Характеристика отказов элементов системы. Качественный и количественный анализ опасностей системы на примере нагревателя воды или компрессора сжатия этилена

Определение вероятности возникновения пожара (взрыва) на промышленной объекте и оценка условий профессиональной деятельности по степени безопасности.

8. Построение «деревьев» причин и опасностей. Логические операции. Символы логических знаков, описываемые ими причинные взаимосвязи.

Одним из самых распространенных и обеспеченных руководящими материалами являются анализ с помощью дерева отказов. Анализ риска начинается с прослеживания последовательности возможных событий с момента так называемой инициирующей события, были определены на стадии 1.

Основная структура дерева отказов:

1 Отказ системы или событие (конечное событие).

2 Последовательность событий, ведущих к отказам системы или к событию, строится с помощью логических символов и символов событий. При этом события, которые имеют более элементарные причины отказов, содержащихся в прямоугольнике.

3 Последовательности в конечном итоге ведут к исходных причин, для которых имеются данные с частоты отказов. Эти исходные причины обозначают вокруг. Они представляют разрешающую способность данного дерева отказов.

Главное преимущество дерева отказов по сравнению с другими методами - анализ ограничивается выявлением только тех элементов системы и событий, которые приводят к данной конкретной отказа системы или аварии.

Чтобы отыскать и наглядно представить причинную взаимосвязь с помощью дерева отказов, необходимы элементарные блоки, подразделяют и связывают большое количество событий. Есть два типа блоков: логические знаки и символы событий (табл. 2.2 и 2.3).

Таблица 2.2 – Логические знаки

Название знака	Причинная взаимосвязь	Знак
И	Исходное событие происходит, если все входные события случаются одновременно
Или	Исходное событие происходит, если случается каждая из входящих событий
Запрет	Наличие входа вызывает появление выхода тогда, когда происходит условная событие
Приоритетное И	Исходное событие имеет место, если все входящие события происходят в нужном порядке слева направо.
Исключающее Или	Исходное событие происходит, если случается одно (но не обе) из входных событий

Таблица 2.3 – Основные символы событий

Символ	Содержание
Круг	Исходное событие, обеспеченнее достаточными данными
Ромб	Событие, которое недостаточно детально разработано
Прямоугольник	Событие, вводит логическим элементом
Овал	Условное событие, которое используется с логическим знаком «запрет»
Домик	Событие, которое может случиться или не случиться
Треугольник	Символ перехода

Логические знаки связывают события в соответствии с их причинных взаимосвязей. Логический знак может иметь один или несколько входов, но только один выход, или выходное событие.

Рассмотрим примеры применения логических знаков и символов событий.

Событие "пожар начался" имеет место, если два события "наличие горючего вещества" и "очаг возгорания" происходят временно. Последнее событие случается, если происходит одна из двух событий "есть искра" или "студент, курит" (рис. 2.2).

Можно ввести новые логические элементы для представления специальных типов причинных связей. Однако большинство специальных логических знаков можно заменить комбинацией логических "И" и "ИЛИ".

Информация, необходимая для построения дерева отказов, состоит из сведений из взаимосвязи элементов и топографии системы, а также данных с отказов элементов и других детальных характеристик системы. Система состоит из таких элементов, как единицы оборудования, материалы, персонал предприятия, находящиеся в определенной окружающей и социальной среде и могут стареть. Опасные состояния вызываются одним или несколькими элементами, приводящими к отказам в системе. Окружающая среда, персонал и старения могут влиять на систему. Связи между элементами наилучшим можно представить в виде различных схем системы

Отказы элементов являются основными данными при анализе причинных связей. Они классифицируются как первичные отказа, вторичные отказы и ложные команды.

Первичный отказ элемента - нерабочее состояние элемента, причиной которого является сам элемент. Отказа объясняются естественным старением элементов.

Вторичный отказа объясняются влиянием предыдущих или текущих

избыточных напряжений на элементы. Эти напряжения могут вызываться соседними элементами или окружающей средой, а также влиянием со стороны других технических систем.

Ложные команды представляются в виде элемента, находящегося в нерабочем состоянии из-за неправильного сигнал управления или препятствия, при этом часто не нужен ремонт для возвращения данного элемента в рабочее состояние.

Дерево отказов является графическим представлением причинных взаимосвязей, полученных в результате прослеживания опасных ситуаций в системе в обратном порядке, для того чтобы найти возможные причины их возникновения. Опасная ситуация в этом случае является конечной событием в дереве отказов.

Существует 2 способа построения дерева отказов:

¾ За эвристическими правилами,

¾ С помощью таблиц решений.

Способ построения с помощью таблиц решений, при наличии достаточной информации о системе и модели отдельных элементов системы, позволяет быстро и систематически построить дерево отказов, которое оказывается настолько полным и детализированным, насколько детализированные исходные модели элементов и описание системы. Кроме того, этот способ хорошо программируется на ЭВМ. Создана свободно распространенная программа IRRAS под DOS и ее коммерческий вариант под WINDOWS. Такие программы просто незаменимы при анализе сложных и особо ответственных технических систем. Кроме построения дерева отказов, эти программы производят расчет вероятности отказов (или надежности) системы, которую анализируют. На рис. 2.3 представлено в качестве примера дерево отказов для работы станции хлорирования, построенное с помощью такой программы.

Способ построения дерева отказов с помощью таблиц решений состоит в следующем:

¾ Определяют перечень событий для каждого элемента на выходе (события на выходе), подробно определяют состояние этого выхода;

¾ Подобным образом определяют набор событий на входе каждого элемента для характеристики состояния на входе;

¾ Каждый элемент моделируют с помощью таблицы решений, которая описывает, как каждое сообщение входных событий определяет исходные события; элемент может иметь несколько входов, но должен иметь только один выход;

¾ Построение дерева начинают с поиска строк, содержащих в колонке выходов конечную событие, дальше разрабатывают найденные строки с помощью таблиц решений элементов и логических символов - в результате получают дерево отказов.

Имея вероятность и частоту возникновения первичных событий, можно, двигаясь снизу вверх, определить вероятность определенного события.

10. «Дерево» причин и опасностей (модель) возникновения пожара (взрыва) на объекте, в любом его помещении, и в любом из технологических аппаратов.

Дата добавления: 2015-04-23