Oceny Ryzyka Poważnych Awarii Przemysłowych - MANHAZ
Rozdział I
Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych 11
OCENY RYZYKA POWAŻNYCH AWARII PRZEMYSŁOWYCH
Spis treści
1. POWAŻNE AWARIE PRZEMYSŁOWE.................................................................................................... 12
1.1. SPECYFIKA POWAŻNYCH AWARII........................................................................................................ 12
1.2. MECHANIZMY POWSTAWANIA POWAŻNYCH AWARII .......................................................................... 13
2. GRUPY ZAGADNIEŃ ROZPATRYWANYCH W OCENACH RYZYKA POWAŻNYCH AWARII. 21
2.1. SCENARIUSZE ZDARZEŃ AWARYJNYCH ...................................................................................................... 22
2.2. PRAWDOPODOBIEŃSTWO .................................................................................................................... 23
2.3. SKUTKI ............................................................................................................................................... 24
2.4. OCENY RYZYKA POWAŻNYCH AWARII, PEŁNA LISTA ZADAŃ .............................................................. 25
2.5. UWAGI O STOSOWANIU QRA.............................................................................................................. 29
2.6. ANALIZY RYZYKA W KONTEKŚCIE RAPORTU BEZPIECZEŃSTWA.......................................................... 31
2.7. WYMAGANE ELEMENTY ANALIZ RYZYKA POWAŻNYCH AWARII CHEMICZNYCH. ................................ 32
Bibliografia ................................................................................................................................................. 32
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
12 Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych
1. Poważne awarie przemysłowe
Z każdym rodzajem działalności ludzkiej jest związane ryzyko (rozumiane jako prawdopodobieństwo,
potocznie-możliwość) wystąpienia niepożądanych zdarzeń zagrażających zdrowiu i życiu człowieka oraz jego
otoczeniu. Działając nigdy nie można uzyskać zerowego poziomu zagrożenia, chyba że ta działalność zostanie
wyeliminowana. Istnieje przy tym jednak możliwość, że eliminując działalność spowoduje się jedynie zmianę
źródła zagrożenia. Jest to podstawowa koncepcja w dziedzinie oceny ryzyka i sterowania nim.
W życiu codziennym każdy człowiek nieustannie dokonuje ocen sytuacji i podejmuje decyzje, czy ryzyko
związane z określonym działaniem jest usprawiedliwione. Decyzje takie są zwykle dokonywane w warunkach
wysokiego poziomu niepewności informacji i wiążą się z wartościowaniem, które nie zawsze może być
wyrażone przez dobrze zdefiniowane kryteria ilościowe. Ma to miejsce w przypadkach, gdy ryzyko podejmowane
jest dobrowolnie (palenie papierosów, uprawianie niebezpiecznych dyscyplin sportowych, itp.).
Z drugiej strony istnieje ryzyko niezależne od wyboru ludzkiego (katastroficzne zjawiska przyrodnicze, wypadki
przy pracy, katastrofy przemysłowe itp.). W takich sytuacjach procesy decyzyjne muszą być oparte na jawnych
przesłankach wspartych ocenami ilościowymi. Należy pamiętać przy tym, że ludzie skłonni są akceptować różny
poziom ryzyka w zależności od tego, czy jest ono podejmowane dobrowolnie czy też niezależnie od ich woli.
Można wyróżnić następujące główne grupy źródeł ryzyka niedobrowolnego:
− ciągła emisja substancji toksycznych przez zakłady przemysłowe, zanieczyszczenie powietrza, wody i
gleby;
− środowisko pracy - stan maszyn i urządzeń, podwyższone stężenie substancji szkodliwych;
− awarie przemysłowe - pożary, eksplozje i uwolnienia substancji toksycznych w wyniku przetwarzania,
transportowania i składowania materiałów niebezpiecznych;
− oddziaływanie zjawisk naturalnych (trzęsień ziemi, huraganów, powodzi i aktywności wulkanicznej)
zwiększające ryzyko pochodzące od zakładów przemysłowych;
− działalność agrarna na dużą skalę - nawozy sztuczne, środki owado- i chwastobójcze mogą skazić wody
gruntowe, rzeki i glebę. W niektórych przypadkach lokalne duże zapotrzebowanie na wodę powoduje
osuszenie i erozję gleby;
− urbanizacja i związana z nią infrastruktura są źródłem zagrożenia środowiska przez skażenie wód
gruntowych, zanieczyszczenie powietrza przez środki transportu oraz generowanie i składowanie dużej
ilości odpadów.
Strategie sterowania poziomem różnych rodzajów ryzyka istotnie zależą od ich natury.
1.1. Specyfika poważnych awarii
Różne systemy człowiek - obiekt techniczny wykorzystujące różne technologie i ukierunkowane na realizację
odmiennych grup zadań, stwarzają na ogół różniące się między sobą kategorie zagrożeń, co prowadzi do
rozwoju również różniących się między sobą sposobów kontroli bezpieczeństwa i zarządzania ryzykiem tych
systemów. Obrazuje to rysunek 1.1.
Trzy kategorie zdarzeń przedstawione na tym rysunku różnią się w sposób oczywisty wyborem strategii kontroli
źródeł zagrożeń i bezpieczeństwa. Są to:
1. Bezpieczeństwo zawodowe, związane z częstymi wypadkami, ale najczęściej na małą skalę. W tym
przypadku strategie kontroli bezpieczeństwa wynikają z analiz statystycznych zdarzeń.
2. Ochrona przed średnio groźnymi i niezbyt częstymi wypadkami. Obecny poziom zarządzania ryzykiem w
tym przypadku jest wynikiem najczęściej usprawnień konstrukcyjnych lub zasad obsługi, będących
wynikiem wdrożenia zaleceń analiz przyczyn zaistnienia indywidualnych wypadków.
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych 13
Rys. 1.1. Zdarzenia awaryjne, model zachowania się człowieka w aspekcie ocen niezawodności i
bezpieczeństwa systemu
3. Ochrona przed bardzo rzadkimi i nie akceptowalnymi przez ogół społeczeństwa poważnymi awariami
(katastrofami) przemysłowymi. Zarządzanie ryzykiem polega tu na zapewnieniu wielostopniowych barier
chroniących przed uwolnieniem dużych ilości energii lub substancji niebezpiecznych. Ocena przyjętych
rozwiązań wymaga zastosowania przede wszystkim zintegrowanych analiz predykcyjnych (biorących pod
uwagę wszystkie możliwe czynniki wpływające na bezpieczeństwo systemu) a w mniejszym stopniu oparcia
się na faktach z odnotowanych już awarii.
W celu przeprowadzenia analizy zagrożeń systemu należy:
1) zrozumieć istotę danego systemu;
2) określić zakres i cel analizy;
3) wybrać i zastosować metodę analizy;
4) ocenić wyniki analizy.
Ocena bezpieczeństwa systemów wymaga zazwyczaj przeprowadzenia wielu analiz zagrożeń w całym okresie
użytkowania systemu. Zakres i cel każdej wymaganej analizy może być inny, np. wstępna analiza zagrożeń
może być wymagana w fazie koncepcji w celu dostarczenia wstępnej oceny zagrożeń, z jakimi będzie się można
spotkać w późniejszych (kolejnych) fazach okresu użytkowania systemu. Można także sporządzać specjalne
analizy dla określenia zagrożeń, które mogą wystąpić w czasie opracowywania systemu, montażu, eksploatacji,
konserwacji lub likwidacji. Można też jednocześnie analizować cały system lub tylko jedną jego część. Tam,
gdzie przeprowadza się analizy zagrożeń podsystemów, powinno się także przeprowadzić analizę całego
systemu w celu określenia potencjalnych zagrożeń na styku podsystemów.
Pomijając zakres, cel lub zastosowaną metodę, analiza zagrożeń jest tylko pewnym narzędziem inżynierskim.
Ma ona stanowić pomoc w podejmowaniu decyzji w celu ulepszenia całego systemu.
1.2. Mechanizmy powstawania poważnych awarii
Odnotowano wiele poważnych awarii stałych obiektów przemysłowych i katastrof transportowych z udziałem
niebezpiecznych substancji. Ich analizy pozwalają skonstruować podstawowy schemat powstawania takich
awarii i katastrof. Należy przy tym zaznaczyć, że zwykle bezpośrednie przyczyny zdarzeń są dobrze
udokumentowane. Mniej wiadomo natomiast o przyczynach pierwotnych. Błędy ludzkie są często wskazywane
jako główne elementy sprawcze zdarzeń bezpośrednich, determinujące cały scenariusz awaryjny wtedy, gdy
zdarzenia pierwotne: niewłaściwy sprzęt lub niewłaściwy dobór środków zapobiegawczych jest bardziej istotny
dla powstania awarii.
Można zatem przyjąć ogólny schemat powstania i rozwoju sytuacji awaryjnej (rysunek. 1.2). Elementy diagramu
logicznego z tego rysunku wyznaczają grupy zdarzeń występujące w ciągach awaryjnych. Przy tym:
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
14 Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych
Przyczyny pierwotne przedstawiają podstawowe uwarunkowania powstania zdarzenia i zwykle odnoszą się do
rozwiązań konstrukcyjnych i zasad obsługi instalacji poniżej przyjętych norm i/lub założeń projektowych.
Przyczyny bezpośrednie postrzegane zwykle jako zdarzenia początkujące scenariusze awaryjne. Są to
niewłaściwe działania ludzi, uszkodzenie sprzętu lub zdarzenia zewnętrzne prowadzące do odstępstw od stanów
nominalnych instalacji przewidzianych założeniami projektowymi.
Instalacja w stanie awaryjnym może się zdarzyć w wyniku wystąpienia niebezpiecznych zmian w wartości
parametrów eksploatacyjnych, niesprawności sprzętu powstałej przy przeprowadzaniu remontów i konserwacji lub
utraty szczelności w wyniku błędnych działań.
Utrata kontroli nad rozwojem sytuacji powstaje, gdy działania naprawcze ekip remontowych, systemów
sterowania oraz systemów bezpieczeństwa nie są w stanie skorygować niebezpiecznego trendu w wartościach
parametrów wyznaczających obszar bezpiecznej pracy, co ostatecznie prowadzi do uszkodzeń instalacji lub uwolnień
awaryjnych.
Niepowodzenie uniknięcia sytuacji awaryjnej wywołuje najczęściej wystąpienie lub eskalację zdarzeń, którym
towarzyszy znaczne uwolnienie substancji toksycznych i/lub energii. Ostateczne skutki zależą od podjętych działań
ratowniczych.
W każdej z grup można wyróżnić bardziej subtelną strukturę podziału przyczyn zdarzeń tabele 1.1-1.6.
Istnieje oczywista potrzeba systematycznej oceny wszystkich wymienionych wyżej czynników wpływających na
bezpieczeństwo. Istotnymi elementami tej oceny jest:
− zdefiniowanie procesu, określenie wymogów technologicznych odnośnie prowadzenia procesu i wybór
instalacji,
− ocena procesu z punktu widzenia potencjalnych zagrożeń chemicznych, uwzględniająca odchylenia od
założonych parametrów,
− wybór środków bezpieczeństwa, wdrożenie i utrzymanie tych środków.
Instalacje w
niebezpiecznym stanie
Awaryjne uwolnienie
niebezpiecznych substancji
Skutki działalności gospodarczej na
człowieka i środowisko
Niewłaściwie
kontrolowana sytuacja
Zdarzenia eskalujące
i nieskuteczność działań
zaradczych
Bezpośrednie przyczyny uszkodzeń sprzętu i uwolnień niebezpiecznych
substancji
Pierwotne przyczyny uszkodzeń sprzętu i uwolnień niebezpiecznych substancji
Rys 1.2. Podstawowy schemat rozwoju sytuacji awaryjnej
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
Tabela 1.1. Przyczyny zdarzeń pierwotnych
NIEWŁAŚCIWA KONSERWACJA
- niewłaściwa ocena potrzeb konserwacji
- niewłaściwe procedury przeprowadzania konserwacji
Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych 15
BŁĘDY PRZY ODDAWANIU DO UŻYTKU INSTALACJI I JEJ EKSPLOATACJI
- błędy procedury odbioru instalacji
- nieodpowiednia dokumentacja
- niewłaściwa instalacja sprzętu
- dodatkowe zagrożenia, powstałe w czasie budowy instalacji i produkcji urządzeń
- nieprawidłowości przy produkcji urządzeń i ich montowaniu
NIEWŁAŚCIWY TRANSPORT SUROWCÓW
NIEWŁAŚCIWY DOBÓR PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH I ROZWIĄZAŃ KONSTRUKCYJNYCH
INSTALACJI
- niewłaściwe normy i specyfikacje techniczne
- niewystarczająca ochrona przed zagrożeniami zewnętrznymi
- niewłaściwe podstawowe założenia projektowe instalacji
- niewłaściwe usytuowanie przestrzenne elementów instalacji
- niewystarczająca kontrola realizacji fazy projektowej
- niewłaściwe założenia i dobór procesów technologicznych
- niewłaściwa wstępna ocena procesów technologicznych
- niewłaściwy projekt końcowy instalacji
ZASTOSOWANIE NIEWŁAŚCIWYCH LUB NIEODPOWIEDNICH PROCEDUR OBSŁUGI INSTALACJI
- niewłaściwe specyfikacje zadań
- niewłaściwe lub błędne procedury realizacji zadań
- niewłaściwe przyzwyczajenia w realizacji zadań
- instrukcje lub procedury trudne do zrozumienia
- czynniki wpływające na realizację zadań (zewnętrzne i wewnętrzne)
- brak formalnych zasad wprowadzania i aktualizacji procedur
- niewystarczające przeglądy (audity) procedur
NIEODPOWIEDNIE INFORMOWANIE
- nieodpowiednie lub fałszywe informacje
- niemożliwość uzyskania właściwych informacji
- błędne przetwarzanie informacji przez urządzenia lub obsługę
- nieodpowiednie kanały komunikacji
- błędne rozwiązywanie problemów, niewłaściwe decyzje
- nieodpowiednie zasady przekazywania i przyjmowania informacji
- niewłaściwy sposób reagowania na informacje
- utrata informacji przy komunikowaniu się
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
16 Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych
Tabela 1.1. cd. Przyczyny zdarzeń pierwotnych
NIEODPOWIEDNIA OBSADA PERSONELU REALIZUJĄCEGO ZADANIA
- nieodpowiednie kwalifikacje i cechy wrodzone
- niewłaściwe rozwiązanie w obszarze oddziaływania człowiek-maszyna
- przeciążenie personelu i wymagany krótki oceny czas realizacji zadań
- niewystarczające szkolenia i sprawdziany w stosowaniu procedur bezpieczeństwa
- niewystarczające szkolenia i brak umiejętności w zakresie wykonywanego zadania
- błędne formy szkolenia
- niewłaściwa reakcja na popełnione błędy
- nieodpowiednie środowisko pracy
BŁĘDY W ZARZĄDZANIU
- niewystarczające zarządzanie, w tym brak odpowiedniej kadry
- braki w koordynowaniu działań i określaniu zakresu odpowiedzialności personelu
- błędy w kierowaniu, koordynowaniu i definiowaniu zakresu obowiązków
- nieumiejętność dostrzegania alternatywnych rozwiązań i wyboru właściwych działań
- zmiany wprowadzane w konstrukcji i eksploatacji instalacji nie są wystarczająco
analizowane w aspekcie bezpieczeństwa instalacji
NIEWYSTARCZAJĄCE ROZWIĄZANIA ORGANIZACYJNE
- nieodpowiednia strategia i taktyka
- nieodpowiednie zaopatrzenie w zasoby
- niewłaściwe rozwiązania organizacyjne i kultura współpracy
- niewłaściwe rozwiązania organizacyjne w odniesieniu do błędów ludzkich
- nieodpowiednie programy i kontrola zarządzania
INNE NIEDOCIĄGNIĘCIA ORGANIZACYJNE DOTYCZĄCBEZPIECZEŃSTWA
- nieodpowiednie szkolenia, świadomość zagadnień bezpieczeństwa i mechanizmy motywacyjne
- nieodpowiednie procedury i normy zakładowe/ branżowe
- niewłaściwa lokalizacja i urządzenia instalacji
- niewystarczające doświadczenie w stosowaniu przyjętych technologii
Tabela 1.2 przedstawia grupy zdarzeń bezpośrednich, często postrzegane jako zdarzenia początkujące scenariusze
awaryjne
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
Tabela 1.2. Bezpośrednie przyczyny zdarzeń awaryjnych
Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych 17
NIEWŁAŚCIWE DZIAŁANIE OPERATORA, BŁĘDY EKIPY KONSERWUJĄCEJ LUB INNEGO PERSONELU
- działania oparte na niepełnej lub niewłaściwej informacji lub błędnych wykazach przetwarzania informacji
- błędy w wykonaniu zadań
- niewłaściwe zakończenie zadania
- działania nie podjęte lub pominięte
- działania generujące nieodpowiednią informację lub reakcję
- błędna analiza informacji kontrolnych lub raportów
NIESPRAWNE LUB NIEWŁAŚCIWE PROCESY LUB URZĄDZENIA
- gwałtowne uszkodzenie instalacji prowadzące do utraty jej podstawowych funkcji
- uszkodzenia stopniowo narastające lub uszkodzenia częściowe
- uszkodzenia sprzętu prowadzące do częściowej niesprawności instalacji lub do poważnej awarii
- niesprawność urządzeń/systemów przy wykonaniu zadań na żądanie
- niesprawność sprzętu powstała w wyniku błędów konstrukcyjnych
NIEODPOWIEDNIE LUB NIESPRAWNE SYSTEMY KONTROLNE
- gwałtowne uszkodzenie systemów kontrolnych
- częściowe lub stopniowo narastające uszkodzenie takich systemów
- niesprawność systemów kontrolnych przy wykonywaniu zadań na żądanie
- niewłaściwa instalacja systemów kontrolnych
- niewłaściwe użycie systemów kontrolnych przez operatora
- niesprawność systemów kontrolnych powstała w wyniku błędów konstrukcyjnych
USZKODZONE/NIEWŁAŚCIWE SYSTEMY MONITORINGU
Uszkodzenia bezpośrednio powodujące utratę integralności instalacji
- uszkodzone lub brakujące elementy
- nieodpowiedni system inspekcji
- niewykrycie uszkodzeń przed rozruchem
- uszkodzenie podpór lub obejm
- nieprawidłowa konstrukcja / instalacja
- wadliwa produkcja lub montaż urządzeń
- niewłaściwe materiały konstrukcyjne
- niewłaściwy sposób wykonania połączeń spawów, uszczelnień, itp.
ODCHYLENIA OD ZAŁOŻEŃ PROJEKTOWYCH
- stosowanie urządzeń dla celów i w warunkach poza zakresem specyfikacji projektowych
- modyfikacje w fazie budowy niezgodne z założeniem projektowym
- modyfikacje w czasie prac remontowych lub przy zmianach, przebudowie instalacji,
niezgodne z pierwotnymi założeniami projektowymi
CZYNNIKI ZEWNĘTRZNE
- nieprzewidziane zagrożenia zewnętrzne
- ekstremalne zjawiska przyrodnicze
- poważne awarie przemysłowe, katastrofy transportowe poza obszarem instalacji
- sabotaż
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
18 Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych
Zaburzenia pracy instalacji (tabela 1.3) są zwykle używane przez przeprowadzających analizy bezpieczeństwa
dla identyfikowania specyficznych przyczyn awarii.
Tabela 1.3. Instalacja w niebezpiecznym stanie awaryjnym
NIEBEZPIECZNE TRENDY W WARUNKACH EKSPLOATACJI
- podciśnienie
- nadciśnienie w wyniku eksploatacji
- nadciśnienie wywołane źródłami wewnętrznymi
- nadciśnienie w wyniku parowania cieczy
- cieplna rozszerzalność materiałów procesowych
- wysoka temperatura z bezpośredniego źródła
- wysoka temperatura w wyniku zmian przy grzaniu lub chłodzeniu
- wysoka temperatura w wyniku zmian w procesie mieszania
- wysoka temperatura w wyniku zaistnienia niekontrolowanych reakcji egzotermicznych
- niska temperatura ścian (zwykle ekstremalnie niska)
- niebezpieczne trendy w innych parametrach eksploatacyjnych
ZMIANY CHARAKTERU PLANOWANYCH UPUSTÓW SUBSTANCJI POZA INSTALACJĘ
- zmiana składu
- upust awaryjny
- zmiana fazy lub wystąpienie dodatkowej fazy substancji procesowej
- zmiana prędkości, kierunku wypływu lub całkowitej ilości uwolnionej substancji
INSTALACJA USZKODZONA W WYNIKU EKSPLOATACJI LUB PRAC KONSERWACYJNYCH
- poluzowania, odłączenia w wyniku działań obsługi
- poluzowania w wyniku wibracji
- korozja
- pęknięcie lub zmęczenie materiałów w wyniku obciążeń mechanicznych lub cieplnych
- zmienność wewnętrznych obciążeń
- erozja i zmniejszenie grubości
- dystorcja lub starzenie się w wyniku reakcji chemicznych lub rozszerzalności cieplnej
- zmienność zewnętrznych obciążeń
- uderzenie wodne i wdarcie się obcej fazy
- uderzenia i zmiany w wyniku nadmiernych naprężeń lub sił
- inne szoki cieplne, fale ciśnieniowe i zmienne przepływy
- zmiany poza granicami tolerancji w wyniku zmęczenia materiałowego, tarcia
NIEPLANOWANE OTWARCIE INSTALACJI
- wadliwe położenie zaworu
- wadliwy stan systemu bezpieczeństwa
- uszkodzenia urządzeń odcinających
- upust z urządzeń bezpieczeństwa
- uszkodzony sprzęt
- nieplanowane otwarcie umożliwiające wpływ lub wypływ
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
Tabela 1.4. Eskalacja zdarzeń
NIEODPOWIEDNIE REAGOWANIE
- nieodpowiednie przygotowanie służb informacyjnych
- niewłaściwa ochrona pracowników
- niewłaściwe odseparowanie ludzi, zakładu od źródeł zagrożeń zewnętrznych
- niewystarczające działania informacyjne służb ratowniczych na terenie zakładu
- niewystarczające działania informacyjne służb ratowniczych poza zakładem
POGORSZENIE SYTUACJI W WYNIKU WYBUCHU
- powstanie warunków sprzyjających wybuchom
- wybuchy rozprężających się par wrzącej cieczy (BLEVE)
- wybuchy pyłowe
- wybuchy w pomieszczeniach zamkniętych lub częściowo zamkniętych
- wybuch fizyczny, wybuch fazy stałej
- wybuchy elektryczne
- wybuchy par na zewnątrz instalacji
- uszkodzenia elektryczne
- uszkodzenia uszczelnień hydraulicznych
ESKALACJA W WYNIKU POŻARU
- dodatkowe uwolnienie substancji niebezpiecznych w wyniku pożaru
- zapalenie się ognisk uprzednio wygaszonego pożaru
- zwiększenie prędkości rozprzestrzeniania się pożaru
- systemy gaśnicze nie są w stanie ugasić pożaru
- systemy gaśnicze nie zostały włączone
- brak kontroli źródeł zapłonu
- powstanie znacznych ilości mieszaniny palnej
- nastąpił zapłon substancji palnych przed ich uwolnieniem
NIESKUTECZNOŚĆ ŚRODKÓW ZARADCZYCH PO UWOLNIENIU
- koncentracja uwolnionych substancji nie zmniejsza się wystarczająco szybko
- niewłaściwe środki zaradcze
- brak środków zaradczych
- podjęcie nieodpowiednich działań natychmiast po uwolnieniu
NIEWYSTARCZAJĄCE DZIAŁANIA INTERWENCYJNE
- nieodpowiednie działanie interwencyjne
- nieodpowiednia pomoc poszkodowanym
Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych 19
UWOLNIENIA SUBSTANCJI TOKSYCZNYCH
- akumulacja uwolnienia
- dodatkowe uwolnienie substancji toksycznych w wyniku pożaru, wybuchów lub procesów parowania
- niezahamowanie przebiegu reakcji produkujących substancje toksyczne
- niewystarczające oczyszczanie awaryjnych upustów
- nie spowodowane zmniejszenie koncentracji uwolnionej substancji
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
20 Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych
Tabela 1.5 podsumowuje drogi możliwych nie planowanych uwolnień substancji niebezpiecznych.
Tabela 1.5. Uwolnienie niebezpiecznych substancji
UTRATA ZNACZNEJ ILOŚCI SUBSTANCJI PROCESOWYCH
- uwolnienie odnotowane ale nie przeprowadzono działań ograniczających ilości uwolnionej substancji
- nie wykryto znacznych uwolnień substancji
UWOLNIENIE SUBSTANCJI W WYNIKU PĘKNIĘCIA LUB ZRZUTU AWARYJNEGO
- przekroczenie mechanicznych parametrów projektowych
- pęknięcie wadliwej lub zużytej instalacji
- wypływ do atmosfery przez niezgodne z projektem otwarcie instalacji
- zmiany w planowych zrzutach, zrzuty lub upusty awaryjne
Tabela 1.6. Utrata kontroli rozwoju sytuacji awaryjnej
DZIAŁANIA KOREKCYJNE SYSTEMÓW STEROWANIA NORMALNĄ PRACĄ SĄ NIEWYSTARCZAJĄCE
- uszkodzenie systemów zwiększa zagrożenie
- niewłaściwe miejsce systemów sterowania
- nieodpowiednie lub uszkodzone systemy sterowania
- nie ma systemów sterowania lub są odłączone
- niewłaściwe odczyty lub wskazania
UTRATA PRZEZ OPERATORA KONTROLI ROZWOJU SYTUACJI
- nieodpowiednia lub niemożliwa reakcja operatora
- działania operatora przewidziane instrukcją nie zmieniają przebiegu zdarzeń
- niewłaściwe zidentyfikowanie problemu
- działania operatora powodują lub powiększają zagrożenie
- operator nie podjął działań
SYSTEMY BEZPIECZEŃSTWA NIE ZAPOBIEGAJĄ ROZWOJOWI SYTUACJI AWARYJNEJ
- uszkodzenie systemów bezpieczeństwa powoduje lub zwiększa niebezpieczeństwo
- nieodpowiedniość systemu bezpieczeństwa
- nie ma systemów bezpieczeństwa lub są odłączone
- niewłaściwe użycie systemów bezpieczeństwa
- niedostateczna, niewłaściwa lub niemożliwa reakcja operatora
- niewłaściwa diagnoza problemu
- działanie operatora pogarsza sytuację
- operator nie podjął działania
- operator nie zapobiegł rozwojowi sytuacji awaryjnej
PRZEPROWADZANIE NAPRAW NIE WYSTARCZA, ABY OPANOWAĆ PRZEBIEG SYTUACJI
AWARYJNEJ
- niewłaściwe działania naprawcze
- działania naprawcze zwiększają zagrożenie
- niewłaściwe odłączenie urządzeń dla przeprowadzenia naprawy
- niepodjęcie działań naprawczych
- działania naprawcze nie wystarczają
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych 21
Dla zapewnienia bezpiecznej eksploatacji i minimalizacji skutków poważnych awarii obiektów przemysłowych,
w tym instalacji chemicznej wprowadza się:
− środki zapobiegawcze w zakresie doboru procesu technologicznego oraz rozwiązań konstrukcyjnych, zasad
kontroli przebiegu procesu i obsługi operatorskiej oraz innych rozwiązań z zakresu zarządzania
bezpieczeństwem; tak rozumiane środki zapobiegawcze wyznaczają obszar bezpiecznej pracy obiektu,
− środki zaradcze związane z realizacją funkcji bezpieczeństwa obiektu mające na celu zapobieganie rozwojowi
sytuacji awaryjnych i minimalizację ich skutków.
Środki zaradcze to głównie procedury awaryjne obsługi instalacji oraz systemy bezpieczeństwa. Nie można
środków zaradczych rozpatrywać oddzielnie, ale jedynie w powiązaniu z przytoczonymi środkami zapobiegania
awariom.
Obszar bezpiecznej eksploatacji dowolnej instalacji wyznaczają:
(a) systemy związane z przebiegiem procesu,
(b) systemy sterowania przebiegiem procesu i dokonujące korekt tego przebiegu w zakresie pewnych
przedziałów odchyleń parametrów procesu i zmian reżimów pracy systemów normalnej eksploatacji,
(c) zasady obsługi operatorskiej przyjęte rozwiązania organizacyjne dotyczące prowadzenia procesu, a także
remontów i konserwacji.
Systemy bezpieczeństwa odgrywające istotną rolę w kontroli rozwoju sytuacji awaryjnej są rozumiane jako środki
techniczne, które obok działań operatorskich są niezbędne do wypełnienia funkcji bezpieczeństwa. Z tego powodu
konieczne jest dla odpowiedniego wyboru systemów bezpieczeństwa przeprowadzenie pełnej analizy ryzyka
instalacji uwzględniającej uwarunkowania wynikające z (a) - (c). Taka analiza ryzyka powinna wskazać na
dominujące scenariusze awaryjne instalacji oraz główne czynniki determinujące te scenariusze. Dopiero na
podstawie tych informacji można odpowiednio dobrać rodzaj i parametry ważnych urządzeń technicznych oraz
zasady postępowania operatora w aspekcie ich wagi dla bezpieczeństwa instalacji.
2. Grupy zagadnień rozpatrywanych w ocenach ryzyka poważnych awarii
Jak już wspomniano w punkcie 1.1. w razie poważnych awarii przemysłowych wnioskowanie oparte jedynie na
zdarzeniach, które miały miejsce w przeszłości daje niepełny obraz ryzyka, ponieważ:
− warunki (w odniesieniu do technologii, zasad i kultury bezpieczeństwa, geograficznych charakterystyk
lokalizacji obiektu) charakterystyczne dla określonego zdarzenia mogą wykluczać jego wystąpienie w
innych sytuacjach;
− dla pewnych złożonych obiektów i działalności, np. związanych z cyklami paliwowymi wytwarzania
energii dane statystyczne są znikome;
− dotychczasowe doświadczenie, w większości przypadków odzwierciedla tylko pewne aspekty całego
spektrum możliwych scenariuszy awaryjnych;
− wpływ rozwoju technologii, szczególnie na dziedzinie bezpieczeństwa technicznego, nie jest brany pod
uwagę, gdy wnioskuje się jedynie na podstawie zdarzeń z przeszłości.
Wyważona ocena bezpieczeństwa i ryzyka poważnych awarii obiektów przemysłowych, charakteryzujących się
wbudowanymi cechami bezpieczeństwa wymaga stosowania metodyk predykcyjnych takich jak
Probabilistyczne Oceny Bezpieczeństwa, znane w terminologii angielskiej jako Probabilistic Safety Assessment
(PSA).
Zostały one po raz pierwszy opracowane na potrzeby kompleksowych analiz bezpieczeństwa instalacji
jądrowych. Metodyki PSA dostarczają strukturalnego i logicznego podejścia do wyznaczania wiarygodnych,
potencjalnych scenariuszy awaryjnych instalacji, ocen ich prawdopodobieństw i skutków. W ostatnim
dwudziestoleciu wypracowano odpowiednie standardy metodyk PSA. Po pewnych modyfikacjach, a także pod
zmienioną nazwą Ilościowe Oceny Ryzyka (QRA), metodyki PSA zostały adaptowane do analiz instalacji
chemicznego przemysłu procesowego, platform wydobywczych na morzu i przemysłu kosmicznego.
Modyfikacje i adaptacje były konieczne ze względu na fundamentalne różnice pomiędzy energetyką jądrową
(gdzie mamy do czynienia w zasadzie z jednym niebezpiecznym procesem) a innymi rodzajami niebezpiecznej
działalności, w szczególności w przemyśle chemicznym, gdzie może współistnieć jednocześnie lub zachodzić
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
22 Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych
kolejno wiele procesów niebezpiecznych. W wielu krajach (szczególnie w Holandii, Wielkiej Brytanii i USA)
zakres zastosowań QRA jest znaczny i stale się rozszerza.
W analizach PSA przyjmuje się, że ryzyko R, to uporządkowana trójka
R = (S,P,C), (2.1)
gdzie:
S - scenariusz wypadku, zwykle opisany jako ciąg następujących po sobie zdarzeń,
P - prawdopodobieństwo zajścia S,
C - odpowiednia miara skutków wywołanych przez S.
Oceny ryzyka metodami QRA umożliwiają rozważenie wszystkich elementów zarządzania ryzykiem, w celu
wypracowania najlepszych całościowych działań gwarantujących, że istotne kryteria bezpieczeństwa odnośnie
ryzyka są spełnione przez analizowaną instalację lub działalność. Wiąże się to z identyfikacją źródeł zagrożeń,
określeniem możliwych scenariuszy awaryjnych S, oceną prawdopodobieństwa P wystąpienia takich scenariuszy
i ich potencjalnych skutków C, wyznaczeniem profilu ryzyka instalacji i porównanie z obowiązującym
kryterium w tym zakresie. Na podstawie takich rozważań można ocenić skuteczność podejmowanych środków
zaradczych zarówno na terenie samej instalacji, jak również poza tym terenem.
2.1. Scenariusze zdarzeń awaryjnych
Określenie możliwych scenariuszy (ciągów) zdarzeń awaryjnych wiąże się z koniecznością odpowiedzi na
następujące pytania:
− "co się stanie gdy" określone urządzenie zawiedzie,
− "co się stanie gdy" zostanie popełniony błąd (np. obsługi),
− "co się stanie gdy" wystąpi powódź, silny wiatr, bardzo niska temperatura, pożar lub wybuch na
zewnątrz obiektu?
QRA wymaga wyczerpującej wiedzy o obiekcie i stosowania modeli logicznych, aby odpowiedzieć zadowalająco
na to pytanie. Podstawowymi elementami postępowania w tym wypadku są:
1. Szczegółowe zapoznanie się z obiektem, jego systemami, ich budową, zasadami funkcjonowania i
wzajemnymi zależnościami. Ważna jest przy tym znajomość procedur obsługi, przeglądów, prób i innych
aspektów istotnych dla prawidłowego funkcjonowania systemów obiektu.
2. Identyfikacja "zdarzeń początkujących (ZP) tj. tych zdarzeń, które mogą zapoczątkować scenariusz
wypadku. Ogólnie wszystkie zdarzenia początkujące mogą być podzielone na dwie główne klasy:
zdarzenia "wewnętrzne" i zdarzenia "zewnętrzne". Należy jednak zaznaczyć, że taka klasyfikacja jest
bardziej historyczna niż logiczna. Zdarzenia wewnętrzne to te, które wynikają z niesprawnego funkcjonowania,
ewentualnie uszkodzenia pojedynczego urządzenia lub całych systemów. Włącza się przy tym w tę
klasę zdarzenia wynikające z błędów obsługi operatorskiej, konserwacji, przeglądów urządzeń, itp.
Zdarzenia zewnętrzne spowodowane są przez inne przyczyny, komplementarne do ww. W związku z
wagą właściwego wyboru zdarzeń początkujących dla ich wyznaczenia stosuje się często różnorodne
procedury formalne systematycznej selekcji. Jej pierwszym krokiem jest określenie niepożądanego
skutku, np. uwolnienie substancji niebezpiecznych. Drugim krokiem jest identyfikacja wszystkich
możliwych źródeł tych substancji na terenie analizowanego obiektu. Trzecim krokiem jest określenie
stanów eksploatacyjnych obiektu, które wpływają na wielkość uwolnień. Czwarty krok to ustalenie
wszystkich "barier" zabezpieczających przed uwolnieniem substancji niebezpiecznych z ich potencjalnych
źródeł. Na końcu ustala się możliwe mechanizmy naruszenia tych barier.
3. Analiza możliwych odpowiedzi obiektu na zdarzenia początkujące. Zadanie to pociąga za sobą konstrukcję
odpowiednich modeli logicznych (zwykle drzew zdarzeń), które wyrażają odpowiedzi obiektu poprzez
możliwe warianty progresji zdarzeń. Progresja zdarzeń jest zdefiniowana jako ciąg kolejno po sobie
następujących zdarzeń po zdarzeniu początkującym. Każde zdarzenie łatwo powiązać z wypełnieniem lub
niewypełnieniem zadań funkcjonalnych ważnych z punktu widzenia bezpieczeństwa obiektu. Z tego
powodu w analizie ryzyka używa się najczęściej terminu funkcjonalne drzewo zdarzeń, na określenie
modelu odpowiedzi obiektu w postaci drzewa, gdzie punkty rozgałęzienia związane są z pytaniem, czy
została wypełniona określona funkcja bezpieczeństwa, np:
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
Zachodzi zdarzenie 1
(początkujące)
Zachodzi zdarzenie 2
(spełniona funkcja 1)
Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych 23
Zachodzi zdarzenie 3
(spełniona funkcja 2)
(tak) (tak) nie ma znaczenia
(nie) (tak)
Identyfikator gałęzi
Oczywiście konstrukcję funkcjonalnych drzew zdarzeń musi poprzedzić identyfikacja zbioru wszystkich zadań
funkcjonalnych ważnych dla bezpieczeństwa obiektu. Często zbiór ten nazywa się zbiorem funkcji
bezpieczeństwa.
Ogólnie funkcje bezpieczeństwa można zdefiniować jako grupy działań mających na celu uniknięcie
uszkodzenia instalacji i/lub powstrzymanie uwolnienia niebezpiecznych substancji do otoczenia.
Przy tym próbuje się ustanowić pewną strukturę hierarchiczną tych funkcji. Na przykład kontrolowanie reakcji w
reaktorze chemicznym można uznać za najważniejszą, bo od tego zależy przede wszystkim ilość ciepła jaka
musi być odprowadzona z instalacji. Następnymi w kolejności mogą być funkcja odprowadzenia ciepła oraz
funkcja zapewnienia nieprzekroczenia ciśnienia krytycznego instalacji oraz funkcja ograniczenia dyspersji
groźnych substancji w otoczeniu. Realizacja tych podstawowych funkcji bezpieczeństwa zależy od typu obiektu,
jego budowy, przedziałów czasowych wymaganej reakcji obiektu (tuż po zajściu ZP lub w dalszym horyzoncie
czasu). Stąd w zależności od tych czynników można wprowadzać pogrupowanie działań i funkcji
bezpieczeństwa bardziej odzwierciedlające specyfikę obiektu.
Klasyfikacja funkcji bezpieczeństwa ma istotny wpływ na sposób grupowania ZP. Dostarcza ona również
strukturalnego podejścia do procesu definiowania i grupowania systemów obiektu z punktu widzenia
wypełniania zadań określonych przez funkcje bezpieczeństwa.
2.2. Prawdopodobieństwo
Odpowiedź na drugie pytanie "Jakie jest prawdopodobieństwo zajścia różnorodnych scenariuszy wypadku"
wymaga analizy funkcjonalnego drzewa zdarzeń. Punkty rozgałęzienia w funkcjonalnym drzewie zdarzeń
związane są z wypełnieniem lub niewypełnieniem zadania funkcjonalnego przez odpowiednie systemy obiektu
lub obsługę.
Do oszacowania prawdopodobieństwa zajścia różnorodnych scenariuszy wypadku wymagana jest analiza
ilościowa funkcjonalnego drzewa zdarzeń. Systemy, które są związane z wykonaniem funkcji bezpieczeństwa
nazywa się systemami bezpieczeństwa. Minimalny zespół wymagań dla spełnienia przez system bezpieczeństwa
funkcji bezpieczeństwa nazywa się kryterium sukcesu tego systemu. Przy tym należy pamiętać:
− ta sama funkcja bezpieczeństwa może być spełniona przez różne systemy w zależności od rodzaju ZP,
− może istnieć kilka różnych systemów spełniających tę samą funkcję bezpieczeństwa,
− różne systemy spełniające tę samą funkcję bezpieczeństwa mogą różnić się co do zasad konstrukcji i
działania (jest to najlepsze rozwiązanie z punktu widzenia wymogów rezerwowania systemów
bezpieczeństwa),
− kryteria sukcesu określonego systemu bezpieczeństwa mogą zależeć od ZP (np. inne wymagania dla
małego wypływu, a inne dla dużych katastroficznych rozszczelnień instalacji).
Funkcjonalne drzewo zdarzeń jest podstawą do stworzenia systemowego drzewa zdarzeń, w którym
odpowiednie zadania funkcjonalne zostają zastąpione przez zadania systemów, obsługi, itp.
Przyporządkowanie systemów funkcjom bezpieczeństwa i określenie odpowiednich kryteriów sukcesu jest w
dużej mierze oparte na szczegółowej identyfikacji tzw. wbudowanych cech bezpieczeństwa systemu (systemów i
elementów oraz ich charakterystyk funkcjonalnych, przewidzianych przez projekt w celu zapobiegania
(nie)
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
A
B
C
24 Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych
rozwojowi sytuacji awaryjnej). Należy jednak pamiętać, że w pewnych sytuacjach systemy uczestniczące w
normalnej eksploatacji obiektu mogą być również wykorzystywane do realizacji funkcji bezpieczeństwa.
Powyższe uwarunkowania świadczą o tym, że tzw. systemowe drzewa zdarzeń nie powstają przez prostą
zamianę nagłówków w funkcjonalnych drzewach zdarzeń zamieniających funkcje bezpieczeństwa na
przyporządkowane im systemy bezpieczeństwa.
Wyznaczenie prawdopodobieństwa ciągu awaryjnego (gałęzi w systemowym drzewie zdarzeń) wymaga
określenia prawdopodobieństwa niewypełnienia funkcji przez systemy bezpieczeństwa (przy zadanych
kryteriach sukcesu) oraz oceny błędów operatora. Pierwsze z tych zadań wiąże się bezpośrednio z zagadnieniem
teorii niezawodności systemów technicznych.
Istnieje wiele metod stosowanych w analizach niezawodności. Metodyką najczęściej obecnie stosowaną w
analizach QRA jest analiza drzew błędów. Drzewo błędów (w zależności od kontekstu często nazywane również
drzewem uszkodzeń lub drzewem niesprawności) jest modelem określającym logiczne związki pomiędzy
uszkodzeniami elementarnych składowych systemu, błędami obsługi a zajściem określonego zdarzenia
jednoznacznego z niewypełnieniem odpowiedniej funkcji przez system.
Bardzo ważnym zagadnieniem w konstrukcji zarówno drzew zdarzeń jak również drzew błędów jest
modelowanie zdarzeń, błędów zależnych. Zależności są rezultatem oddziaływań między systemami lub ich
elementami, wynikających z zasad konstrukcyjnych obiektu lub pochodzą z uwarunkowań zewnętrznych dla
urządzeń - (obsługa operatorska - środowisko pracy - produkcja i instalowanie) - tzw. zdarzenia zewnętrzne
(powodzie, pożary, itp.). Nieadekwatność modelowania zdarzeń zależnych może spowodować niedocenianie
ryzyka, sięgające kilku rzędów wielkości.
Oddziaływanie człowiek-maszyna jest również jednym z istotnych czynników określających niezawodność
systemów i bezpieczeństwo obiektu. W okresie rozwoju i "dojrzewania" metodyk QRA rozwinęło różne techniki
modelowania tzw. czynnika ludzkiego (Human Factor). Istnieje wiele sposobów stosowanych w praktyce do
oceny błędów ludzkich i analiz błędów ludzkich (HRA). Jednym z najbardziej znanych jest THERP (Technique
for Human Error Prediction) opracowany przez A. D. Swaina.
Wynikiem analiz drzew zdarzeń i drzew awarii jest:
− pogrupowanie wszystkich możliwych ciągów zdarzeń ze względu na przyjętą klasyfikację skutków
(kategorie uszkodzeń obiektu lub charakterystyki uwolnień substancji szkodliwych),
− określenie ciągów dominujących w każdej grupie,
− obliczenie prawdopodobieństwa występowania każdej grupy ciągów.
Należy pamiętać, że termin "prawdopodobieństwo uszkodzenia" implikuje dwa pojęcia: częstotliwość i niepewność.
Częstotliwość jest miarą tego jak często określone zdarzenie zachodzi, podczas gdy niepewność jest
odbiciem stopnia ufności w odniesieniu do określonej wartości tej częstotliwości. Odpowiednie reprezentowanie
niepewności jest jednym z głównych zadań QRA. Stwarza to bowiem możliwość przedstawienia stanu wiedzy
na każdym etapie analizy QRA, ułatwia logiczną i spójną analizę zarówno zdarzeń częstych jak i rzadkich.
Oczywiście liczba danych jakimi dysponujemy określa poziom ufności odnośnie oszacowań odpowiednich
częstotliwości.
2.3. Skutki
Określenie skutków nie jest wyłącznie procesem deterministycznym, ponieważ istnieje zawsze pewien stopień
niepewności "losowej" w ich określeniu. Na przykład liczby ofiar katastrof samolotowych mogą znacznie się
różnić między sobą. Wypadkowi określonej kategorii można przypisać pewien zakres tzw. poziomów
zniszczenia i każdemu poziomowi możemy przypisać określony poziom ufności, który jest odzwierciedleniem
naszej aktualnej wiedzy o zjawisku. Typowym zadaniem analizy probabilistycznej oceny skutków jest
dostarczenie wiarygodnych wartości oczekiwanych skutków i określenie przedziałów ufności dla uzyskanych
wyników.
Realistyczna ocena skutków wymaga w ogólności modelowania wszystkich możliwych zjawisk fizycznych i
chemicznych towarzyszących procesom awaryjnym. To z kolei pociąga konieczność stosowania odpowiednio
zaawansowanych programów komputerowych i wiarygodnych zestawów (bibliotek) danych.
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
Należy wyróżnić następujące etapy w obliczania skutków:
Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych 25
- oceny źródeł uwolnień dla każdego scenariusza awaryjnego:
⋅ rodzaj substancji;
⋅ jej stan fizyczny;
⋅ masa i prędkość masowa wypływu uwolnionej substancji;
⋅ przedział czasowy uwolnienia;
- obliczenie dyspersji uwolnionej substancji i wyznaczenie koncentracji tej substancji w środowisku
w funkcji czasu i położenia;
- obliczenie skutków skażeń toksycznych, pożarów i wybuchów.
Ze względu na złożoność zjawisk fizycznych zachodzących w stanach awaryjnych złożonych obiektów
technicznych oraz niejednokrotnie brak dostatecznego materiału doświadczalnego mogącego potwierdzić
słuszność hipotez przy analizie tych zjawisk posługujemy się techniką drzewa zdarzeń. Punkty rozgałęzień tego
drzewa nie są wyznaczone przez stan pracy, czy też uszkodzenie odpowiedniego systemu, ale modelują nasz stan
wiedzy o możliwości zachodzenia różnorodnych zjawisk fizycznych. Każdej gałęzi w drzewie
fenomenologicznym przyporządkowane jest odpowiednie prawdopodobieństwo wyrażające stopień ufności co
do możliwości rozwoju zjawisk przez wybraną gałąź. Modele: wypływów awaryjnych substancji, dyspersji tych
substancji w otoczeniu, pożarów i wybuchów oraz oddziaływania substancji toksycznych są stosowane w celu
oceny skutków poszczególnych scenariuszy awaryjnych. Odpowiednie programy komputerowe pozwalają
wyznaczyć historię ciśnienia, temperatury, koncentracji uwolnionej substancji czy innych istotnych wielkości od
momentu zaistnienia zdarzenia początkującego. Nie są do uniknięcia przy tym niepewności ocen wynikające z
przyjętych założeń, niepewności parametrów modeli oraz stochastycznej natury rozpatrywanych zjawisk (np. w
modelowaniu dawka - skutki dla zdrowia). Należy brać to pod uwagę przy porównywaniu otrzymanych ocen
ryzyka z przyjętym kryterium ilościowym.
Metodyki QRA pozwalają ocenić wpływ błędów modeli obliczeniowych i danych wejściowych, niepewność co
do charakteru przebiegu procesów fizycznych oraz metodologicznie uwzględniać oceny ekspertów w
zagadnieniach niedostatecznie wspartych przez dane doświadczalne i analizy teoretyczno obliczeniowe. W
modelowaniu scenariuszy awaryjnych dopuszcza się zarówno zdarzenia wewnętrzne (związane z procesami
zachodzącymi w obiektach jak również zdarzenia zewnętrzne (pożary, powodzie, zagrożenia spowodowane
sąsiadującymi szlakami komunikacyjnymi, ekstremalnymi zjawiskami przyrodniczymi itp.).
Ostatecznym rezultatem analiz QRA w pełnej skali są zależności skutków mierzonych np. liczbą zgonów
natychmiastowych i zgonów w wyniku chorób przewlekłych w funkcji ich prawdopodobieństwa
(częstotliwości). Na te zależności naniesione są błędy (przedziały niepewności) uzyskanych wyników.
Poza bezpośrednią oceną ryzyka analizy QRA dostarczają ogromnej ilości informacji, które mogą być wykorzystane
również w:
a) Ustaleniu słabych elementów rozwiązań konstrukcyjnych i proceduralnych dotyczących normalnej
eksploatacji i sytuacji awaryjnej.
b) Przygotowaniu raportów bezpieczeństwa instalacji.
c) Szybkiej ocenie rozwiązań alternatywnych proponowanych ze strony nadzoru technicznego,
użytkownika i projektanta.
d) Ewaluacji incydentów rejestrowanych w historii eksploatacyjnej obiektu.
e) Systemach komputerowych wspomagania personelu eksploatacyjnego dla optymalizacji pracy
obiektu z zachowaniem odpowiednich marginesów bezpieczeństwa.
f) Szkoleniu personelu w zakresie spodziewanej oceny reakcji obiektu na różnorodne scenariusze
zdarzeń awaryjnych, zwłaszcza w obszarze, w którym doświadczenie wynikające z eksploatacji
zakładu (instalacji) jest znikome.
2.4. Oceny ryzyka poważnych awarii, pełna lista zadań
Wykonanie pełnej analizy QRA wybranego obiektu jest przedsięwzięciem skomplikowanym, wymagającym
dużego wysiłku grupy specjalistów reprezentujących różne dziedziny wiedzy. Analiza ta musi być wykonywana
w ścisłej współpracy z personelem technicznym obiektu przy dostępie do odpowiednio szczegółowej doku-
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
26 Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych
mentacji obiektu. Poniżej został przedstawiony schematycznie zakres zadań koniecznych do wykonania
całościowej analizy QRA (tabela 2.1).
Ostatecznym rezultatem analiz PSA w pełnej skali są funkcje h(c) wyznaczające dla każdej kategorii skutków c
mierzonych np. ilością zgonów natychmiastowych i zgonów w wyniku chorób przewlekłych w częstotliwości
ich prawdopodobieństwa wystąpienia. Na te zależności naniesione są błędy (przedziały niepewności)
uzyskanych wyników.
Wszystkie warianty metod PSA i QRA przyjmują, że dla obliczenia funkcji h(c) określającej prawdopodobieństwo
(częstość występowania) wystąpienia skutków c można zastosować następujący algorytm:
1. Wartość tej funkcji w punkcie c = cv jest wartością prawdopodobieństwa Pr(c) wystąpienia skutku cv:
hv=Pr(c=cv ). (2.2)
2. Prawdopodobieństwo wystąpienia skutków cv można wyrazić przez prawdopodobieństwo warunkowe
wystąpienia określonych kategorii uwolnień substancji rj, j=1,2,... Każda kategoria uwolnień opisana jest
przez parametry takie jak ilość i rodzaj uwolnionej substancji, prędkość masową wypływu substancji,
właściwości palne, wybuchowe i toksyczne oraz ewentualnie inne wielkości (np. miejsce uszkodzenia, przez
które wydobywa się substancja), które w sposób istotny mogą wpłynąć na potencjalną wielkość i rodzaj
skutków dla człowieka i środowiska:
gdzie:
Pr (cv) = ∑ Pr (cv,, rj) = ∑ Pr (cv /rj) Pr(rj), (2.3)
j∈Nr , j∈Nr ,
Nr jest zbiorem indeksującym wszystkie kategorie uwolnień,
Pr(cv/rj) oznacza prawdopodobieństwo warunkowe wystąpienia skutków cv przy założonym zajściu uwolnienia
rj..
3. Prawdopodobieństwo wystąpienia kategorii uwolnień rj można wyrazić przez prawdopodobieństwa zajścia
zdarzeń początkujących ai, i=1,... generujących ciągi zdarzeń awaryjnych prowadzące do uszkodzenia
obiektu, a w konsekwencji do uwolnień substancji niebezpiecznych:
gdzie:
Pr (rj) = ∑ Pr (rj /ai) Pr(ai), (2.4)
i∈Na
Na jest zbiorem indeksującym grupy zdarzeń początkujących,
Pr(rj/ai) oznacza prawdopodobieństwo warunkowe wystąpienia skutków cv przy założonym zajściu uwolnienia
rj.
Poszczególne etapy analiz QRA identyfikują zarówno możliwe kategorie skutków jak również pozwalają
wyznaczyć występujące w przedstawionych wyżej zależnościach prawdopodobieństwo warunkowe, co
ostatecznie prowadzi do wyznaczenia poszukiwanej funkcji h(c).
W ogólności skutki c, rozpatrywane w QRA, mogą być opisane przez wskaźniki szkód. Przykładem tego jest
zespół wskaźników opracowany na potrzeby wdrażania rozporządzenia władz federalnych Szwajcarii,
dotyczącego poważnych awarii przemysłowych, przedstawiony w tabeli 2.3.
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
Tabela 2.1 Zakres pełnej analizy QRA
Ustalenia co do przedmiotu i zakresu analiz
Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych 27
Cele analizy ryzyka, w tym punkty końcowe analiz
Opis obiektu i zebranie informacji o obiekcie i jego otoczeniu na potrzeby analiz
Identyfikacja zagrożenia.
Identyfikacja źródeł zagrożeń
Identyfikacja stanów eksploatacyjnych obiektu ważnych dla ocen zagrożenia
Wybór zdarzeń początkujących ciągi awaryjne
Określenie funkcji bezpieczeństwa
Wyznaczenie związków pomiędzy funkcjami bezpieczeństwa a systemami obiektu i
procedurami postępowania realizującymi te funkcje
Określenie kryteriów sukcesu wypełnienia funkcji bezpieczeństwa przez systemy obiektu i
działania operatorskie
Pogrupowanie zdarzeń początkujących ze względu na kryterium wymagań systemów i
działań operatorskich
Selekcja zdarzeń początkujących generujących scenariusze awaryjne dominujące ze względu
na wielkość zagrożeń.
Opracowanie modeli scenariuszy (ciągów) awaryjnych
Opracowanie modeli funkcjonalnych i systemowych ciągów zdarzeń (drzewa zdarzeń)
Opracowanie modeli do analiz niezawodności systemów występujących w definicji ciągów
zdarzeń (drzewa uszkodzeń itp.)
Opracowanie modeli analiz błędów ludzkich popełnianych w normalnych stanach
eksploatacyjnych obiektu oraz w stanach awaryjnych
Ocena zależności pomiędzy systemami / elementami /działaniami operatorskimi:
generowanych przez zasady funkcjonowania obiektu
powstałych w wyniku procesów fizycznych lub przyjętych zasad obsługi w normalnych
stanach eksploatacyjnych i awaryjnych
Przygotowanie banków danych do analiz ilościowych
Ocena częstotliwości występowania zdarzeń początkujących
Opracowanie baz danych o częstotliwości uszkodzeń elementów systemów
Opracowanie (dobór) baz danych dotyczących prawdopodobieństwa błędów ludzkich
Opracowanie (dobór) banków danych fizykochemicznych związków niebezpiecznych
(wybuchowość, palność, toksyczność)
Analiza ilościowa ciągów zdarzeń awaryjnych - obliczenie prawdopodobieństwa
wystąpienia tych ciągów
Pogrupowanie ciągów według kryterium uszkodzenia obiektu lub charakterystyki uwolnień
Wyznaczanie prawdopodobieństw zajść ciągów awaryjnych
Określenie zdarzeń dominujących (uszkodzeń sprzętu, działań operatorskich) dla każdej
grupy ciągów
Analiza błędów oceny prawdopodobieństwa ciągów awaryjnych
Wyznaczenie kategorii uwolnień substancji niebezpiecznych
1. Obliczenie uwolnień frakcji ciekłej i gazowej substancji niebezpiecznych
2. Określenie i analiza ilościowa zjawisk fizycznych towarzyszących uwolnieniom
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
28 Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych
Tabela 2.1 Zakres pełnej analizy QRA c.d.
Ocena skutków
Ocena warunków atmosferycznych
Opis topografii otaczającego terenu
Obliczenie rozprzestrzeniania się uwolnień w środowisku
Obliczenie rozkładu stężeń substancji niebezpiecznych
Modelowanie zależności dawka-skutki i obliczenie skutków dla zdrowia w wypadku
uwolnień substancji toksycznych
Obliczenie skutków pożarów, wybuchów w wypadku uwolnień substancji palnych lub
eksplozji materiałów wybuchowych
Ocena ryzyka
Wyznaczenie jakościowych wskaźników ryzyka
Oszacowanie błędów analizy
Ocena wielkości ryzyka, w aspekcie zarządzania ryzykiem
Tabela 2.3. Wskaźniki szkód dla poważnych awarii przemysłowych
Wskaźnik Opis
Ludzie i istoty żywe
n1 = liczba zgonów i przypadki ciężkiego
inwalidztwa
n2 = liczba rannych
Zgony natychmiastowe i odległe
Ciężko i lekko ranni, a także liczba osób cierpiących z powodu
długotrwałych dolegliwości
n3 = liczba ewakuowanych Liczba osób ewakuowanych na okres powyżej l roku
n4 = współczynnik alarmu
n5 = liczba padłych zwierząt domowych
n6 = powierzchnia zdegradowanego
ekosystemu
n7 = powierzchnia skażonej gleby
n8= powierzchnia obszarów skażonej wody
gruntowej
Iloczyn czasu trwania alarmu lub stan niepokoju i liczba osób,
których to dotyczy
Liczba padłych dużych zwierząt domowych i dziko żyjących,
takich jak: konie, krowy, owce, jelenie, kozice, itd. Liczba
małych zwierząt, takich jak: kury,. koty, zające lub lisy
uwzględniona jest ze współczynnikiem 0.01. Ryby są
uwzględnione przez współczynnik ne
Podstawy życia
Powierzchnia ekosystemu, którego naturalna równowaga została
naruszona. W wypadku skażeń wód powinna być włączona strefa
nadbrzeżna, jak również tereny łowieckie - w wypadku
zdziesiątkowania zwierząt drapieżnych. Powierzchnia obszarów
skażonych ważnych ekosystemów, chronionych prawem powinna
być uwzględniona z mnożnikiem 10.
Powierzchnia obszaru, który stał się nieurodzajny, nie nadający
się do zamieszkania, nieużyteczny lub wymagający zastosowania
specjalnych środków rekultywacji.
Suma powierzchni stref ochronnych wód gruntowych typów,
które zostały skażone w taki sposób i w takim rozmiarze, że
zagraża to przeniknięciem skażeń do wód gruntowych.
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
Tabela 2.3 c.d.
n9 = koszty
Dobra materialne
W przypadku n1=1 mamy do czynienia z ryzykiem indywidualnym.
Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych 29
Wszystkie szkody bezpośrednie i pośrednie, takie jak np. straty w
obszarach zamieszkania, inne straty w dobrach materialnych,
koszty leczenia, ewakuacji, procesów sądowych, itp.
Jeżeli powyższe wyrażenia dla h(c) wyznaczymy jako funkcje zmiennych położenia (x,y) to możemy określić
kontury izolinie ryzyka. W przypadku ryzyka indywidualnego IR(x,y)
gdzie:
x,y - współrzędne określające położenie.
IR(x,y) = ∑IRj (x,y), (2.5)
j∈Nr
Wartość ryzyka indywidualnego IR x,y,j wyraża równanie:
IRj (x,y) j = Pr(rj) P f,j (x,y), (2.6)
gdzie :
Pr(rj) - jest prawdopodobieństwem występowania j tego przypadku uwolnienia substancji, energii,
P f,j (x,y) - jest prawdopodobieństwem tego, że dany przypadek i spowoduje wypadek śmiertelny w lokalizacji
x,y.
Komentarza wymaga parametr P f,j . Wartość tego parametru zależy od wielu czynników a mianowicie:
1.kierunku wiatru; jeśli wiatr nie przemieszcza strefy efektu toksycznego w kierunku osiedli czy zabudowań
ludzkich to nie będzie skutków śmiertelnych.
2.możliwości zastosowania środków zmniejszających skutki, np. maski gazowe czy wczesna ewakuacja
ludzi z zagrożonego terenu.
3. indywidualna odporność osobnicza człowieka
4. prędkość wiatru i stabilność atmosferyczna. Ocena powyższych parametrów w praktyce jest dość trudna,
szczególnie w odniesieniu do pkt 2 i 3.
Znając rozkład ryzyka indywidualnego IR(x,y) oraz gęstość zaludnienia d(x,y) możemy obliczyć ryzyko grupowe
- prawdopodobieństwa tego że N ludzi zginie w różnych przypadków zdarzeń awaryjnych, opisanych zbiorem
Nr
N=∑ IR(x,y) d(x,y), (2.7)
gdzie: sumowanie rozciąga się po wszystkich punktach (x,y), dla których IR(x,y) i d(x,y) jest różne od zera.
2.5. Uwagi o stosowaniu QRA
1. Poza bezpośrednią oceną ryzyka analizy QRA dostarczają ogromnej ilości informacji, które mogą być
wykorzystane w celu zapobiegania poważnym awariom. Dotyczy to:
a) przygotowania raportów bezpieczeństwa i planów postępowania w stanach awaryjnych;
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
30 Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych
b) ustalenia słabych elementów rozwiązań konstrukcyjnych i proceduralnych dotyczących normalnej
eksploatacji i sytuacji awaryjnej;
c) szybkiej oceny rozwiązań alternatywnych proponowanych ze strony nadzoru technicznego, użytkownika i
projektanta;
d) ewaluacji incydentów rejestrowanych w historii obiektu eksploatacyjnego;
e) komputerowych systemów wspomagania personelu eksploatacyjnego i w celu optymalizacji pracy obiektu
z zachowaniem odpowiednich marginesów bezpieczeństwa;
f) szkolenia personelu w zakresie spodziewanej oceny reakcji obiektu na różnorodne scenariusze zdarzeń
awaryjnych, zwłaszcza w obszarze, w którym doświadczenie wynikające z eksploatacji zakładu
(instalacji) jest znikome.
Z punktu widzenia przemysłu i większości organizacji nadzoru, te cechy QRA dostarczają racjonalnych
podstaw do wykorzystania wyników analiz QRA w rankingu elementów technicznych i proceduralnoorganizacyjnych
wpływających na bezpieczeństwo analizowanego obiektu. W ogólności mniejsze znaczenie
mają bezwzględne wartości ocen ryzyka, które są najczęściej obarczone niepewnością wynikającą z
przyjmowanych założeń, modeli obliczeniowych oraz ich parametrów i danych. W przeciwieństwie do innych
podejść w analizie bezpieczeństwa, gdzie w ramach pewnych metodyk przyjmuje się milcząco (w sposób
bardziej lub mniej uświadomiony) ich ograniczone stosowanie, metodyki QRA pozwalają ocenić zakres
niepewności uzyskiwanych oszacowań ryzyka.
2. Doświadczenie wskazuje, że nie można w prosty sposób zautomatyzować całego procesu ocen ryzyka w
ramach QRA przez zastosowanie odpowiedniego pakietu programów komputerowych i banków danych.
Problemy powstają przy:
- identyfikacji zbioru zdarzeń początkujących ciągi zdarzeń o poważnych skutkach;
- modelowaniu przebiegu tych ciągów zdarzeń, np. za pomocą drzew zdarzeń;
- tworzeniu modeli dla ocen niezawodności systemów technicznych i błędów ludzkich - etap
niezbędny dla oceny prawdopodobieństwa wystąpienia scenariuszy awaryjnych;
- identyfikacji specyficznych problemów, które wpływają na niezawodność i bezpieczeństwo, tj.
czynniki ludzkie czy też błędy mające wspólną przyczynę.
Zwykle prowadzący analizy wykorzystują duży zakres wiedzy technicznej i swoich doświadczeń w doborze
modeli, danych i o samych obliczeniach. Tak np. dobór odpowiedniej metody identyfikacji zagrożeń może być
bardzo trudny w wypadku braku odpowiedniego doświadczenia, gdyż określenie właściwej, najlepszej
techniki w tym zakresie zależy od wielu czynników nie zawsze bardzo oczywistych.
Czynniki, które wpływają na wybór technik analiz, to:
− cel analizy;
− rodzaj dostępnych informacji;
− cechy charakterystyczne analizowanego problemu;
− sposób postrzegania zagrożeń wynikających z analizowanej instalacji lub działalności;
− dostępność zasobów finansowych i ludzkich.
Głównymi metodami stosowanymi dla obliczeń prawdopodobieństwa scenariuszy awaryjnych/zdarzeń są
drzewa uszkodzeń i drzewa zdarzeń. Przy słabej znajomości systemu, techniki obliczeniowe nawet bardzo
zaawansowane nie wpłyną na poprawę uzyskiwanych ocen prawdopodobieństw (częstości zdarzeń). Wybór
niewłaściwych parametrów niezawodnościowych lub nieodpowiedni wybór typu uszkodzenia (naprawialne/nienaprawialne)
może istotnie wpłynąć na końcowe wyniki oceny częstości zdarzeń. Podobne uwagi
można sformułować w odniesieniu do sposobu modelowania skutków zdarzeń.
3. Istotne jest dokładne określenie zakresu i stopnia szczegółowości analizy, wpływa to bowiem istotnie na
koszty i czas prowadzenia takich analiz oraz oczywiście na liczbę ekspertów w to zaangażowanych.
Szczegółowe analizy QRA powinny być stosowane rzadko i to tylko w zakresie niezbędnym do osiągnięcia
zamierzonych celów. Nawet proste techniki ocen ryzyka, jeżeli nie będą odpowiednio zastosowane, mogą
dostarczyć olbrzymią liczbę szczegółowych informacji trudną do bezpośredniego praktycznego
wykorzystania. Dlatego bardzo istotna jest umiejętność:
− przełożenia ogólnych celów analizy na dobrze zdefiniowane cele szczegółowe;
− opracowania zakresu niezbędnych prac;
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych 31
− zrozumienia typu i źródeł potrzebnych informacji;
− oszacowania czasu i kosztów analizy;
− otrzymania wyników w oparciu o techniki dopasowane do celów analiz;
− oceny sensowności otrzymywanych wyników;
− przedstawienia wyników w formie użytecznej dla praktycznych zastosowań.
4. Kompleksowa ocena ryzyka to złożony problem obejmujący wiele dyscyplin i zwykle pojedynczy ekspert lub
mała grupa nie mają wystarczającej wiedzy i doświadczenia, żeby prowadzić analizy ryzyka złożonych
instalacji. Jeżeli nie dysponuje się pełnym zestawem informacji poszukuje się ich w już przeprowadzonych
analizach podobnych instalacji lub dokonuje się "ekstrapolacji" stosowanych tam parametrów i danych aby
oddać specyfikę analizowanego przypadku.
5. Odpowiednie wsparcie komputerowe jest niezbędne dla efektywnego zbierania informacji, ich
przechowywania oraz przygotowania przetwarzania koniecznych danych na każdym etapie oceny ryzyka.
6. Szczegółowe oceny ryzyka, takie jak QRA, wymagają różnych typów informacji. Informacje specyficzne
dla instalacji to:
− własności charakterystyczne stosowanych substancji/preparatów chemicznych, opisane np. w kartach
charakterystyk bezpieczeństwa tych substancji.
− chemizm procesu - dokumentacja stosowanej technologii, łącznie z marginesem bezpieczeństwa i
nominalnymi parametrami pracy;
− diagramy procesu, łącznie z ilościami substancji i masowymi prędkościami przepływu;
− przyjęte systemy bezpieczeństwa: pasywne takie jak obudowa bezpieczeństwa lub aktywne takie jak
układy odcinające, itp.;
− plany instalacji, łącznie z usytuowaniem przestrzennym istotnych jej elementów;
− diagramy rurociągów i systemów zasilania w energię elektryczną oraz systemów kontrolnopomiarowych;
− specyfikacja techniczna urządzeń;
− procedury eksploatacji/obsługi;
− zasady prowadzenia przeglądów i konserwacji;
− wykonane wcześnie audyty i przeglądy bezpieczeństwa;
− historia eksploatacyjna instalacji.
Bazy danych niezbędne do ocen ryzyka obejmują zwykle:
− strumień uszkodzeń urządzeń;
− prawdopodobieństwo wystąpienia błędów ludzkich;
− własności fizyko-chemiczne substancji, łącznie z toksycznością, palnością;
− dane o liczbie zatrudnionych w poszczególnych częściach zakładu, a także o ludności zamieszkującej
w pobliżu zakładu i o obiektach użyteczności publicznej, terenach chronionych, itp.;
− informacje o warunkach meteorologicznych;
− informacje o pobliskich szlakach wodnych, drogowych, kolejowych i portach lotniczych.
2.6. Analizy ryzyka w kontekście raportu bezpieczeństwa
Raport bezpieczeństwa jest kluczowym elementem strategii zapobiegania awariom i zarządzania
bezpieczeństwem instalacji.
Raport bezpieczeństwa powinien składać się z części opisowej i części analitycznej. Część opisowa powinna
zawiera syntezę wszystkich ważnych informacji o budowie instalacji oraz zasadach jej eksploatacji i obsługi.
Opis ma być na tyle szczegółowy, aby można było w następnej części, analitycznej, udowodnić, że producent
zastosował niezbędne środki dla zapobiegania poważnym awariom.
W części analitycznej powinny być przedstawione i poddane ocenie wbudowane cechy bezpieczeństwa obiektu
służące zapobieganiu poważnym awariom i ograniczeniu ich skutków. Taka ocena powinna być uzupełniona
analizą ryzyka, zawierającą oceny odpowiedzi instalacji na różne możliwe zaburzenia/odstępstwa parametrów
procesowych od wartości nominalnych i/lub na postulowane niesprawności systemów instalacji lub ich
elementów.
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
32 Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych
2.7. Wymagane elementy analiz ryzyka poważnych awarii chemicznych.
Przy obliczaniu ryzyka na potrzeby raportu bezpieczeństwa musimy mieć pewność, że otrzymane oszacowania
są zachowawcze. Tę zachowawczość można ocenić na podstawie przyjmowanych założeń lub przez odniesienie
do danych doświadczalnych lub awarii już odnotowanych i przeanalizowanych.
Zgodnie z obowiązującymi przepisami w znakomitej większości krajów Unii Europejskiej i szerzej - w krajach
OECD obliczenia miar ryzyka nie są niezbędnym elementem analiz na potrzeby raportów bezpieczeństwa lub
analogicznych materiałów mających dokumentować poziom bezpieczeństwa instalacji podlegających rygorom
przepisów dotyczących poważnych awarii przemysłowych. Wynika to z konstrukcji prawa jak również jest
związane z istotnymi trudnościami zebrania wiarygodnych danych do przeprowadzenia obliczeń
prawdopodobieństwa wystąpienia różnorodnych scenariuszy awaryjnych, które mogą wystąpić w analizowanej
instalacji (patrz rozdział VIII). Takie obliczenia są konieczne w sytuacji, gdy ww. przepisy posługują się
pojęciem ryzyka akceptowalnego. Projekty regulacji prawnych w Polsce w zakresie poważnych awarii
przemysłowych nie przewidują takiego rozwiązania.. W tej sytuacji przyjęto, że analizy ryzyka na potrzeby
raportu bezpieczeństwa powinny obejmować następujące obszary:
- identyfikację źródeł zagrożeń,
- wybór awaryjnych scenariuszy oceny prawdopodobieństwa ich wystąpienia oraz ustalenie
potencjalnych uszkodzeń instalacji, błędów obsługi lub oddziaływań zewnętrznych prowadzących
do poważnych awarii,
- obliczenie źródeł uwolnień i transportu skażeń w środowisku dla reprezentatywnych scenariuszy
awaryjnych,
- obliczenie potencjalnych skutków poważnych awarii dla pracowników zakładu, ludzi
zamieszkujących lub pracujących w sąsiedztwie instalacji oraz dla środowiska,
- ocenę skuteczności dostępnych środków zapobiegania poważnym awariom i minimalizacji ich
skutków.
Niniejszy poradnik nie porusza metodyk wyznaczania miar ryzyka oraz określania czy obliczone ryzyko jest
akceptowalne.
Bibliografia
1. AIChE/CCPS (1985), Guidelines for Hazard Evaluation Procedures. Center for Chemical Process Safety,
American Institute of Chemical Engineers, New York (ISBN 0-8169-0347-6).
2. AIChE/CCPS (1988a). Guidelines for Safe Storage and Handling of High Toxic Hazard Materials. Center
for Chemical Process Safety, American Institute of Chemical Engineers, New York (ISBN 0-8169-0400-6).
3. AIChE/CCPS (1988b). Guidelines for Vapour Release Mitigation. Center for Chemical Process Safety,
American Institute of Chemical Engineers, New York (ISBN 0-8169-0401-4).
4. Amendola, A. (1986). "Uncertainties in Systems Reliability Modelling: Insight Gained through European
Benchmark Exercises," Nuclear Engineering and Design, Vol. 93, pp. 215-225, Amsterdam, Holland:
Elsevier Science Publishers.
5. Arendt, J. S. et al. (1989). A Manager's Guide to Quantitative Risk Assessment of Chemical Process
Facilities. JBF Associates, Inc., Knoxville, Tenn., Report No. JBFA-119-88, prepared for the Chemical
Manufacturers Association, Washington, D.C.: January.
6. Ballard, G. M. (1987). "Reliability Analysis-Present Capability and Future Developments." SRS Quarterly
Digest, System Reliability Service, UK Atomic Energy Authority, Warrington, England, pp. 3-11, October.
7. Batsone, R. J. (1987). Proceedings of the International Symposium on Preventing Major Chemical
Accidents. Washington, D.C. (J. L. Woodward, ed.). American Institute of Chemical Engineers, New York
(ISBN 0-8169-0411-1). Feb. 3-5.
8. Borysiewicz, M., et al., (1997), "Katastrofy przemysłowe", Bezpieczeństwo pracy i ergonomia, t.2, CIOP,
ISBN 83-901740-6-5.
9. Borysiewicz, M., Markowski, A. S., (2000) "Podstawy modelowania dyspersji gazów w środowisku",
Zapobieganie stratom w przemyśle, Materiały IX Sympozjum "Programy Komputerowe dla raportów
bezpieczeństwa i planów operacyjno-ratowniczych, Politechnika Łódzka, ISBN 7283-001-0.
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych 33
10. Box, G. E. P. and Hunter, J. S., (1961). "The 2 k-p Fractional Factorial Designs. Part I," Technometrics 3(3),
311-346, August.
11. Boyen, V. E. et al. (1988). "Process Hazards Management." Document developed by Organization Resource
Counselors, Inc. (ORC) [submitted to OSHA for future rulemaking on process hazards management],
Washington, D.C.
12. Bretherick, L. (1983). Handbook of Reactive Chemical Hazards, 2nd edition. London: Butterworths (ISBN
0-408-70927-8).
13. Carpenter, B. Fł. and Sweeny, H. C. (1961). "Process Improvement with 'Simplex' Self-Directing
Evolutionary Operation." Chemical Engineering 72(14), I 17-12fi.
14. CCPS (1989). Guidelines for Chemical Process Quantitative Risk Analysis, Center for Chemical Process
Safety of the American Institute of Chemical Engineers, New York.
15. DeHart. R. and Gaincs, N. (1987). "Episodic Risk Management at Union Carbide." AIHE Spring National
Meeting, Symposium on Chemical Risk Analysis, Houston. American Institute of Chemical Engineers, New
York.
16. Dow (1987). Fire and Explosion Index-Hazard Classification Guide. 6-th edition. CEP l Technical Manual,
American Institute of Chemical Engineers. New York.
17. Freeman. R. A. (1983). "Problems with Risk Analysis in the Chemical Industry." Plant/Operations Progress
2(3), 185-90.
18. Freeman, R. A. et al. (1986). "Assessment of Risks from Acute Hazards at Monsanto". 1986 Annual
Meeting, Society for Risk Analysis. Nov. 9-12, Boston, MA. Society for Risk Analysis. 8000 West Park Drive.
Suite 400. McLean, VA 22102.
19. Gibson, S. B. (1980). "Hazard Analysis and Risk Criteria." Chemical Engineering; Progress (November),
46-50.
20. Goyal, R. K. (1985). "PRA= Two Case Studies from the Oil Industry." Paper presented at Session SA of
Reliability'85, Symposium Proceedings, July 10-12, 1985; Vol. 2, p. 5A/3. Jointly sponsored by National
Centre of Systems Reliability. Warrington, England and Institute of Quality Assurance, London, England.
21. Hawksley. J. L. (1984), Some Social, Technical and Economical Aspects of the Risks of Large Chemical
Plants. Chemrawn III, World Conference on Resource Material Conversion, The Hague, June 25-29.
22. Health and Safety Executive (1978). Canvey-An Investigation of Potential Hazards from the Operations in
the Canvey Islandl/Thurrock Area. 195 pp, HMSO, London, UK.
23. Health and Safety Executive (1981). Canvey-A Second Report, 13U pp, HMSO, London, U K.
24. Helmers, E. N. and L. C. Schaller (1982). "Calculated Process Risk and Hazards Management." AIChE
Meeting, Orlando, FL, Feb. 20-Mar. 3. American Institute of Chemical Engineers, New York.
25. IChemE (1985). Nomenclature of Hazard and Risk Assessment in the Process Industries. Institution of
Chemical Engineers, UK (ISBN (1-85295-IR4-1).
26. ICI (Imperial Chemical Industries) (1985). The Mond Index, 2nd edition. ICI PLC, Explosion Hazards
Section Technical Department, Winnington, Northwick, Cheshire CW8 4DJ, England.
27. IPPT PAN (1996), "Komputerowe modelowanie rozprzestrzeniania się skażeń w atmosferze, ISBN 83-
903847-5-2.
28. .Joschek, K. T. (1983). "Risk Assessment in the Chemical Industry." Plant/Operations Progress 2 (1,
January), 1-5.
29. Kaplan, S. and B. J. Garrick (1981). "On the Quantitative Definition of Risk." Risk Analysis 1(1), 11-27.
30. Kilgo, M. B. (1988). "An Application of Fractional Factorial Experimental Designs." Quality Engineering,
1, 19-23. American Society for Quality Control and Marcel Dekker, New York.
31. Lees, F. P. (1980). Loss Prevention in the Process Industries, 2 Volumes. Butterworths, London and Boston
(ISBN 0-0408-10604-2).
32. Long, D. E. (1969). "Simplex Optimisation of the Response from Chemical Systems." Anal. Chim. Acta 46,
193-206.
33. Markowski, A. S. i inni (2000), "Zapobieganie stratom w przemyśle", cz.III Zarządzanie bezpieczeństwem
procesowym, Politechnika Łódzka, ISBN 83-87198-99-4.
34. Markowski, A. S., Borysiewicz, M., (2000) "Ocena i wybór oprogramowania dla modelowania efektów
fizycznych i skutków uwolnień niebezpiecznych substancji do otoczenia", Zapobieganie stratom w
przemyśle, Materiały IX Sympozjum "Programy Komputerowe dla raportów bezpieczeństwa i planów
operacyjno-ratowniczych”, Politechnika Łódzka, ISBN 7283-001-0.
35. Marshall, V. C. (1987). Major Chemical Hazards. Halsted Press, Division of John Wiley & Sons, Inc. New
York (ISBN 0-470-20813-9).
36. Mudan, K. S. (1987). "Hazard Ranking for Chemical Processing Facilities." ASh1E Winter Annual Meeting,
Boston, MA. Dec. 13-18. American Society of Mechanical Engineers, New York.
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
34 Oceny ryzyka poważnych awarii przemysłowych
37. Nelder, J.A. and Mead, R. (1964). "A Simplex Method for Function Minimization." The Computer Journal
7, 308-313.
38. New Jersey (1988). "Toxic Catastrophe Prevention Act Program." State of New Jersey. N.J.A.C. 7:31-1, 2,
3, 4 and 6. New Jersey Register, Monday, June 20, 1988. 20 N.J.R. 1402.
39. NFPA 325M (1984). Fire Hazard Properties of Flammable Liquids. Gases, and Volatile Solids. National
Fire Protection Association, Quincy, MA 02269.
40. NUREG (1983). PRA Procedures Guide: A Guide to the Performance of Probabilistic Risk Assessment for
Nuclear Power Plants. 2 volumes, NUREG/CR-2300, U.S. Nuclear Regulatory Commission, Washington,
D.C. (available from NTIS).
41. NUREG (1984). PRA Status Review in the Nuclear Industry, NUREG-1050, Nuclear Regulatory
Commission, Washington D.C. September, 1984 (available from NTIS).
42. NUREG (1985). Probabilistic Safety Analysis Procedures Guide, NUREG/CR-2815. Nuclear Regulatory
Commission, Washington D.C. August, 1985 (available from NTIS).
43. 0rmsby, R. W. (1982). "Process Hazards Control at Air Products." Plum/Operations Progress 1, 141-144.
44. Pilz. V. (1980). "What is Wrong with Risk Analysis''" 3rd International Symposium on Loss Prevention and
Safety Promotion in the Process Industries, Basle, Switzerland, 6/448-454. Swiss Society of Chemical
Industries, September 15-19.
45. Prugh, R. W. (1980). "Application of Fault free Analysis." Chemical Engineering Progress July, 59-67.
46. Rijnmond Public Authority (1982). A Risk Analysis of 6 Potentially Hazardous Industrial Objects in the
Rijnmond Area-A Pilot Study. D. Reidel, Dordrecht, the Netherlands and Boston, MA (ISBN 90-277-1393-
6).
47. Rosenhlum, G. R. et al. (1983). "Integrated Risk Index Systems." Proceedings of the Society for Risk
Analysis. Plenum Press, New York, 1985.
48. Spendley, W. et al. (1962). "Sequential Application of Simplex Designs in Optimisation and Evolutionary
Operation." 7'echnornetrics 4(4). November.
49. TNO (1979). Methods for the Calculation of the Physical Effects of the Escape of Dangerous Material:
Liquids and Gases, 2 Volumes. P.O. Box 342, 7300 AH Apeldoorn, The Netherlands.
50. USCIP Working Party (1985). "Standard Plan for the Implementation of Hazard Studies I: Refineries".
Union des Chambres Syndicales de L'Industrie de Petrole (UCSIP), Paris, France.
51. US EPA (1980). "Chemical Selection Method: An Annotated Bibliography": Toxic Integration Information
Series. EPA 560/TIIS-80-001, November (available from NTIS).
52. US EPA (1981). "Chemical Scoring System Development," by R. H. Ross and P. Lu, Oak Ridge National
Laboratory. Interagency Agreement No: 79-D-X9856, June (available from NTIS).
53. Van Kuijen, C. J. (1987). "Risk Management in the Netherlands: A Qualitative Approach". UNIDO
Workshop on Hazardous Waste Management and Industrial Safety, Vienna, June 22-26.
54. Warren Centre (1986). Hazard Identification and Risk Control for the Chemical and Related Industries-
Major Industrial Hazards Project Report (D. H. Slater, E. R. Corran, and R. M. Pitblado, eds.). University of
Sydney, NSW 2006, Australia (ISBN 0949269 29 8). Technical Papers (ISBN 0949269 37 9).
55. World Bank (1985). Manual of Industrial Hazard Assessment Techniques. Office of Environmental and
Scientific Affairs. World Bank, Washington, D.C.
Poradnik metod ocen ryzyka związanego z niebezpiecznymi instalacjami procesowymi
Change language