CC BY
110
A UNIVERSUM:
№ 4 (73)_А ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_апрель. 2020 г.
ОЦЕНКА РИСКОВ ПРИ ЛИТЕЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА HAZOP
Тишкова Яна Ивановна
преподаватель 2 категории, Институт повышения квалификации и переподготовки кадров УО «Гродненский государственный университет имени Янки Купалы»
Республика Беларусь, г. Гродно E-тail: herchzen@rambler.ru
RISK ASSESSMENT BY FOUNDRY PRODUCTION WITH USE OF THE HAZOP METHOD
YanaM Tsishkova
teacher 2 categories professional development and retraining of personnel Janka Kupaia State University of Hrodna,
Belarus. Hrodno
АННОТАЦИЯ
В научной статье рассматривается основные методы проведения оценки рисков литейного производства, принципы и методика в соответствии с требования системы менеджмента качества. Выявлены ключевые моменты рисков в литейном производстве. Предложен способ оценки рисков - метод HAZOP, приведена программа анализа рисков с порядком ранжирования, актуальный для действующего производства.
ABSTRACT
In the scientific article is considered the main methods of evaluating risks of foundry production, the principles and a technique according to the requirement of a quality management system. The key moments of risks in foundry production are revealed. The way of risk assessment - the HAZOP method is offered, the program of risk analysis with a ranging order, relevant for the operating production is provided.
Ключевые слова: метод HAZOP, оценка рисков, система менеджмента качества, риски в литейном производстве
Keywords: the HAZOP method, risk assessment, a quality management system, risks in foundry production
В настоящее время в рамках действия стандарта СТБ ISO 9001, ISO 9001 при разработке технологической документации, при разработке декларации промышленной безопасности, при изготовлении продукции, требуется оценка рисков производства и технологических процессов.
Оценка рисков направлена на выявление, предотвращение и уменьшение негативного воздействия риска при изготовлении элементов, в дальнейшем при использовании продукции, эксплуатации оборудования, для повышения финансового благополучия и эффективности, результативности деятельности организации и является неотъемлемой частью успешного функционирования и конкурирования организации на внутреннем и внешнем рынке.
Порядок анализа рисков представляет собой процесс систематического использования информации для оценивания внешних и внутренних факторов влияния рисков и разработки соответствующих мероприятий. Анализируются возможные причины опасности с целью определения частоты ее возникновения, продолжительности, а также характер технологического процесса (количественные характеристики, технологические свойства исходного сырья, время выдержки, прессования, вид разделительных
покрытий, используемый при смазке пресс-форм, обращения отходов и т.д.). В процессе анализа может возникнуть необходимость определения оценки вероятности опасности, вызывающей нежелательные последствия, и проведения анализов последовательности обусловливающих событий.
Для проведения оценки рисков имеется ряд направлений и соответствующих им методов. При рассмотрении методов, наиболее подходящим для исследования и оценки рисков при литейном производстве был признан метод НА20Р.
Реализация метода НА20Р обеспечивает безопасное и экономически эффективное управление технологическим процессом и подразумевает минимальный расход на внесение изменений в конструкторскую документацию и технологию производства на этапе заключения договоров [7, 3, 8].
Метод НА20Р (исследование опасности и работоспособности (удобности эксплуатации) - это совокупность приемов идентификации фундаментальной опасности, при помощи которых оценивается каждая часть системы с целью обнаружения того, могут ли происходить отклонения от назначения конструкции и какие последствия это может повлечь. Общий процесс идентификации потенциальных опасностей, направленный на выявление возможных слабых мест
Библиографическое описание: Тишкова Я.И. Оценка рисков при литейном производстве с использованием метода HAZOP // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 4(73). URL:
http://7universum.com/ru/tech/archive/item/9314
или отклонений способов выполнения работ (предполагаемых или предназначенных). Метод основан на использовании системы управляющих слов. При этом также оценивают критичность выявленных отклонений. [7, 2].
Основными задачами метода являются:
а) составление полного описания изделия или процесса, включая предполагаемые состояния конструкции;
б) систематическая проверка каждой части элемента изделия или процесса с целью обнаружения отклонений от конструкторского решения;
в) принятие решения при возможности возникновения опасностей, связанных с данными отклонениями [1].
Метод представляет собой детальный процесс, направленный на решение проблемы идентификации опасности, выполняемый специальной командой -квалифицированным персоналом. Метод включает в себя идентификацию возможных отклонений от целевого применения, экспертизу их возможных причин и их оценку [ 1 ]. Принципы исследований НА20Р могут применяться по отношению к техническим объектам в процессе их функционирования, и целенаправленно разделяет систему на части (технологические блоки).
Преимущества метода:
• применим для сложных систем и для разработки новых видов изделий;
• выявление конкретных опасностей в процессе разработки конструкторской документации, различных проектных решений технологии производства, технологического процесса;
• возможность разработки списка типовых опасностей и последствий для более детального анализа опасностей и рисков на любом этапе жизненного цикла производства;
• выявление неясности и неточности в технологических инструкциях и в разделе
апрель, 2020 г.
инструкций по охране труда. В частности, на стадии осуществления работ по изготовлению разрабатывается технологическая документация с учетом метода анализа НА20Р: в инструкциях по изготовлению продукции, технологических картах выделяются отдельным разделом проверяемые критерии и (или) параметры, которые необходимо контролировать и допустимые диапазоны отклонения параметров в процессе изготовления;
• использование различных навыков и знаний команды квалицированных специалистов, каждый из которых должен быть знаком с различными аспектами исследования системы [8, 1].
Метод НА2ОР основана на систематизированном применении комбинации технологических процессов, параметров («давление», «температура» и пр.) и управляющих слов (НЕТ, БОЛЬШЕ, МЕНЬШЕ и др.).
Исследование методом НА20Р ведутся по следующим этапам:
Этап 1 - определение целей, задач и области применения исследования, например выделение опасности, характеризующейся только нелокальными последствиями или только локальными последствиями, этапа процесса изготовления и т.д.
Этап 2 - комплектование группы специалистов по исследованию НА20Р. Приказом (распоряжением) руководителя организации назначается команда по оценке рисков. При формировании группы НА20Р были задействованы специалисты, охватывающих каждый спектр технологического процесса от конструирования до контроля качества. Команда может быть постоянной, а может формироваться при каждом заключении договора либо при разработке новой продукции либо изготовлении опытного образца.
Пример приказа, оформляемого на фирменном бланке, приведен ниже:
Адкрытае акцыянернае таварыства «Цветлит» (ААТ «Цветлит»)
ЗАГАД
. .2020 № _-П
Открытое акционерное общество «Цветлит» (ОАО «Цветлит»)
ПРИКАЗ
г.Гродна
Об организации работы по оценке рисков
г.Гродно
В целях совершенствования работы по системе менеджмента качества, обеспечения соблюдения требований СТБ ISO 9001-2015 и с целью проведения анализа и пересмотра рисков по процессам,
ПРИКАЗЫВАЮ:
1. Назначить команду по оценке рисков организации в составе: ФИО - главный инженер (руководитель команды); ФИО - заместитель директора (заместитель руководителя команды); ФИО - ведущий инженер по качеству;
Основание: п.4.1, 4.3, п.5.1.2, п.6.1 СТБ ISO 9001-2015 «Системы менеджмента качества. Требования».
№ 4 (73)_1ьхничь1киь науки_апрель. 2020 г.
ФИО - ведущий инженер по охране труда;
ФИО - инженер по стандартизации и сертификации.
ФИО - заместитель директора по экономике;
ФИО - начальник литейного цеха;
ФИО - начальник отдела технического контроля;
ФИО - главный технолог;
ФИО - главный конструктор;
ФИО - инженер-метролог;
ФИО - ведущий специалист по кадрам;
ФИО - начальник отдела сметно-договорных отношений;
ФИО - инженер-энергетик;
ФИО - инженер по охране окружающей среды.
2. Членам команды по оценке рисков до_._.2020 провести анализ, мониторинг рисков по процессам и пересмотреть числовое значение допустимого риска, ниже которого не разрабатываются мероприятия по его устранению.
3. Владельцам процессов до _._.2020 провести анализ и уточнение рисков по процессам. Результаты изложить в отчете/программе анализа рисков по процессам.
4. Порядок проведения идентификации, анализа, оценки рисков и разработки отчета/программы анализа рисков изложен в СТП 4.1-01 «Контекст организации».
5. Контроль за исполнением настоящего приказа возложить на главного инженера Петрова П.П.
Основание: п.4.1, 4.3, п.5.1.2, п.6.1 СТБ ISO 9001-2015 «Системы менеджмента качества. Требования».
Ф.Ф.Федоров
Директор общества
Инженер по стандартизации
и сертификации
И.И.Иванов
__.__.2020
С приказом ознакомлены:
Этап 3 - сбор необходимой документации, чертежей и описаний технологического процесса.
Для исследования были представлены ОАО «Цветлит» чертежи, спецификации исследуемых деталей, чертежи пресс-формы для изготовления конкретных деталей (крышек редукторов домового), технологические карты, технологические инструкции, паспорта-заводов изготовителей оборудования (машина для литья под давлением SJ280, машина для литья под давлением 71108, вибромашина 313-ст-62) [2, 1].
П.П.Петров
В качественной части анализа рисков определены все опасные факторы и соответствующие сценарии опасности. Определение опасных факторов и сценариев опасности является ключевой задачей анализа рисков. Для этого требуется подробное исследование и понимание системы [4].
Образец исследований на этапе 3 метода НА20Р для процесса литья под давлением деталей из алюминия представлены в виде следующего алгоритма:
Алгоритм 1- Классификация опасностей технологического риска при изготовлении деталей методом литья под высоким давлением [11. 6, 5. 10]
Продолжение алгоритма 1- Классификация опасностей технологического риска при изготовлении деталей методом литья под еысоким давлением [11. 6, 10]
Продолжение алгоритма 1 - Классификация опасностей технологического риска при изготовлении деталей методом литья под высоким давлением (детализация, на примере отливки крышки корпуса регулятора давления домового) [б: 5. 10: 9]
(Л -й-
гпС/1 ПС
7^8
> <
рэ Я 'О О Й сг
ю о ю о
Этап 4 - анализ каждой основной единицы изготавливаемой продукции, технологического процесса
в целом, отдельного вида работ и услуг, ведется с использованием документов, собранных на этапе 3 по словам-указателям.
Таблица 1.
Слова-указатели HAZOP
Слово-указатель Определение
Нет или не Больше Меньше А также Часть (чего-то) Обратное Иначе чем Прежде чем Рано Отрицание результатов, установленных в проекте, проектно-сметной документации. Ни одна из частей предполагаемого результата не достигается (например, нет расхода жидкости; отсутствует подача охлаждающей воды в систему) Количественное увеличение (например, превышение уровня требуемого давления (высокое давление) или иного параметра) Количественное уменьшение (например, давление жидкости ниже номинального (низкое давление) Качественное увеличение (например, дополнительный материал) Качественное уменьшение (например, только один или два компонента в смеси) Противоположное (например, противоток) Появление непредвиденного фактора воздействия. Ни одна из частей замысла не осуществляется, происходит что-то совершенно другое (например, поток несоответствующего материала) Относится к порядку или последовательности (открытие нагнетательного клапана после включения в работу центробежного насоса) Относится к времени (преждевременное срабатывание пускового реле)
Выполняется оценка отклонений показателей технологических процессов системы от нормальных, установленных проектом, конструкторской документацией, ТНПА, паспортами заводов-изготовителей
оборудования с применением слов-указателей (НЕТ, БОЛЬШЕ, МЕНЬШЕ, ИНАЧЕ ЧЕМ, ОБРАТНОЕ,..) [11, 1]. Образец такого рабочего листа слов-указателей "не, нет" представлен в таблице 2.
Таблица 2.
Рабочий лист метода HAZOP
Название проекта: Серийное производство
Название организации ОАО «Цветлит»
Дата совещания: 2020 г
Чертежи: 0542-0176СБ, БФИП 493616.001.001.00.04, БИФП 493112.002СБ, БФИП493112.002.01
НАЗНАЧЕНИЕ: Корпус регулятора давления домового
Словоуказатель Отклонение Возможные причины Последствия Необходимое действие
больше высокие температуры нарушение технологического процесса, допущенное рабочим; отказ оборудования коррозия пресс-формы, продуктами распада разделительных покрытий; газотворность покрытий а) выбор разделительных покрытий с оптимальными температурными пределами; б) уточнение графика и процедуры технического обслуживания оборудования
меньше низкие температуры низкая температура заливки; холодная пресс-форма; слишком тонкое сечение впуска узорчатая поверхность отливки («мороз») -брак а) повысить температуру заливки; б) подогреть пресс-форму; в) увеличить сечение впуска; г) повысить температуру заливки
Иначе чем трещины в отливках из сплавов алюминия с кремнием повышенное содержание железа в сплаве; пониженное содержание кремния в сплаве; холодная пресс-форма окончательный брак а) снизить содержание железа до 1,5%; добавить лигатуру алюминий-кремний; б) подогреть пресс-форму или увеличить темп работы
Иначе чем трещины в отливках из наличие резких переходов от тонких сечений отливки к толстым; повышенное содержание магния в сплаве; холодная пресс-форма окончательный брак а) изменить конструкцию детали, скруглить переходы; добавить в
сплавов алюминия с магнием сплав чистого алюминия; б) подогреть пресс-форму или увеличить темп работы
наличие в сплаве боль-
шого количества окис-
Иначе включения шлаков и окислов лов; замешивание окислов и шлака при неаккуратном черпании металла разливочной ложкой брак а) добавить флюс для раскисления;
чем б) аккуратно черпать сплав
надиры на поверхностях отливки малый литейный уклон; забоины на стержнях и в пресс-форме, приварива- а) исправить пресс-форму; б) устранить забоины; в) увеличить содержание железа в алюминиевых сплавах до 1,5%, уменьшить скорость впуска металла в пресс-форму;
Иначе чем ние сплава к стержням и пресс-форме; недостаточная смазка; высокая температура заливаемого сплава брак
г) увеличить смазку в местах приваривания; д) снизить температуру заливки
Иначе чем пятнистость поверхности отливки избыток смазки; повышенное содержание графита в смазке брак а) уменьшить смазку, после смазки обдуть пресс-форму сжатым воздухом; б) сменить смазку
а) зачистить дефектный участок;
нарушение сплошности нарушение технологического процесса производства работ коррозия металла б) восстановить покрытие в) при работе, использовать только поверенные инструменты; исправное оборудование
больше недостаточная толщина покрытия нарушение технологического процесса производства работ: подготовка детали; неравномерное нанесение покрытия коррозия металла а) зачистить; б) восстановить покрытие; в) при работе, использовать только поверенные инструменты; исправное оборудование
неравномерное нанесение лакокрасочного покрытия нарушение технологиче- а) зачистить;
часть ского процесса, проекта, требований законода- коррозия металла б) восстановить покрытие; в) при работе, использовать только
тельства допущенное рабочим поверенные инструменты; исправное оборудование
меньше газонепроницаемость мате- вентиляция рабочей полости неисправна, нарушение технологии подготовки расплава, иные причины Газовоздушная пористость приводит к уменьшению плотности отливок, снижению их герметичности и пластических свойств. а) устранить неисправности венти-ции рабочей полости, если таковая имеет место; б) соблюдать режимы прокаливания, обеспечивающие полное уда-
риала пресс-формы ление из формы газотворных составляющих; в) используют технологические
приемы в соответствии с технологической инструкцией
низкое каче- 1) недостаточная квали- дефекты про-
ство операци- фикация специалистов; дукции и нару- а) произвести повторный контроль;
меньше онного, прие- 2) использовались непо- шения техноло- б) направить специалистов на
мочного веренные СИ, ИО, при- гии курсы повышения квалификации
контроля боры изготовления
несоответству- поставка материалов не оформить дефектный акт и заме-
нет ющий тип сы- соответствует специфи- брак нить согласно спецификации про-
рья кации екта
Этап 5 - документальное подтверждение любого отклонения от нормы и соответствующих состояний. Кроме того, осуществляется выявление способов обнаружения и/или предупреждения отклонения [11, 1]. Данное документальное подтверждение обычно указывается на рабочих листах HAZOP.
Результаты исследования методом HAZOP документировались в специальной таблице, в которой
каждая позиция проранжирована и на этой стадии качественный метод приобретает количественные характеристики.
Таблица является основой программы анализа рисков технологического процесса литья под давлением алюминия, отдельные позиции, которой представлены в таблице 3.
СОГЛАСОВАНО Главный инженер ОАО «Цветлит»
УТВЕРЖДАЮ Директор ОАО «Цветлит»
« » 2020 г. « »
2020 г.
ПРОГРАММА
анализа рисков технологического процесса литья под давлением алюминия Владелец процесса -_
Таблица 3.
Вероятность Значимость Приоритет-
Наименование риска возникновения риска, О (от 1 до 5) последствии риска, S (от 1 до 5) ное число риска, R=OxS (от 1 до 25)
Несоблюдение технологической, трудовой дисциплины 4 4 16
Недостаточная квалификация персонала 1 5 5
Нарушение технологического процесса производства 1 5 5
Поломки (износ) оборудования 4 5 20
Несвоевременная актуализация технологической документации 1 5 5
Низкая исполнительская дисциплина 1 5 5
Отгрузка продукции потребителю, минуя контроль 1 5 5
Опоздание поставок сырья, материалов и оборудования 2 2 4
Отклонение заданных параметров процесса литья машины для
литья под давлением SJ280, машины для литья под давлением 1 4 4
71108; неисправность аппаратного комплекса без явных причин или ввиду износа оборудования
Потеря или прерывание электроснабжения 1 4 4
Ошибки в конструкторской документации 3 4 12
При достижении числа рисков 15 и выше - требуется разработка мероприятий по снижению риска.
В соответствии с этим принципом выделяются два уровня риска: при значении риска, не превышающем нижнюю границу области приемлемого риска нет необходимости в принятии каких-либо мер; если риск превышает верхнюю границу области приемлемого риска, то риск считается неприемлемым - числовое значение определяется командой.
Ранжирование рисков осуществляется по матрице для принятия решений по имеющимся внешним и внутренним факторам влияющим на стратегическое планирование согласно таблице 4. Оценка приоритетности риска по ранговой шкале (1-25)
Таблица 4.
Оценка приоритетности риска по ранговой шкале (1-25)
Значимость РИСК Значимость последствий риска (8) Вероятность возникновения (наступления ) риска(О) Я -оценка риска (Р^-Шзк Рпогйу №тЬег) Я=81х01
1 2 3 5
Наименование и его характеристика 1-5 1-5 1-25
Если значение риска находится в области приемлемого риска, между верхней и нижней границами, то необходимо искать экономически оптимальное решение [4].
СОГЛАСОВАНО Главный инженер ОАО «Цветлит»
При выявлении числа значения рисков превышающих, установленное допустимое число необходима разработка мероприятий по снижению риска представленная в таблице 5 в виде «плана по снижению рисков».
УТВЕРЖДАЮ Директор ОАО «Цветлит»
« »_2020 г. « »_2020 г.
ПЛАН
мероприятий по снижению рисков деятельность «Управление ресурсами для мониторинга и измерений»
Таблица 5.
Наименование риска Мероприятие по устранению риска Ответственные лица Применяемые ресурсы Сроки выполнения
1 2 3 4 5
Поломки (износ) оборудования 1. Разработка мероприятий по техническому переоснащению Начальник литейного цеха; Инженер-энергетик Начальник ОТК Определены в бизнес-плане; протоколом совещания в течение года
2. Соблюдение правил эксплуатации оборудования Работники, обслуживающие и использующие оборудование -
3. Своевременное выполнение графика планово-предупредительных ремонтов Начальник отдела эксплуатации и ремонта машин и механизмов; Инженер-энергетик Начальник ОТК В соответствии с фактическими затратами на выполнение графика планово-
4. Своевременное проведение поверки, технического обслуживания СИ и ИО и метрологического контроля Начальник литейного цеха; Инженер-энергетик Начальник ОТК предупредительных ремонтов, поверку и техническое обслуживание СИ и ИО
Подписи ответственных лиц, разработавших план
Результатом работы команды по оценке рисков является оформление протокола оперативного совещания по оценке рисков процесса с прилагаемыми к нему комплектом документов и исследуемых чертежей. В протоколе указываются:
ФИО участников команды, каждый из которых ставит подпись в протоколе;
• сроки проведения исследования;
• классификация опасностей и рисков процесса;
• рабочие листы процесса;
• программа оценки рисков;
• мероприятия по снижению рисков.
Протокол может регистрироваться в общем журнале регистрации протоколов оперативных совещаний организации либо заведен «Журнал регистрации протоколов оперативного совещания по оценке рисков». Протокол оформляется в одном экземпляре, в котором каждый присутствующий должен поставить свою подпись.
Опыт применения метода НА20Р показал высокую эффективность детального анализа технологических опасностей и выработки рекомендаций за сравнительно короткое время, достигнутое, опираясь на высокую квалификацию команды специалистов. Метод целесообразно использовать не только при изготовлении (литье), но и при таких видах деятельности как проектирование, монтаж технологического оборудования и трубопроводов, монтаж потенциально-
опасных и опасных производственных объектов и при экспертизе промышленной безопасности.
Метод НА20Р для сложных систем, экспериментальных, новых видов продукции, для которых вход-
апрель, 2020 г.
ные и выходные параметры могут постоянно претерпевать изменения либо не могут быть четко установлены на этапе конструирования, проектирования, и даже изготовления является наиболее эффективным методом оценки риска.
Список литературы:
1. ГОСТ Р 27.301-2011. Надежность в технике. Управление надежностью. Техника анализа безотказности. Основные положения.
2. ГОСТ Р 51901.11-2005. Исследование безопасности и работоспособности. Прикладное руководство. - М. : Стандартинформ, 2006.
3. ГОСТ Р 51901.1-2002. Менеджмент риска. Анализ риска технологических систем.
4. Грачев В.Ю., Вершинина Т.А., Пузаткин А.А. Непропорциональное разрушение. Сравнение методов расчета. - Ажур, 2010. - С. 39, 41, 55.
5. Зеленов В.Н., Кисиленко Л.Е. Смазка пресс-форм литья под давлением. - М. : Машиностроение, 1983. -С. 144.
6. Кайнов В.М., Трудаев В.В. Литье под давлением крупногабаритных деталей из алюминиевых сплавов // Литейное производство. - 1983. - № 2. - С. 10-12.
7. Мадера А.Г. Риски и шансы: неопределенность, прогнозирование и оценка. - М. : Красанд/URSS, 2020. -С. 448.
8. Руководство по безопасности «Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах», утвержденное приказом федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 11.04.2016 № 144.
9. Степанов Ю.А., Баландин Г.Ф., Рыбкин В.А. Технология литейного производства: специальные виды литья / под ред. Ю.А. Степанова. - М. : Машиностроение, 1983. - С. 287.
10. Юрченко В.И., Виштак Б.С. Снижение пористости отливок при литье под давлением // Литейное производство. - 1984. - № 6. - С. 36-37.
11. PlantPAx Process Automotion, Rockwell Automation. Функциональная безопасность в непрерывных производствах. Принципы, стандарты и реализация. - Allen-Bradley, 2016. - С. 22-30.
