Задание 1.
Зарисовать в тетрадях рис.11 и 12.
Построить в тетрадях дерево причин и опасностей для систем, принципиальные схемы которых представлены на рис. 11 и 12.
Начальные условия:
Для рис.11: выключатель включен, а лампа не горит.
Для рис.12: тормозная педаль нажата, а торможения автомобиля нет.
Проведенный анализ опасности с выявлением источников опасности, установлением последовательности опасных событий и построение дерева причин и опасностей стоит считать качественной оценкой опасности.
Она позволяет выявить все возможные причины опасностей и оценить их связь между собой. Это необходимо для проведения следующего этапа анализа - количественной оценки опасностей.
3. Определение величины вероятности конечного события
На второй стадии анализа производится количественная оценка опасности системы, то есть определяется величина (степень) вероятности всех ветвей дерева событий.
Для вычисления количественной оценки опасностей основными инструментами могут служить: теория вероятностей, теория надежности систем и статистика, которая нарабатывается во время функционирования системы.
Следует отметить, что все системы в тот или иной момент могут отказать: никакая из систем не работает вечно. Из этого следует чрезвычайно важная установка - добиваться возможно меньшего числа отказов элементов систем. К ним (отказам) можно отнести аварии, пожары, взрывы, травмирования и другие.
Количественная оценка опасности осуществляется с целью прогнозирования возможных событий (отказов, аварий технических устройств и систем), проведения необходимых мероприятий для их предупреждения при конструировании и разработке технических систем и во время их эксплуатации.
Пример 6. Определение вероятности аварийного события.
Вероятность наступления аварийного события рассмотрим на примере достаточно сложного технического аппарата – компрессора для заполнения газовых баллонов этиленом. Определим величину вероятности взрыва компрессора в результате возгорания горючей смеси в его цилиндре.
Рассмотрим компрессию сжатия этилена для заполнения его в бытовые баллоны. Нижний концентрационный предел этилена в смеси с воздухом составляет 2,75%.
Взрывоопасная ситуация в цилиндре компрессора может возникнуть в результате:
- заклинивания всасывающего клапана.
- одновременного разрушения деталей поршневой группы компрессора в условиях сжатия этилена под давлением с 10∙105 до 275 ∙ 105 Па.
При этом температура этилена достигает 130ºС. Производство в целом относится к категории А.
Первое событие - причиной аварии может стать попадание в цилиндр, где постоянно присутствует горючее вещество - этилен, окислителя через зазоры в уплотнениях, которые могут образоваться в цилиндре вследствие разрежения после заклинивания клапана.
Второе событие - причиной аварии может стать возникновение в цилиндре искрения с энергией искр (импульсов) достаточных для воспламенения этиленвоздушной смеси (этилен взрывается в смеси с воздухом при объемных концентрациях от 3 до 34%).
Исходя из того, что исследуемое конечное событие (взрыв технического аппарата) произойдет с предполагаемой вероятностью протекания химической реакции окисления, можно построить дерево причин и опасностей на основе четырех исходных событий (рис. 13):
- присутствие горючего вещества;
- появление окисления (теплового горючего);
- наличие достаточной энергии для воспламенения;
- наличие источника воспламенения.
В общем виде вероятность взрыва в техническом аппарате в течение года может быть определена расчетной формулой и анализом составленного дерева причин и опасностей:
,
k – количество видов горючих веществ;
n – количество источников зажигания;
–событие
образования k-й
горючей среды;
–событие
появления n-го
источника зажигания;
-
символ логического перечисления
(произведения) событий;
-
символ логического объединения
(суммирования) событий.
Рис. 13. Дерево причин и опасностей для компрессора сжатия этилена:
ВТА- взрыв технического аппарата; ГС- горючая взрывчатая смесь;
ИЗ - источник зажигания; ГВ - горючее вещество;
ОК- окислитель; ТИ- тепловой источник; В- воспламенитель.
Последовательность определения вероятности наступления событий:
1. QГВ - вероятность появления в цилиндре горючего вещества (газа);
2. QОК - вероятность появления в цилиндре окислителя;
3. QГС = QГВ×QОК - вероятность образования в цилиндре горючей смеси;
4. QТИ - вероятность появления в цилиндре теплового источника;
5. QВ - вероятность появления в цилиндре воспламенителя;
6. QИЗ = QТИ×QЗ - вероятность появления в цилиндре источника зажигания;
7. QВТА = QГС×QИЗ - вероятность взрыва технического аппарата;