственных операций);
• 3) неблагоприятные внешние воздействия — со стороны:
  • а) окружающей ОПО природной среды (аномальные метеорологические условия и природные явления);
  • б) рабочей среды (повышенные уровни вибраций и шума, влажности и температуры воздуха в помещениях);
  • в) несанкционированных действий персонала и третьих лиц (перебои с обеспечением горючим, транспортом и продовольствием, диверсионные акты, саботаж и т. п.).

Перечисленные результаты предварительного анализа риска рекомендуется представлять в виде следующих пяти таблиц, одна из которых заполняется на начальных стадиях эскизного проектирования, а остальные четыре — по его завершении и с учетом результатов, полученных при реализации соответствующих этапов указанной выше процедуры.

В рекомендуемую ниже табл. 8.2 необходимо включать те опасные события, появление которых может быть вызвано неблагоприятными природными процессами и явлениями в районе предполагаемой дислокации ОПО, а также производственно-транспортной деятельностью, уже проводимой и планируемой после его ввода в эксплуатацию. Определение подобных событий и их неблагоприятных последствий должно осуществляться с учетом специфики объекта и опыта использования его аналогов.

Таблица 8.2. Результаты предварительного качественного анализа риска.

Следующая табл. 8.3 должна отражать результаты идентификации источников и способов проявления риска, полученные в ходе его качественного анализа в соответствии с рекомендациями предыдущего параграфа (см. рис. 8.4).

Таблица 8.3. Источники и способы проявления риска в виде происшествий.

Предлагаемую ниже табл. 8.4 следует заполнять по завершению выполнения рабочей группой той части рекомендованной выше процедуры предварительного анализа техногенного риска, которая непосредственно связана с блок-схемой, изображенной на рис. 8.5.

Таблица 8.4. Сведения о возможных происшествиях и их предпосылках.

Очередная табл. 8.5 должна заполняться по результатам выполнения этапа процедуры, непосредственно связанного с алгоритмом, который изображен на рис. 8.6.

Таблица 8.5. Сценарии и последствия развития возможных происшествий.

Представленные подобным образом результаты прогноза техногенных происшествий с аварийным выбросом конкретного энергозапаса следует применять затем для предварительного (качественного или полуколичественного) оценивания показателей соответствующего риска. Найденные при этом лингвистические и относительные значения мер возможности и результата проявления соответствующих источников, а также интегральная величина данного риска, получаемая с помощью этих показателей, должны использоваться при заполнении табл. 8.6 и показанного ранее рис. 8.7 с изображением их трехмерного пространства.

Таблица 8.6. Результаты оценки частных и интегральных показателей риска.

Представленная табл. 8.6 должна содержать сведения, полученные в результате качественного анализа источников риска проектируемого ОПО и его предварительной обработки в соответствии с рекомендациями приведенной выше процедуры. Порядок получения и заполнения данных четырех правых колонок этой формы, а также критерии оценки, необходимые для принятия решения о приемлемости риска последующей эксплуатации ОПО, демонстрируются в заключительном параграфе настоящей главы.

Что же касается предпочтительной сферы применения выводов и рекомендаций, полученных при подобном предварительном анализе, то они должны быть использованы в следующих целях:

• 1) выявление узких (наиболее значимых для проявления источников техногенного риска) мест в конструкции и технологии эксплуатации ОПО и входящих в него ОТУ;
• 2) выбор рациональных (по критерию «эффективность — затраты») способов поддержания безопасности их функционирования путем усиления или устранения подобных мест;
• 3) оценка степени соответствия конструкции, технологии и условий эксплуатации ОТУ существующим требованиям промышленной, пожарной и экологической безопасности, охраны труда и природной среды, предупреждения и смягчения чрезвычайных ситуаций;
• 4) разработка рекомендаций по организации деятельности надзорных органов, совершенствованию инструкций по техническому обслуживанию ОТУ, уточнению планов ликвидации (локализации) возможных на каждом из них аварийных ситуаций;
• 5) сравнение оцененного техногенного риска эксплуатации ОТУ с установленными критериями его приемлемости, а при их отсутствии — с наиболее благополучными аналогами;
• 6) принятие решения о необходимости дополнительных организационно-технических и иных мероприятий по совершенствованию безопасности эксплуатации конкретных ОТУ;
• 7) оценка эффекта от подобных мероприятий, уже реализованных администрацией ОПО в интересах интегрирования риск-менеджмента в общий менеджмент данного объекта.

В состав учитываемых в отчете механизмов/способов разрушительного проявления техногенного происшествия рекомендуется включать:

• а) для всех потенциальных жертв — осколочное поражение, повреждение воздушной ударной волной, движущимся предметом или средой, тепловым либо электромагнитным излучением;
• б) только для людей — повреждение органов или частей их тела вследствие падения из-за скольжения при ходьбе либо при пользовании лифтом; токсическое или электрическое поражение, удар/захват перемещающимся предметом;
• в) для особей животного и растительного мира — уничтожение, понижение жизнестойкости и истощение трофических цепей под воздействием аварийных и непрерывных вредных выбросов ОПО.

В случае использования балльных или числовых (на шкале [0; 1]) показателей меры возможности, размера ущерба и времени до проявления источников техногенного риска оформление соответствующего раздела отчета следует проводить с заполнением предложенной выше табл. 8.6 или фазового пространства (см. рис. 8.7). Последний способ векторного представления результатов оценки и обработки техногенного риска с помощью трех его мер-параметров более нагляден, так как позволяет сравнивать однотипные источники риска одновременно по всем выбранным параметрам и интегральному показателю.