Критерии для зонирования территории по степени опасности чрезвычайных ситуаций

Р ис. 2.3.3. Построение зон индивидуального риска для опасного предприятия (а) и транспортной магистрали (б), по которой осуществляется перевозка опасных грузов: 1 – изолинии равного риска; 2, 3, 4, 5 – зона соответственно чрезвычайно высокого, высокого, приемлемого и низкого риска

Сравнение рисков.

Ключевым значением в установлении допустимого риска является идея, предложенная Фармером в 1967 году [68]. Смысл заключался в установлении случайной зависимости между средним количеством радиоактивной утечки в атмосферу из ядерного реактора и вероятностью (средняя частота в год) наступления такого события.

22. Надежность технических систем (определение, основные характеристики, показатели).

Терминология в области надежности установлена ГОСТ 27.002-83 "Надежность в технике. Термины и определения"

1. Основные термины и определения понятий в надежности. В стандарте все термины и определения даны применительно техническому объекту (далее объекту). Объект - это предмет определенного целевого назначения, надежность которого рассматривается в каждом конкретном случае на этапах разработки требований, проектировании, производства, применения, ремонта, исследований и испытаний на надежность.

Надежность - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функций в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Надежность является сложным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения состоит из сочетания свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.В свою очередь эти термины ГОСТом определяются следующим образом. Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки. Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособлении к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказа, повреждений и поддержанию, и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонта. Сохраняемость - свойство объекта сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Различают пять состояний объекта. Исправное состояние, неисправное состояние, работоспособное состояние, неработоспособное состояние и предельное состояние. Исправное состояние - состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации. Неисправное состояние - состояние объекта, при котором он не соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации. Работоспособное состояние - состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствует требованиям всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации. Неработоспособное состояние- - состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации. Предельное состояние - состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно либо восстановление его исправного или работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Для характеристики переходов объекта из одного состояния в другое состояние введены следующие термины: дефект, повреждение, отказ, техническое обслуживание, восстановление работоспособного состояния, ремонт рис.1.

Дефект - каждое отдельное несоответствие объекта установленным требованиям. Повреждение - событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния. Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта. Техническое обслуживание - комплекс операций или операция по поддержанию работоспособного или исправного состояния объекта при использовании по назначению, ожиданию, хранении и транспортировке . Восстановление работоспособного состояния объекта - операция по определению места и характера отказа, замены, регулирования и контроля технического состояния элементов объекта и заключительных операций контроля по работоспособности объекта в целом. Ремонт - комплекс операций по восстановлению исправного или работоспособного состояния объекта и восстановлению ресурсов объектов или их составных частей.

Переход объекта из одного состояния в другое обычно происходит вследствие повреждения или отказа. Работоспособный объект в отличие от исправного должен удовлетворять лишь тем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации, выполнение которых обеспечивает нормальное применение объекта по назначению. Очевидно, что работоспособный объект может быть неисправным, например, не удовлетворять эстетическим требованиям, если ухудшение внешнего вида объекта не препятствует его применению по назначению (например, не работают лампочки сигнализации и т.д.).

Переход объекта из исправного состояния в неисправное происходит вследствие дефектов. Если объект переходит в неисправное, но работоспособное состояние, то это событие называют повреждением; если объект переходит в не работоспособное состояние, то это событие называют отказом.

Переход объекта в предельное состояние влечет за собой временное или окончательное прекращение применения объекта по назначению.

Для неремонтируемых объектов имеет место предельное состояние двух видов. Первый вид совпадает с неработоспособным состоянием. Второй вид предельного состояния обусловлен тем обстоятельством, что, начиная с некоторого момента времени, дальнейшее применение по назначению пока еще работоспособного объекта согласно определенным критериям оказывается не допустимым в связи с опасностью или вредностью этого использования. Переход неремонтируемого объекта в предельное состояние второго вида происходит раньше возникновения отказа.

Для ремонтируемых объектов выделяют три вида предельных состояний. Для двух видов требуется отправка объекта в капитальный или средний ремонт, то есть временное прекращение применения объекта по назначению. Третий вид предельного состояния предполагает окончательное прекращение применения объекта по назначению.

По характеру проведения обслуживания объекты делятся на обслуживаемые и необслуживаемые, восстанавливаемые и невосстанавливаемые, ремонтируемые и неремонтируемые. Обслуживаемый объект - объект, для которого проведение технических обслуживаний предусмотрено в нормативно-технической и (или) в конструкторской документации. Необслуживаемый объект - объект, для которого проведение технических обслуживаний не предусмотрено в нормативно-технической и (или) в конструкторской документации. Восстанавливаемый объект - объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния предусмотрено в нормативно-технической и (или) в конструкторской документации. Невосстанавливаемый объект - объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния не предусмотрено в нормативно-технической и (или) в конструкторской документации. Ремонтируемый объект - объект, для которого проведение ремонтов предусмотрено в нормативно-технической и (или) в конструкторской документации. Неремонтируемый объект - объект, для которого проведение ремонтов не предусмотрено в нормативно-технической и (или) в конструкторской документации.

Следует отметить, что некоторые неремонтируемые объекты могут быть технически обслуживаемыми. Термин "восстанавливаемый" и "невосстанавливаемый" и относится к условиям, в которых возможно проведение восстановления работоспособности. Деление объектов на ремонтируемые и неремонтируемые связано с возможностью восстановления их ресурса путем ремонта, что полностью зависит от конструкции объектов, т.е. предусматривается и обеспечивается при их разработке и изготовлении.

Отказ — событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Отказы объектов могут быть независимыми и зависимыми, внезапными, постепенными и перемеживающимися. Независимый отказ - отказ объекта, не обусловленный отказом другого объекта. Зависимый отказ - отказ объекта, обусловленный отказом другого объекта. Внезапный отказ - отказ, характеризующийся скачкообразными изменениями значений одного или нескольких заданных параметров объекта. Постепенный отказ - отказ, характеризующийся постепенный изменениями значений одного или нескольких заданных параметров объекта. Перемежающийся отказ - многократно возникающий самоустраняющийся отказ объекта одного и того же характера. По причинам возникновения отказы классифицируют на конструктивные (вызванные недостатками конструкции), производственные (вызванные нарушениями технологии изготовления) и эксплуатационные (вызванные неправильной эксплуатацией).

2.Показатели надежности. 2.1 Классификация показателей надежности.

Показатели надежности - это количественная характеристика одного или нескольких свойств ,составляющих надежность. В настоящее время в теории надежности применяются различные показатели. При изучении показатели можно классифицировать следующим образом (табл. 1).

Все показатели надежности можно представить состоящими из двух групп - это единичные и комплексные. Единичный показатель надежности - показатель надежности, характеризующий одно из свойств составляющих надежность объекта. Комплексный показатель надежности - показатель надежности, характеризующий несколько, свойств составляющих надежность объекта.

Единичные показатели определяют свойство надежности такие, как: безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохранность. В свою очередь эти свойства определяются с помощью целого ряда количественных показателей, зная которые уже можно сравнивать различные объекты надежности между собой. Далее дадим определение этих показателей надежности.

2.2 Показатели безотказности. Показатели безотказности характеризуют свойство объекта сохранять работоспособное состояние объекта. Основные показатели безотказности приведены в схеме классификации показателей (табл.1).

Показателями надежности называют количественные характеристики одного или нескольких свойств объекта, составляющих его надежность. К таким характеристикам относят, например, временные понятия — наработку, наработку до отказа, наработку между отказами, ресурс, срок службы, время восстановления. Значения этих показателей получают по результатам испытаний или эксплуатации. По восстанавливаемости изделий показатели надежности подразделяют на показатели для восстанавливаемых изделий и показатели невосстанавливаемых изделий.

Применяются также комплексные показатели. Надежность изделий, в зависимости от их назначения, можно оценивать, используя либо часть показателей надежности, либо все показатели.

Показатели безотказности: - вероятность безотказной работы — вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникает; - средняя наработка до отказа — математическое ожидание наработки объекта до первого отказа; - средняя наработка на отказ — отношение суммарной наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки; - интенсивность отказов — условная плотность вероятности возникновения отказа объекта, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возник. Этот показатель относится к невосстанавливаемым изделиям.

Показатели долговечности. Количественные показатели долговечности восстанавливаемых изделий делятся на 2 группы.

1. Показатели, связанные со сроком службы изделия: - срок службы — календарная продолжительность эксплуатации от начала эксплуатации объекта или ее возобновление после ремонта до перехода в предельное состояние; - средний срок службы — математическое ожидание срока службы; - срок службы до первого капитального ремонта агрегата или узла – это продолжительность эксплуатации до ремонта, выполняемого для восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановления ресурса изделия с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые; - срок службы между капитальными ремонтами, зависящий преимущественно от качества ремонта, т.е. от того, в какой степени восстановлен их ресурс; - суммарный срок службы – это календарная продолжительность работы технической системы от начала эксплуатации до выбраковки с учетом времени работы после ремонта; - гамма-процентный срок службы — календарная продолжительность эксплуатации, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с вероятностью γ, выраженной в процентах. Показатели долговечности, выраженные в календарном времени работы, позволяют непосредственно использовать их в планировании сроков организации ремонтов, поставки запасных частей, сроков замены оборудования. Недостаток этих показателей заключается в том, что они не позволяют учитывать интенсивность использования оборудования.

2. Показатели, связанные с ресурсом изделия: - ресурс — суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновление после ремонта до перехода в предельное состояние. - средний ресурс — математическое ожидание ресурса; для технических систем в качестве критерия долговечности используют технический ресурс; - назначенный ресурс – суммарная наработка, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния; - гамма-процентный ресурс — суммарная наработка, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью γ, выраженной в процентах. Единицы для измерения ресурса выбирают применительно к каждой отрасли и к каждому классу машин, агрегатов и конструкций отдельно. В качестве меры продолжительности эксплуатации может быть выбран любой неубывающий параметр, характеризующий продолжительность эксплуатации объекта (для самолетов и авиационных двигателей естественной мерой ресурса служит налет в часах, для автомобилей – пробег в километрах, для прокатных станов – масса прокатанного металл в тоннах). Если наработку измерять числом производственных циклов, то ресурс будет принимать дискретные значения.

Комплексные показатели надежности. Показателем, определяющим долговечность системы, объекта, машины, может служить коэффициент технического использования.

Коэффициент технического использования — отношение математического ожидания суммарного времени пребывания объекта в работоспособном состоянии за некоторый период эксплуатации к математическому ожиданию суммарного времени пребывания объекта в работоспособном состоянии и всех простоев для ремонта и технического обслуживания: Коэффициент технического использования, взятый за период между плановыми ремонтами и техническим обслуживанием, называется коэффициентом готовности, который оценивает непредусмотренные остановки машины и что плановые ремонты и мероприятия по техническому обслуживанию не полностью выполняют свою роль.

Коэффициент готовности — вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается. Физический смысл коэффициента готовности - это вероятность того, что в прогнозируемый момент времени изделие будет исправно, т.е. оно не будет находиться во внеплановом ремонте.

Коэффициент оперативной готовности — вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусматривается, и, начиная с этого момента, будет работать безотказно в течение заданного интервала времени.