Управление Ростехнадзора по Калужской области

О результативности корректирующих и предупреждающих действий по снижению техногенного риска на опасных объектах

В.З. Минликаев, нач. управления (ОАО «Газпром»)

Б.А. Ерехинский, л. технолог (ОАО «Газпром»)

Р.Р. Халиков, зам. директора (ДОАО «Оргэнергогаз»)

В.А. Полозов,
канд. техн. наук, руководитель лаборатории (Институт физической диагностики и моделирования)

 

Как известно, системы менеджмента качества (ISO 9001), экологической безопасности (ISO 14001) и профессиональной безопасности (OHSAS 18001) являются основой для построения системы управления промышленной безопасностью (СУПБ), которую крупные отечественные компании уже внедряют в своей деятельности.

Одними из основных элементов функционирования и улучшения систем менеджмента и СУПБ, в частности, являются корректирующие действия (КД) и предупреждающие действия (ПД). Их необходимо планировать на основе проведенных технических аудитов, инспекционного обследования, экспертных оценок текущего и прогнозируемого состояния объекта и направлять на устранение причин возникновения несоответствий и потенциальных опасностей.

Разработка КД и ПД (например, по результатам проведения экспертиз промышленной безопасности) — обычная практика организаций, эксплуатирующих опасные производственные объекты (ОПО), где происходят отказы оборудования и инциденты, присутствуют различные несоответствия, потенциальные опасности (возможность возникновения отказа и его развития в крупные аварии с негативными последствиями для здоровья людей, окружающей среды, имущества, бизнеса и т.д.). Эти несоответствия и опасности — следствие несовершенства техники и организации производства, человеческих ошибок, природно-климатических воздействий и других факторов. Организация работ по обеспечению техногенной безопасности ОПО, ввиду их высоких трудовых и финансовых затрат, требует эффективного расходования ресурсов, необходимых для реализации КД и ПД, которые должны быть соразмерны значимости своего воздействия на состояние промышленной безопасности, т.е. измеряемы и количественно связаны с уровнем безопасности.

Обычно в качестве меры безопасности используют величину риска нежелательного события, определяемого произведением вероятности события на величину последствий. Менеджмент риска включает последовательность процедур: идентификацию опасностей; оценку величины риска; анализ риска; анализ вариантов КД, ПД и принятие решений; оценку результативности КД и ПД.

Рассмотрим реализацию этих процедур применительно к техногенным опасностям, источник которых — технологическое оборудование, где обращаются взрывопожароопасные и токсические вещества.

Здесь и далее КД — действия, устраняющие причины возникновения выявленных несоответствий оборудования (неработоспособное состояние, недопустимый уровень риска, вероятность отказа или последствий); ПД — действия, устраняющие причины потенциальных несоответствий, опасностей.

Идентификация опасностей

Идентификация опасностей обычно осуществляется на основе статистических данных об аварийности ОПО и аналогичных им объектов. В табл. 1 представлены данные по отказам оборудования на пяти ОПО, входящих в состав одного из промышленных комплексов.

Используя анализ Парето, заключающийся в том, что большая часть проблем (около 80 %) вызывается сравнительно небольшим количеством источников опасности (около 20 %), заметим, что более 80 % всех отказов произошли на двух объектах ОПО (№ 1, 2). Поэтому данные объекты следует рассматривать как приоритетные при планировании КД и ПД.

В табл. 2 представлены статистика отказов оборудования и причинно-следственная комбинация данных «причины отказа/количество отказов». Здесь более 80 % всех отказов приходится на дефектность элементов оборудования и ошибки персонала, т.е. на 50 % причин.

Отклонение фактического соотношения «проблемы/источники опасности» от классического «80/20» может являться следствием несовершенства существующей системы сбора и регистрации отказов и инцидентов в отечественной промышленности. Тем не менее, констатируем, что основную техногенную опасность при эксплуатации исследованных ОПО представляют дефектность элементов оборудования и ошибки персонала. Однако, если необходимость и достаточность КД, направленных на устранение причин отказов, вызванных ошибками персонала, обычно сомнений не вызывают, то в отношении первой причины такое утверждение далеко не очевидно.

Дефектность элементов оборудования может быть не единственным и даже не главным фактором, инициирующим отказ. Чтобы оценить другие неустановленные факторы, влияющие на возникновение отказа, воспользуемся причинно-следственной диаграммой Исикавы, где каждая ветка диаграммы представляет факторы, инициирующие отказ оборудования по техническим причинам (рис. 1) . Для оценки влияния этих факторов на вероятность возникновения отказа используем экспертный подход, так как необходимые статистические данные отсутствуют. В табл. 3 приведен пример экспертной оценки влияния технических факторов на отказ оборудования, указанных на рис. 1, выполненной с применением 10-балльной шкалы. Здесь же показана обработка экспертных оценок с использованием метода Парето. Отсюда следует, что ошибки технической диагностики являются определяющим техническим фактором, инициирующим большинство отказов по техническим причинам.

Неопределенность оценок технических факторов риска должна быть устранена за счет разработки и реализации КД. Сначала КД целесообразно направить на решение проблем, связанных с ошибками технической диагностики. Варианты и цель КД представлены в табл. 4.

В табл. 5 выполнена экспертная оценка результативности и эффективности вариантов КД с применением 10-балльной шкалы, откуда следует, что лучший вариант — привлечение опытного аудитора. Перспективно выглядит передача сторонней организации полномочий и ответственности в части надзора, обследования и ремонта оборудования. Этот вариант может стать приоритетным, если процедура согласования и заключения договора будет достаточно хорошо отработана .

Результатом выполнения КД по проведению технического аудита должно стать получение достоверных данных о параметрах текущего и предельного состояний оборудования на момент последнего технического диагностирования, предшествующего отказу оборудования по технической причине, а также отсутствующей информации о вероятности отказа с учетом возможных отклонений от штатных режимов эксплуатации.

Эти данные позволят уже более обоснованно спланировать КД по устранению причин отказа: повышение информативности и достоверности диагностических данных о состоянии оборудования; повышение противоаварийной устойчивости оборудования при отклонениях от штатных режимов эксплуатации; модификация оборудования, связанная с повышением его надежности.

Используя процедуру технического аудита в отношении всего парка оборудования, можно выявить потенциальные источники опасности, т.е. оборудование, находящееся в состоянии возможного отказа. В этом случае уже следует разработать ПД, устраняющие причины возможного отказа. Такой подход к решению проблем безопасности составляет основу менеджмента надежности и в некоторых случаях может быть достаточным, например, когда последствия отказа являются некритичными. За рубежом этот подход называют методологией RCM ( Reliability Centered Maintenance — обслуживание по надежности).

Однако, применительно к ОПО, методология RCM решает только часть проблем безопасности. На рис. 2 представлены факторы риска на ОПО, показанные с помощью диаграммы Исикавы, где верхняя ветвь — факторы, обусловленные ненадежностью элементов оборудования, а нижняя ветвь — факторы, обусловленные наличием опасных веществ в оборудовании. Даже после проведения КД и ПД, направленных на повышение надежности оборудования, количество неоцененных факторов риска остается достаточно большим. Кроме этого, на сложных технологических комплексах ОПО возможны опасные сценарии развития отказов оборудования, способных инициировать вторичные отказы и каскадные разрушения. В таких случаях, согласно, отказы должны быть категорированы по тяжести последствий с учетом немедленных и отдаленных последствий для жизни и здоровья людей, окружающей среды, целостности и сохранности имущества и самого объекта .

Предварительная оценка критичности отказов может быть выполнена с использованием матрицы «вероятность отказа — тяжесть последствий», представленной в [3, 4].

Из приведенной матрицы видно, что КД и ПД должны быть комплексными, направленными как на повышение надежности оборудования, так и на снижение тяжести последствий отказа. Причем в отношении отказов, способных инициировать катастрофические последствия, действия по снижению тяжести последствий являются приоритетными.

Оценка величины риска

Количественная оценка риска аварии необходима для оборудования, имеющего высокую критичность отказа (категория A), и желательна для оборудования, имеющего среднюю критичность отказа (категория B). Количественная оценка риска — трудоемкая и сложная процедура, так как все факторы риска, представленные на рис. 2, должны быть количественно оценены.

Однако часто количественная оценка риска может быть успешно заменена полуколичественным подходом, позволяющим упростить данную процедуру за счет допущений, принимаемых в расчетах вероятности и последствий отказов. Более подробно этот метод оценки риска рассмотрен в работе Алексеева А.А., Борзенкова С.Л., Полозова В.А. « Методологические аспекты управления риском на основе стандарта API 581»

Анализ риска

Для осуществления этой процедуры необходимо определиться с границами допусков для риска, характеризующего различные уровни безопасности оборудования. Область риска на зоны различных категорий риска обычно делится с помощью матриц риска. В стандарте API 581 на полуколичественном уровне оценки риска, например, используется матрица риска, показанная в табл. 6.

Первоначально недопустимый уровень риска можно задать границами зоны высокого риска, повышенный — границами зоны риска выше среднего, допустимый — границами зоны низкого риска. Общая схема анализа риска выглядит следующим образом:

1. Размещение единиц оборудования в матрице риска согласно значениям площади поражения и вероятности отказа, соответствующим текущему моменту времени.

2. То же, соответствующим прогнозируемому периоду.

3. Категорирование оборудования с высоким и (или) повышенным уровнем риска по типу риска: высокая вероятность + высокая скорость износа; высокая вероятность - малый ущерб; малая вероятность - большой ущерб; низкая достоверность данных.

Для оборудования, имеющего высокий и (или) повышенный риск по состоянию на текущий момент, следует предусматривать КД; по состоянию на прогнозируемый период — ПД.

Анализ вариантов КД и ПД и принятие решений.

Планирование КД и ПД осуществляется с учетом типа риска, его определяющих факторов и включает мероприятия:

по снижению вероятности отказа оборудования (ремонт, замена, подконтрольная эксплуатация, повышение частоты контроля, улучшение программ обследований и др.);

по повышению противоаварийной устойчивости оборудования (снижение вероятности нештатных режимов эксплуатации и реализации опасных сценариев развития отказа);

по снижению последствий отказов и аварий (улучшение систем раннего обнаружения утечек опасных веществ, локализации, смягчения и изолирования последствий выбросов опасных веществ; оснащенности и готовности противоаварийных служб).

КД и ПД следует оценивать по результативности Р и, желательно, эффективности Э , например:

где Рi — результативность i -го мероприятия; R 0 — риск до внедрения i -го мероприятия; Ri — риск после внедрения i -го мероприятия; Эi — эффективность i -го мероприятия; Ci — затраты (ресурсы) на внедрение i -го мероприятия.

Ценность КД и ПД, как правило, повышается по мере увеличения значений показателей Рi и Эi .

Целесообразность КД и ПД определяется на основе следующих принципов:

мероприятие целесообразно, если в результате его внедрения снижается категория риска;

мероприятие целесообразно, если в результате его внедрения снижается категория последствий (для оборудования с повышенным риском и большой тяжестью последствий отказа);

мероприятие целесообразно, если в результате его внедрения снижается категория вероятности (для оборудования с повышенным риском и высокой вероятностью отказа).

Приоритет планируемых мероприятий устанавливается пропорционально величине и категории риска.

Оценка результативности КД и ПД

Во время КД и ПД, как правило, появляются новые данные о состоянии оборудования. Поэтому расчетные величины риска, вероятностей и последствий отказа, а также ожидаемые значения показателей результативности и эффективности могут отличаться от их фактических значений.

В связи с этим, согласно требованиям систем менеджмента, необходимо постоянно анализировать, оценивать и при необходимости оперативно корректировать КД и ПД.

В качестве примера рассмотрим оценку результативности компенсирующих мероприятий, выполненных по результатам экспертизы промышленной безопасности технических устройств. Считается, что устранение дефектов или подконтрольная эксплуатация поврежденных элементов оборудования — меры, предупреждающие возможные отказы. Если это так, тогда реализация данных мероприятий должна снижать вероятность отказа, т.е. повышать надежность оборудования. В табл. 7 представлены категории и составляющие риска ОПО, полученные методом полуколичественной оценки, для двух состояний: до и после внедрения компенсирующих мероприятий. Оценка результативности этих действий представлена в табл. 8. Из приведенных данных следует, что на ОПО № 1 компенсирующие мероприятия — результативные (снизилась не только величина вероятности отказа, но и ее категория (см. табл. 6); на ОПО № 2 — мало результативные (снизилась только величина вероятности отказа, категория вероятности не изменилась); на ОПО № 3, 4 — ошибочные (вероятность отказа увеличивается). Отсюда следует, что обоснованию технических решений по предупреждению отказов и аварий до сих пор уделяется мало внимания, хотя при этом расходуются финансовые, материальные и трудовые ресурсы, иногда значительные. Анализ риска вышеуказанных ОПО показывает, что почти во всех рассмотренных случаях доминирующей составляющей риска являются последствия отказа, характеризуемые значительной площадью поражения. Эти особенности ОПО, естественно, не учитывались при планировании мероприятий, назначаемых по результатам экспертизы промышленной безопасности. Поэтому для обеспечения безопасности ОПО компенсирующие мероприятия, направленные в основном на поддержание надежности и работоспособности объектов, должны быть дополнены мероприятиями, снижающими или предупреждающими тяжелые последствия отказов. Заметим, что ПД на ОПО № 5 разрабатывать необходимо, но они должны быть направлены на снижение последствий отказа.

Мы рассмотрели процедуры обоснования и оценки результативности КД и ПД по снижению техногенных рисков со стороны эксплуатируемого оборудования с учетом его фактического состояния и объема обращающихся в нем опасных веществ. Аналогичным образом можно оценить и другие опасности, связанные, например, с монтажом, эксплуатацией, техническим обслуживанием, ремонтом оборудования и технологического комплекса.