Zmenšovanie rizík

Znalosti nebezpečenstva a jeho prípadných dopadov

Nebezpečenstvo je prirodzená fyzikálna (alebo chemická, biologická) entita ktorá má potenciál pre spôsobenie škôd na osobách, majetku alebo prostredí [4].

Zdroje nebezpečenstva:

• Všeobecné
  • pohybujúce sa objekty (tehla, ...)
  • nárazy (kolízie)
  • kolabujúce štuktúry
  • záplavy
• Mechanika
  • tlak
  • vibrácie
  • rotačné stroje, odstredivé sily
  • brúsenie, drvenie, rezanie
  • poruchy riadenia strojov
  • zváranie
• Materiály
  • chybný materiál, chybný rozmer
  • tlak, korózia, lom,...
• Elektrika
  • oblúk
  • prieraz
  • oheň
  • chybné zapojenia...
• Chémia
• Potraviny
• Bio/medicína/liečivá
• Jadro
  • radiácia
  • únik nebezpečného materiálu
  • strata kontroly
  • prebytok energie – únik energie
• Domácnosť
  • ohrievanie, varenie, schody, bazén, kriminalita

Bezpečnostné systémy bežné pre:

• Chemický priemysel,
• Ťažba ropy
• „Plynový“ priemysel
• Námorníctvo
• Energetika
• Vykurovanie (kotly, pece,...)
• Baníctvo, metalurgia
• Železnice

IEC model

Model IEC

IEC model – Koncept

cieľ: porozumenie EUC (Equipment Under Control) a jeho prostrediu:

• procesy,
• prostredie,
• fyzika,
• legislatíva a pod.

požiadavky: získať znalosti EUC a znalosti požadovaných riadiacich funkcií

• špecifikácie externých možných udalostí a vplyvov
• určenie pravdepodobných zdrojov ohrozenia
• informácie o charaktere N.
• informácie o aktuálnych B. predpisoch
• N. v súvislosti s interakciou s inými zariadeniami

IEC model – Všeobecné definície

cieľ:určenie hraníc EUC a riadiaceho systému EUC

• špecifikovanie oblasti analýz N. a R.

požiadavky:

• definície fyzikálneho vybavenia
• špecifikácie externých možných udalostí a vplyvov
• špecifikovanie podsystémov spojených s N.
• definovanie udalostí vedúcich k poruche systému (poruchy komponentov, ľudský faktor...)

IEC model – Analýza nebezpečenstiev a rizík

cieľ:

• určenie N. a N. udalostí EUC a riadiaceho systému EUC, všetky predvídateľné udalosti
• určenie postupnosti udalostí, smerujúcich k vzniku N.
• určenie rizík EUC spojených s N.

požiadavky:

• analýza N. a R. podľa predchádzajúceho kroku
• primárne: snaha o eliminovanie N.
• test všetkých predvídateľných okolností + neobvyklých stavov
• stanovenie súslednosti udalostí vedúcich k vzniku N. + stanovenie pravdepodobnosti
• rozhodnutie o dôsledkoch
• vyhodnotenie R. pre každú N. udalosť
• použitie buď kvalitatívnej alebo kvantitatívnej stupnice

Faktory ovplyvňujúce výber metódy:

• charakter N.
• zavedená prax v danej oblasti
• legislatíva
• EUC riziko
• dostupnosť údajov
• posúdenie možných analýz N. a R.
• posúdenie udalostí vedúcich ku vzniku N.
• dôsledky a pravdepodobnosti
• nutné zníženie R.
• opatrenie nutné pre zníženie N. alebo R.
• zaznamenávané predpoklady
• doporučenia
• informácie a výsledky na dokumentáciu
• štúdie N. potrebné pre celý životný cyklus

štúdie nebezpečenstva:

• vedú k hlbšej znalosti procesov, resp. funkcií zariadenia, ktoré majú byť dosiahnuté.
• ponúkajú možnosť redukovania N. už v raných štádiách návrhu
• zakladajú formálnu stránku manažovania (systému kvality) pre optimálne riešenia R. vlastných pre proces
• sú súčasťou životného cyklu B. podľa IEC, ponúkajú spoločné základné body pre všetky B. aktivity a činnosti.

Riadenie procesov a riadenie bezpečnosti

História: rozličná HW platforma - samostatné riadiace jednotky

Súčasnosť: spoločný HW pre riadenie procesov a riadenie B. (PLC), (zlé riešenie)

UK Health and Safety Executive

Bezpečnostný systém by mal byť navrhnutý tak, aby preukázateľné poruchy a ich dôsledky nezabránili jeho korektnému fungovaniu a naplneniu jeho funkcií.

Riadenie procesov:

• maximálny výkon (často na hrane)
• absencia diagnostických systémov
• flexibilita
• možnosť „obísť“ alebo „vypnúť“ určité funkcie

Riadenie bezpečnosti:

• minimálna možnosť ľahkého prístupu k zmenám
• vysoko spoľahlivé
• schopnosť rýchlej reakcie v prípade potreby

Integrované systémy: spadajú pod definíciu Safety Instrumented Systems

Jednoduché a komplexné postupnosti vypnutia

nádrž s horľavou kvapalinou: potrebné naplniť max. na 1/2

Možné príčiny poruchy:

• zablokovaný ventil
• porucha snímača úrovne hladiny
• manuálny režim ovládania
• netesnosti

Požiadavky:

• V prípade poruchy (detekovanie zvýšenej hladiny) automatika musí odstaviť prítok kvapaliny. Uzatvárací ventil musí zostať zavretý, pokiaľ bude požiadavka „oprávnená“. Otvorenie <- zásah operátora.

potreba logického rozhodovacieho procesu -> komplexného postupu vypínania

• každá lokálna úroveň má svoje vlastné N. a obmedzenia
• úrovne vybavené vysokovýkonnými mechanizmami – vlastné sady senzorov (vibrácie, teplota, vychýlenie)
• horák: samostatný riadiaci a B. systém

Vzájomné prepojenie

• Správanie sa každej úrovne závisí od správania sa min. 1 ďalšej -> vypínanie ktorejkoľvek musí byť ovplyvnené (aj) príkazom z inej úrovne.

Bezpečnostné vrstvy (úrovne)

Nezávislé Bezpečnostné úrovne:

• redukujú identifikované R. o jeden rád (min.)
• majú širokú dostupnosť
• sú navrhované pre špecifické udalosti
• sú navzájom na sebe nezávislé
• spoľahlivé a kontrolovateľné

Prevencia:

• návrh závodu ako „samozrejme“ bezpečného
• riadiaci systém (udržanie procesov v medziach B.)
• signalizačné systémy (alarmy): upozornenie operátora
  • procesný alarm (účinnosť procesu, porucha zariadenia)
  • alarm zariadenia
  • alarmy previazané na B. (vytvorenie nebezpečných podmienok, nezávislé na riadiacom systéme)
  • vypínací alarm
• mechanické B. systémy (ventily, zábrany)
• vypínacie systémy („posledná“ ochrana)

Minimalizácia škôd:

• redukovanie dôsledkov N. a O. (evakuačné plány,...)

Redukovanie a klasifikácia rizika

Problémy:

• absencia vhodných jednotiek (V, kg, km/h, ...?)
• nekompatibilita medzi odvetviami

klasifikácia podľa IEC 61505:

Frekvencia výskytu	Katastrofické dopady	Kritické dopady	Okrajové dopady	Zanedbateľné dopady
častá	I	I	I	II
pravdepodobná	I	I	II	II
príležitostná	I	II	III	III
nepatrná	II	III	III	IV
nepravdepodobá	III	III	IV	IV
nemožná	IV	IV	IV	IV

klasifikácia podľa IEC 61505

• výskyt rizika v systéme bez ochranných funkcií „fnp“
• dopad dôsledkov „C“ pre systém bez ochranných funkcií
• definuje pre frekvenciu fnp a dôsledok C akceptovateľný stupeň rizika.

trieda I

požadované je ďalšie zníženie rizika

trieda II

požaduje sa ďalšie spresnenie

trieda III

tolerovateľné riziko

trieda IV

tolerovateľné riziko

klasifikácia podľa IEC 61505 - príklad

klasifikácia podľa IEC 61505:

Frekvencia výskytu	>1 úmrtie	1 úmrtie alebo zranenie	Nepatrné poranenie	strata výroby
raz za rok	I	I	I	II
raz za 5 rokov	I	I	II	II
raz za 50 rokov	I	II	III	III
raz za 500 rokov	II	III	III	IV
raz za 5000 rokov	III	III	IV	IV
raz za 50000 rokov	IV	IV	IV	IV

Príklad:

klasifikácia podľa IEC 61505:

Frekvencia výskytu	nepodstatné 1	významné 3	hlavné 6	katastrofálne 10
10	10	30	60	100
8	8	24	48	80
4	4	12	24	40
2	2	6	12	20
1	1	3	6	10

hodnota = frekvencia × dôsledok

Redukovanie a klasifikácia rizika

zníženie frekvencie výskytu rizika:

[math]R = \frac{f_t}{f_{np}}[/math]

• [math]f_{np}[/math] = frekvencia výskytu udalosti pre nechránený systém
• [math]f_t[/math] = tolerovateľná frekvencia výskytu udalosti

Príklad:

• [math]f_{np}[/math]= 1 (1 úmrtie za rok)
• [math]f_t[/math]= 0,002 (1 úmrtie za 500 rokov)

R = 0,002/1 = 0,002

Základná terminológia

Ft

tolerovateľná frekvencia výskytu rizikovej udalosti

Fnp

frekvencia výskytu rizikovej udalosti nechráneného systému

Fp

frekvencia výskytu rizikovej udalosti chráneného systému

RRF

faktor redukcie rizika, RRF = Fnp / Ft

SA

dosiahnuteľná bezpečnosť SA = (RRF – 1) / RRF (%)

PFD

pravdepodobnosť výskytu chyby PDF = 1 / RRF = Ft / Fnp

Príklad:

• RRF = 500
• SA = {(500-1)/500 = 0,998} =99,8%

Slovník

Safety Instrumented System (SIS)

Zariadenie vybavené B. systémom

Hazard

Nebezpečenstvo

Risk

Riziko

FAR – Fatal Accident Rate

Intenzita smrteľných dôsledkov

Safety Life Cycle (SLC)

Životný cyklus bezpečnosti