8. Метод построения деревьев событий

Набор обстоятельств (не только отказов системы, но и внешних воздействий на нее), ведущих к аварии, называется последовательностью аварии (или сценарием), которую можно проследить с помощью дерева событий. В отличие от структурных схем и деревьев отказов деревья событий имеют более полное физическое содержание. Если основным преимуществом деревьев отказов по сравнению с блок-схемами является учет причинно-следственной связи между отказами элементов, то деревья событий дают картину физических процессов, приводящих элементы и систему к критическим состояниям.

Анализ дерева событий может дать ответ на вопрос: какие аварийные ситуации могут возникнуть и какие вероятности этих событий? Ответы могу быть получены с помощью анализа потенциальных сценариев аварии. Последовательности потенциальных событий определяются начиная с исходного события и последующего анализа прочих событий, вплоть до того момента, когда авария либо происходит, либо предотвращается. Полную картину риска от промышленного объекта дает анализ всех возможных последствий.

Дерево событий обычно рисуется слева направо и начинается с исходного события. Этим исходным событием является любое событие, которое может привести к отказу какой-либо системы или компонента. В дереве событий исходные события связаны со всеми другими возможными событиями - ветвями, а каждый сценарий представляет собой путь развития аварии, состоящий из набора таких разветвлений.

Определив все исходные события и организовав их в логическую последовательность, можно получить большое число (тысячи для АЭС) потенциальных сценариев аварии. С помощью анализа дерева событий можно определить пути развития аварии, которые вносят наибольший вклад в риск из-за их высокой вероятности или потенциального ущерба. Анализ ветвей и путей развития аварии позволяет вносить изменения в конструкцию или эксплуатационные процедуры с учетом этих путей, обусловливающих наибольший вклад в суммарный риск. Методология дерева событий дает возможность:

§ описать сценарии аварий с различными последствиями от различных исходных событий;

§ определить взаимосвязь отказов систем с последствиями аварии;

§ сократить первоначальный набор потенциальных аварий и ограничить его лишь логически значимыми авариями;

§ идентифицировать верхние события для анализа дерева отказов.

Пример дерева событий, приведенный на рис.6, соответствует гипотетической последовательности событий при аварии с потерей теплоносителя в водоохлаждаемом реакторе АЭС (авария типа LOCA) [4]. Начальным событием служит разрыв трубопровода с вероятностью Н₀. Следующие события: пребывание системы электроснабжения и в исправном состоянии с вероятностью S₁ и в неисправном состоянии с вероятностью Н_1; срабатывание системы аварийного охлаждения с вероятностью S₂ и несрабатывание с вероятностью Н₂; срабатывание системы удаления продуктов деления с вероятностью S₃ и несрабатывание с вероятностью Н₃; сохранение целостности защитной оболочки с вероятностью S₄ и нарушение целостности с вероятностью Н₄.

При развитии событий по верхней ветви дерева с вероятностью (в предположении о независимости исходных событий)

S = H₁S₂S₃S₄S₅, (25)

ожидаются очень небольшие радиоактивные выбросы, при развитии по нижним ветвям - большие и очень большие выбросы.

А1 - Перепад напряжения Н1=0,006

А2 - Короткое замыкание Н2=0,0065

А3 - Ошибки при установке мерников с суспензией Н3=0,004

А4 - Работа со сварочным аппаратом Н4=0,001

А5 - Выход из строя мерников с суспензией

А6 - Наличие искры

А7 - Курящий рабочий Н7=0,0035

А8 - Нарушение правил пожарной безопасности

А9 - Локальное повреждение оборудования Н9=0,003

А10 - Источник зажигания Н10=0,0045

А11 - Очаг воспламенения

А12 - Образование взрывоопасной смеси

А13 - Возникновение пожара в помещении мерников

В1 - Порча по неосторожности Н14=0,0008

В2 - Диверсия Н15=0,0006

В3 -Случайное нарушение Н16=0,00087

В4 - Неправильная транспортировка Н17=0,00089

В5 - Случайное;

В6 - Умеренное

В7 - Нарушение целостности аппарата

В8 - Деформация аппарата

В9- Долгая работа Н22=0,00091

В10 - Заводской брак Н23=0,00075

В11 - Механическое повреждение

В12 - Перегрев подшипников

В13 - Нарушение работы насосов

С1- Слабые навыки в сложных ситуациях Н27=0,00085

С2 - Шоковое состояние Н28=0,00069

С3 - Отсутствие самообладания Н29=0,00083

С4 - Неправильная организация рабочего места Н30=0,00062

С5 - Бездействие Н31=0,0009

С6- Недисциплинированность Н32=0,00095

С7 -Выход из строя прибора контролируемого температуру Н33=0,00061

С8 - Ошибки технолога;

С9- Неправильный выбран материал для изготовления оборудования Н35=0,00079

С10 - Заводской Брак Н36=0,0015

С11 - Увеличение давления

С12 - Малая толщина стенок

С13 - Увеличение напряжения стенок аппарата

Д1 - Нарушение паспортных режимов Н40=0,00059

Д2 - Нарушение требований транспортировки Н41=0,0017

Д3 - Нарушение сборки и монтажа Н42=0,00065

Д4 - Нарушение правил эксплуатации и ремонта

Д5 - Дефект изготовления Н44=0,00099

Д6 - Нарушение сигнализации

Ж - Взрыв в помещении, где находятся мерники растворителей суспензии.

Расчет

Ветка 1

Н5=1-(1-Н1)*(1-Н2)*(1-Н3)=1-(1-0,006)*(1-0,0065)*(1-0,004)=1-0,994*0,9932*0,996=1-0,984=0,016

Н6=Н4=0,001

Н8=Н5=0,016

Н11=1-(1-Н6)*(1-Н7)*(1-Н8)=1-(1-0,001)*(1-0,0035)*(1-0,016)=1-0,999*0,9965*0,984=1-0,9796=0,02

Н12=1-(1-Н9)*(1-Н10)=1-(1-0,003)*(1-0,0045)=1-0,997*0,9955=1-0,993=0,007

Н13=1-(1-Н11)*(1-Н12)=1-(1-0,02)*(1-0,007)=1-0,98*0,993=1-0,973=0,027

Ветка 2

Н18=Н14=0,0008

Н19=Н15=0,0006

Н21=1-(1-Н18)*(1-Н19)=1-(1-0,0008)*(1-0,0006)=1-0,9992*0,9994=1-0,9986=0,0014

Н20=1-(1-Н16)*(1-Н17)=1-(1-0,00087)*(1-0,00089)=1-0,99913*0,99911=1-0,9982=0,0018

Н24=1-(1-Н21)*(1-20)=1-(1-0,0014)*(1-0,0018)=1-0,9986*0,9982=1-0,9968=0,0032

Н25=Н22=0,00091

Н26=1-(1-Н23)*(1-Н24)*(1-Н25)=1-(1-0,00075)*(1-0,0032)*(1-0,00091)=1-0,99925*0,9968*0,99909=1-0,9951=0,0049

Ветка 3

Н34=1-(1-Н27)*(1-Н28)*(1-Н29)*(1-Н30)*(1-Н31)*(1-Н32)=1-(1-0,00085)*(1-0,00069)*(1-0,00083)*(1-0,00062)*(1-0,0009)*(1-0,00095)=1-0,99915*0,99931*0,99917*0,99938*0,9991*0,99905=1-0,99517=0,0048

Н37=1-(1-Н33)*(1-Н34)=1-(1-0,00061)*(1-0,0048)=1-0,99939*0,9952==1-0,9946=0,0054

Н38=1-(1-Н35)*(1-Н36)=1-(1-0,00079)*(1-0,0015)=1-0,99921*0,9985=1-0,9977=0,0023

Н39=1-(1-Н37)*(1-Н38)=1-(1-0,0054)*(1-0,0023)=1-0,9946*0,9977=1-0,9923=0,0077

Ветка 4

Н43=1-(1-Н40)*(1-Н41)*(1-Н42)=1-(1-0,00059)*(1-0,0017)*(1-0,00065)=1-0,99941*0,9983*0,99935=1-0,9971=0,0029

Н45=1-(1-Н43)*(1-Н44)=1-(1-0,0029)*(1-0,00099)=1-0,9971*0,99901=1-0,9961=0,0039

Н46=1-(1-Н13)*(1-Н26)*(1-Н39)*(1-Н45)=1-(1-0,027)*(1-0,0049)*(1-0,0077)*(1-0,0039)=

=1-0,973*0,9951*0,9923*0,9961=1-0,957=0,043

Ветка А

Ветка Б

Ветка В

Ветка Г

Ветка Д

Ветка Е

Вывод: По сценарию №3 построены деревья отказов и событий. В результате полученных расчетов установлено, что наиболее опасной причиной развития аварий является: Возникновение пожара в помещении мерников суспензии.