CC BY
40
- шестая группа - метаболические яды (окись этилена, хлористый метил). [1,2,3] Введение такой классификации обусловлено тем, что в ряде случаев высокотоксичные соединения оказываются, вследствие особенностей их физико-химических свойств, относительно малоопасными и, наоборот, становятся высоко опасными. [1,2,3]
Вредные химические вещества по степени токсичности подразделяют на четыре
класса:
I класс - чрезвычайно токсичные;
II класс - высокотоксичные;
III класс - умеренно-токсичные;
IV класс - малотоксичные вещества.
По способам хранения и перемещения все опасные химические вещества, в том числе АХОВ, можно разделить на пять основных категорий:
Первая категория - вещества, у которых критическая температура ниже температуры окружающей среды (далее ОС). Эти вещества часто называют «криогенными» - сжиженный природный газ (метан), окись азота. При резкой разгерметизации емкостей с этими веществами происходит быстрое их превращение в первичное паро-аэрозольное облако.
Вторая категория - вещества, у которых критическая температура выше, а точка кипения ниже температуры ОС - аммиак, закись азота, сернистый ангидрид, сероводород, хлор, хлористый водород. При разгерметизации емкостей с этими веществами часть их быстро (за 2-3 мин) переходит в паро-аэрозольное состояние, остальная масса испаряется за более продолжительное время.
Третья категория - вещества, у которых критическое давление выше атмосферного и точка кипения выше температуры ОС - четырехокись азота, фосген, окись этилена, фтористый водород, хлорциан, цианистый водород. При повышенных температурах (30 - 50 ОС и выше) эти вещества по своему поведению будут приближаться к веществам второй категории.
Четвертая категория - вещества, находящиеся в обычных условиях (при атмосферном давлении и температуре ОС от - 60 ОС до +60 ОС) в жидком состоянии - несимметричный диметилгидразин, концентрированные серная, соляная и азотная кислоты, ацетонитрил, ацетонциангидрин, нитрил акриловой кислоты, хлор окись фосфора, хлорпикрин.
Пятая категория - вещества, хранящиеся в твердом состоянии, например, диоксины, комовая сера, нитрофоска, соли тяжелых металлов. Многие из них становятся опасными при пожарах, другие - при попадании в грунт и воду.[1,2,3]
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Козлитин А.М. Методы технико-экономической оценки промышленной и экологической безопасности высокорисковых объектов техносферы / А.М. Козлитин, А.И. Попов. - Саратов: СГТУ, 2000. - 147 е.;
2. Показатели опасности веществ и материалов. / А.К. Чернышев, Б.А. Лубис, В.К. Гусев, Б.А. Курляндский, Б.Ф. Егоров; под общ. ред. В.К. Гусева. - М.: Фонд им. И. Д. Сытина, 1999. - 524 е.;
3. РД 52.04.253 - 90. Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте.
УДК 614.8
А.Н. Дедов, С. О Потапова
ФГБОУ ВО Воронежский институт-филиал Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России
ОБЩИЕ ПОДХОДЫ К АНАЛИЗУ РИСКА ОПАСНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБЪЕКТА
В статье рассмотрены общие подходы к проведению анализа риска опасного производственного объекта. Определены события, которые могут привести к возникновению поражающих факторов, вследствие аварии на опасном производственном объекте. Рассмотрена концептуальная основа анализа риска опасного производственного объекта. Представлена схема оценки опасности объекта, представлена логическая последовательность анализа риска в виде блок-схемы.
Ключевые слова: анализ риска, поражающие факторы, оценка опасности, авария, вероятность возникновения, опасность промышленных объектов.
A.N. Dedov, S. О. Potapova
COMMON APPROACHES ТО RISK ANALYSIS OF HAZARDOUS PRODUCTION FACILITIES
The article describes the General approaches to the risk analysis of a hazardous production facility. The events that can lead to the occurrence of damaging factors due to an accident at a hazardous production facility are determined. The conceptual basis of the risk analysis of a hazardous production facility is considered. The scheme of an assessment of danger of object is presented, the logical sequence of the analysis of risk in the form of the flowchart is presented
Keywords: risk analysis, damaging factors, hazard assessment, accident, probability of occurrence, danger of industrial facilities.
Введение
Часто причинами чрезвычайных ситуаций техногенного характера являются аварии на объектах использующих опасные технологии. К таким объектам относят, прежде всего, те на которых находятся сжиженные и сжатые газы, опасные химические вещества и источники ионизирующих излучений. В результате аварий могут возникать взрывы, пожары, токсические и радиационные поражения.
Для принятия обоснованных инженерных и управленческих решений по защите людей и материальных ценностей необходимо разбираться в процессах формирования поражающих факторов, знать характеристики опасных веществ и источников, уметь прогнозировать масштабы и последствия аварий.
Оценка опасности объекта
Рассмотрим какой-либо отвлеченный объект и постараемся определить степень его опасности. То есть, с какой вероятностью он может стать источником опасности (создать поражающие факторы) и какой при этом может быть ущерб (рис.1).
Поиск опасных элементов
Определение инициирующих событий
Анализ возможных исходов аварии
Расчет ущерба
Рис. 1. Схема оценки опасности
Для начала выделим на объекте опасные элементы: то есть устройства, содержащие опасные вещества и устройства, создающие экстремальные физические условия. Устройства, содержащие опасные вещества характеризуются типом вещества и его количеством. По типу их можно разделить на взрывопожароопасные вещества, вредные химические вещества, радиоактивные вещества. По объему хранящихся веществ объекты можно разделить на объекты, требующие лицензирования и объекты, не требующие лицензирования. К экстремальным физическим условиям относят: высокие и низкие
температуры; высокие давления и вакуум; циклические изменения давления; циклические изменения температуры; гидравлические удары [2,4].
Далее определим, какие события могут привести к возникновению поражающих факторов. Обычно эти события объединяют в несколько групп:
- отклонения технологических параметров;
- возникновение спонтанных реакций;
- разгерметизация устройств;
- неисправности оборудования и систем обеспечения;
- ошибки человека;
- отказ системы административного управления;
- внешние события.
После этого, проанализируем каков возможный исход аварии.
Исходами могут быть: выбросы опасных веществ, пожары и взрывы. Затем определим ущерб. Ущерб обычно делят на социальный, материальный и экологический.
Блок-схема анализа риска
До недавнего времени существовало глубокое убеждение, что разрабатываемые технические системы безопасности должны быть направлены на то, чтобы полностью исключить или, по крайней мере, локализовать наиболее опасные воздействия, вызванные так называемой «максимально возможной проектной аварией». Поэтому основное внимание было направлено на то, чтобы обезопасить персонал предприятия и население, проживающее вблизи него, именно от такого типа аварий.
Более глубокое изучение этой проблемы привело к осознанию необходимости рассматривать не только худшие случаи (т.е. крайне редкие катастрофические аварии), а также и аварии меньшего масштаба, но часто повторяющиеся, суммарный ущерб от которых может быть даже выше, чем от катастрофических аварий. Это привело к необходимости использовать понятие вероятности при оценках реализации опасных событий и возможных последствий [5].
Вероятность аварии, объединенная с возможными последствиями, и дает величину риска. Эта величина далее может быть изучена по своей структуре или сопоставлено с другими рисками, существующими в обществе, для выработки оптимальной стратегии по обеспечению безопасности людей и охране окружающей среды.
Расчет и анализ риска является тем инструментом, при помощи которого потенциальная опасность может быть оценена количественно. Во многих случаях этот инструмент является по существу единственной возможностью исследовать сложные современные вопросы безопасности, ответ на которые не может быть получен из практического опыта, как, например, возникновение и развитие аварий с крайне малой вероятностью реализации, но с большими потенциальными последствиями [3].
Концептуальная основа анализа риска внешне проста. Она предполагает использование методических подходов, математического аппарата и информационной базы, позволяющих ответить на следующие вопросы:
1 Что может функционировать «неправильно» (в нерабочем режиме)?
2 Каковы причины этого?
3 Каковы возможные последствия?
4 Насколько это вероятно?
Итак, в общем случае потенциальная опасность в промышленности характеризуется, по крайней мере, двумя составляющими величинами:
- вероятностью возникновения аварии;
- величиной возможного ущерба.
В технологическом смысле анализ риска представляет собой последовательность действий, упорядоченную по следующим этапам:
1) числовая оценка риска;
2) анализ структуры риска;
3) управление риском. [2,4].
Общая логическая последовательность анализа риска представлена в виде блок-схемы на рис. 2.
На первом этапе, на основании «Исходных требований...» Заказчика формулируются основные цели работы. С учетом исходной информации и имеющихся ресурсов определяется необходимая глубина анализа и строится общий алгоритм (стратегия) решения поставленной задачи.
Далее в зависимости от исходной цели проводится анализ самого объекта или в целом системы «объект - окружающая среда».
Анализируется информация по технологии, характеристикам основного оборудования, физико-химическим характеристикам веществ и материалов, системам управления и защиты, а также климатические и географические характеристики окружающей среды, ситуационный план, генплан, объекты инфраструктуры, данные о техническом персонале и населении региона. При этом следует подчеркнуть, что речь идет в первую очередь об информации непосредственно или косвенно влияющей на возникновение, варианты (сценарии) развития и последствия аварий [3, 5].
Рис. 2. Блок-схема анализа риска 212
Второй этап. Большинство опасностей на промышленных объектах возникает в результате плановых (организованных) или аварийных (нерегламентированных) поступлений (выбросов) в атмосферу вредных (токсичных) или взрывопожароопасных веществ, также в результате быстротечных выделений больших количеств энергии. Эти опасности имеют различную природу происхождения, механизм и специфику воздействия на чело века, оборудование и природную среду, а также потенциальные масштаб распространения в окружающем пространстве. В этой связи необходимым этапом анализа является проведение идентификации опасностей на рассматриваемом объекте, прежде всего по физическому принципу. Идентификация потенциальных опасностей позволяет перейти к составлению общего перечня возможных на объекте аварий, к их анализу и систематизации, далее к разработке характерных сценариев их возникновения и физически обоснованных вариантов развития (исходов). Следует подчеркнуть, что с учетом конкретного влияния внешних факторов каждая отдельная авария может иметь несколько различных исходов [3, 5].
Третий этап. Исходные механизмы возникновения аварий и сценарии их последующего развития и воздействия на окружающее пространство весьма неравнозначны, поэтому число формальных вариантов анализа в зависимости от степени детализации может достигать нескольких тысяч. В, этой связи крайне важным является обоснование вероятности (частоты) возникновения негативных событий, как фактора предварительного определения их значимости. Для определения вероятностей исходных событий используются, прежде всего, соответствующие отраслевые банки статистических данных по характерным отказам и авариям [3, 5].
При отсутствии статистически значимой информации, особенно для «редких» событий, а также в качестве дополнительного средства проверки достоверности, определение вероятностей проводят с использованием причинно-следственных закономерностей (логики) возникновения аварийных ситуаций и развития аварий из совокупности промежуточных событий, т. е. на базе разработки соответствующих сценариев, построенных по физически обоснованному принципу: «А что будет, если...». Поскольку число таких сценариев может быть весьма значительным, а их реализация -взаимозависимой, для интегрального определения вероятности аварии на сложных объектах обычно используются специальные методики построения деревьев событий или деревьев отказов, а также методы «теории графов» [3, 5].
Важно подчеркнуть, что при этом появляется реальная возможность логически предопределить итоговое «редкое» событие (например, разрушение низкотемпературного изотермического хранилища для сжиженного газа) и с высокой достоверностью вычислить вероятность возникновения отказа, опираясь на конкретные технические характеристики объекта, регламент его работы, эффективность систем контроля, а также паспортные показатели надежности отдельных элементов оборудования, по которым, как правило, имеется весьма представительная статистика отказов. В логику возникновения итогового отказа в обязательном порядке включаются показатели «человеческого фактора» [3, 5].
Четвертый и пятый этапы являются, по сути, этапами моделирования процессов формирования поражающих факторов.
Четвертый этап. Переход от качественного описания механизмов возникновения и развития аварий на базе причинно-следственной логики к анализу количественных закономерностей физических эффектов осуществляется с использованием соответствующего комплекса математических моделей. При этом весьма важным является выделение характерных особенностей, определение интенсивностей, общих количеств и времени выброса опасных веществ или энергии в окружающее пространство, то есть достоверное описание «функции источника» негативного воздействия, причем для всего спектра нежелательных событий [3, 5].
Пятый этап. На дальнейшее количественное и качественное формирование поля опасности вокруг источника (т.е. во всех направлениях полупространства) в большинстве
случаев оказывают самое непосредственное влияние параметры окружающей среды, в первую очередь - скорость и направление ветра, температура и влажность воздуха, характеристики грунта, рельеф местности и ряд других [3, 5].
Характерными примерами такого влияния могут служить:
- интенсивность кипения и парообразования сжиженных газов на поверхности грунта (воды) при разливе или выбросе из сосудов, аппаратов или трубопроводов;
- протяженный перенос по ветру углеводородных паров и токсичных газов; отклонение пламени от вертикальной оси под действием ветра при диффузионном горении нефтепродуктов и сжиженных газов с открытой поверхности;
- фотохимические превращения продуктов сгорания или иных веществ, выбрасываемых в атмосферу и др.
Следует подчеркнуть, что значительное число возможных метеорологических состояний устойчивости атмосферы (не менее 6-ти по Паскуиллу) и большое число возможных направлений и скоростей ветра (по крайней мере, 5-7 характерных скоростей и не менее 8 основных географических направлений) резко увеличивают число вариантов распространения потенциально опасных веществ в атмосфере, требующих анализа. А это, в свою очередь, оказывает непосредственное воздействие на потенциальные масштабы ущерба. Формирование в окружающем пространстве физического поля (потенциальной опасности) может также вообще не зависеть или слабо зависеть от характеристик среды распространения. Например, в случае разрушения сосуда с газом под давлением (воздушная ударная волна, разлет осколков) или при разрушении резервуаров со сжиженным газом (образование огневого шара (эффект ВЬЕУЕ), термическая радиация, ударная волна) [5].
Таким образом, математическое моделирование призвано прогнозировать различные варианты и специфику распространения и трансформации исходной потенциальной опасности в окружающем пространстве, обосновывать их общие масштабы и динамику физических процессов.
Шестой этап. Дальнейший анализ требует четкого определения допустимых мер воздействия. Заметим, что принятая для конкретного случая мера воздействия служит, по существу, граничным репером при определении масштаба распространения соответствующей потенциальной опасности (в виде поля физических параметров). Как правило, в качестве групп риска выступают люди (технический персонал предприятий, население в зоне потенциального негативного воздействия), материальные ценности (оборудование, объекты инфраструктуры, имущество), биотический компонент природной среды (флора, фауна), а также характеристики водоемов и почв с точки зрения их влияния на жизнедеятельность биоты [3, 5].
Седьмой этап. После выбора критериев можно переходить к расчету прямых или косвенных (отдаленных) последствий (ущерба) [3, 5].
Восьмой этап. На этом этапе производится построение полей потенциального риска вокруг каждого из выделенных источников опасности, в пределах которых вероятно определенное негативное воздействие для соответствующих объектов. Таким образом, общим итогом последовательного выполнения вышеперечисленных этапов является построение функциональной связи между величиной определенного ущерба и вероятностью его возникновения. Поскольку численно эти параметры могут сильно различаться (например, аварии с очень малой вероятностью, но очень значимой величиной ущерба и, наоборот) для их обоснованного сравнения в рамках единой шкалы используется понятие риска, объединяющее (в виде произведения) вероятность события и его последствия. При получении интегральных значений риска от отдельных аварий или источников рассчитываются независимо, с учетом территориальной привязки источников опасности и групп риска на единой картографической основе и затем суммируются для конкретного объекта воздействия [3, 5].
Девятый этап. На этом этапе строятся локальных и интегральных (для предприятия в целом) полей риска, производится анализ структуры риска, исследуется
влияние различных факторов на уровень и пространственно-временное распределение риска вокруг источников [3, 5].
Десятый этап заключается в оптимизации организационно-технических мероприятий по снижению риска до заданной величины.
Как следует из изложенного выше, процедура анализа риска в полном объеме представляет собой значительные трудности и требует больших интеллектуальных и технических ресурсов. Следует также учитывать, что не все составные этапы (блоки) анализа риска разработаны сегодня на одинаковом уровне и имеют различный «стаж» использования. Наиболее широко применяются блоки, связанные с идентификацией опасностей и оценкой последствий физического характера, однако возможности комплексного анализа и принятие адекватных решений при этом ограничены [3, 5].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Егоров А. Ф., Савицкая Т. В. Анализ риска, оценка последствий аварий и управление безопасностью химических, нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. -М.: КолосС, 2010.-256 с.
2. Приказ от 11 апреля 2016 года №144 Об утверждении Руководства по безопасности «Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах»;
3. Приказ от 10 июля 2009 года №404 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах»;
4. Руководство по безопасности "Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах" Утверждено приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 11.04.2016 г. №144;
5. Сафонова B.C. и др. Теория и практика анализа риска в газовой промышленности. -М.: НУМЦ Минприроды России, 1996. - 228 с.
УДК 622.692.4.053
А.Х. Джамалдиев, Д. В. Русских
Воронежский институт - филиал ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России
О ПРОБЛЕМАХ АВАРИЙНОСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДОВ
В статье исследована динамика аварийности и производственного травматизма на опасных производственных объектах нефтегазодобывающей промышленности в 2011-2016 гг. Произведен анализ видов аварий.
Ключевые слова: магистральный нефтепровод, нефтегазодобывающая промышленность, авария, производственный травматизам.
А.Н. Djamaldiev, D. V. Russkih
ABOUT PROBLEMS OF BREAKDOWN RATE OF THE MAIN OIL PIPELINES
In article dynamics of accident rate and operational injuries on hazardous production facilities of oil and gas industry in 2011-2016 is investigated. The analysis of types of accidents is made.
Key words: main oil pipeline, oil and gas industry, accident, production to travmatiza.
