Методические рекомендации по выполнению вероятностного анализа безопасности (ваб) объекта мн предисловие (стр. 13 из 33)

При решении вопроса о включении того или иного элемента в ДО (СФЦ) необходимо руководствоваться следующими правилами:

Отказы пассивных компонентов обычно имеют существенно меньшую вероятность, чем отказы активных, и поэтому обычно не включаются в ДО (СФЦ). Однако, для некоторых из них необходимость включения в ДО (СФЦ) должна быть рассмотрена. К ним относятся:

– единичные отказы пассивных элементов, которые приводят к отказу системы или канала в целом (например, отказы трубопроводов, обратных клапанов, баков);

– отказы входящих в систему теплообменников.

При моделировании цепей управления отказ измерительного канала (в который входят датчик, преобразователь, вторичный прибор и т.д.) рассматривается как одно событие.

Отказы реле, задействованных в логических цепях управления, также должны быть учтены при моделировании.

В гидравлических и пневматических системах исключаются из рассмотрения элементы, которые расположены на вспомогательных линиях, если Ду этих линий не превышает 1/3 от Ду основной линии. Этот критерий базируется на предположении, что отклонение расхода на величину менее 1/10 не оказывает влияния на способность системы выполнять требуемую функцию (1/10 расхода эквивалентна 1/3 диаметра).

Элементы, расположенные на линиях рециркуляции гидравлических и пневматических систем, не должны исключаться из рассмотрения, если они используются для управления работой системы при нормальной эксплуатации.

Не включаются в анализ устройства, применяемые только для настройки и опробования систем.

Элементы систем вентиляции и кондиционирования воздуха включаются в рассмотрение по тем же правилам, что и элементы гидравлических и пневматических систем и только в том случае, если их отказы оказывают непосредственное влияние на оборудование главных и вспомогательных систем.

В системах электроснабжения включаются в анализ те шины питания и секции, от которых запитаны элементы рассматриваемых технологических систем, систем контроля и управления и обеспечивающих систем. Должны быть рассмотрены все коммутационные устройства, преобразовательные устройства, источники напряжения (включая источники внешнего электроснабжения), связанные с этими шинами и секциями.

Г.3.3 Качественный анализ надежности систем

Перед построением ДО (СФЦ) системы выполняется качественный анализ надежности системы, основной целью которого является определение причин и последствий отказов элементов системы.

При выполнении качественного анализа надежности, каждый элемент системы из перечня элементов, выбранных для анализа, изучается на предмет определения следующих характеристик:

– место элемента в системе (как правило указывается линия или функциональная группа оборудования, к которой принадлежит данный элемент);

– тип и технологический индекс элемента (в соответствии с технологической схемой);

– состояние элемента при функционировании ОМН в основном эксплуатационном режиме;

– виды отказов элемента;

– последствия отказов элемента (с точки зрения функционирования ОМН);

– связи элемента с обеспечивающими системами;

– периодичность проверки работоспособности элемента.

Обычно результаты качественного анализа надежности системы представляются в табличной форме.

Г.3.4 Построение дерева отказов или схемы функциональной целостности системы

Г.3.4.1 Общие положения

Разработка ДО (СФЦ) систем начинается после того, как:

– собраны исходные данные о системе в объеме требований настоящей Методики;

–выполнен качественный анализ надежности системы.

Г.3.4.2 Построение дерева отказов

Под ДО понимается древовидная графическая структура (модель), которая начинается верхним событием, развиваясь вниз по всем возможным причинам.

Основные структурные элементы ДО представлены в таблице Г.3.

Таблица Г.3 – Основные структурные элементы ДО

Структурные элементы дерева отказов.	Определение
Верхнее событие	Нежелательное событие или состояние, для логического анализа которого ДО сформировано.
Основное событие	Событие «корневой причины» в ДО, для которого никакая дальнейшая разработка логики дерева не делается. Для каждого основного события задается модель готовности и набор параметров готовности.
Логический элемент	Логические отношения между событиями в ДО моделируются булевыми логическими операторами, называемыми логическими элементами. Каждый логический элемент имеет определенный тип оператора, например, ИЛИ, И, K/N, НИ или И-НЕ.
Внешние условия	Внешние условия – специальный тип основных событий, которые могут иметь только два «значения»: логическая ИСТИНА или ЛОЖЬ. Иногда для обозначения внешних условий используется термин «постулированное событие».
Параметр	Числовые значения, используемые в моделях готовности.
Трансфер	Ссылка в ДО на другие ДО (как правило, ДО обеспечивающих систем).

На рисунке Г.1 представлено ДО, в котором:

1 – верхнее событие ДО;

2 – логический элемент K/N ( к отказавших элементов из n элементов );

3 – основное событие;

4 – основное событие;

5 – логический элемент “ И “;

6 – основное событие;

7 – внешнее условие (логический ключ, который при значении “1” подключает ветвь ДО с логическим элементом 5, а при значении “0” отключает данную ветвь);

8 – трансфер (ссылка на другое ДО).

Рисунок Г.1 – Основные структурные элементы дерева отказов

Каждый элемент ДО характеризуется следующими параметрами:

– текстовое описание;

– уникальное имя (идентификатор);

– указатель на тип элемента ДО (логический оператор, разрабатываемое событие, базисное событие, постулированное событие).

Все элементы ДО должны иметь уникальные имена, построенные по определенным правилам, единым для всей модели.

Разработка ДО начинается с определения верхнего события дерева. После определения верхнего события построение ДО происходит на основе последовательного анализа того, какие события могут быть причиной отказа каждого из элементов - уровень за уровнем, до самого нижнего. На самом нижнем уровне в ДО должны быть только базисные события и/или ссылки на другие ДО.

Г.3.4.2.1 Верхнее событие

Верхнее событие соответствует событию отказа системы в целом. Оно определяется на основе критерия успеха системы путем конвертирования критерия успеха в критерий отказа. Для обеспечивающей системы верхнее событие определяется из условий работоспособности обеспечиваемой системы.

Г.3.4.2.2 Логические операторы

Логические операторы служат для описания логического взаимодействия событий в дереве отказов. Чаще всего используется семь логических операторов, см. таблицу Г.4.

Таблица Г.4 – Основные логические операторы

Тип логического оператора.	Логический оператор принимает значение «ИСТИНА», если
ИЛИ	По крайней мере, одно исходное событие ИСТИНА.
И	Все исходные события ИСТИНА.
K-из-N (K/N)	По крайней мере, K из N исходных событий ИСТИНА.
НИ (ИЛИ-НЕ)	Ни одно из исходных событий ИСТИНА (все исходные события ЛОЖЬ)
И-НЕ	Не все исходные события ИСТИНА (По крайней мере одно исходное событие ЛОЖЬ)
Неэквивалентность (исключающее ИЛИ)	Точно одно исходное событие - ИСТИНА

Обозначения указанных логических операторов в ДО представлены на рисунке Г.2.

а) Логический оператор “ИЛИ” б) Логический оператор “И”

в) Логический оператор “ИЛИ-НЕ” г) Логический оператор “И-НЕ”

д) Логический оператор “Исключающее ИЛИ” е) Логический оператор “К из N»

Рисунок Г.2 – Обозначение логических операторов в деревьях отказов

Г.3.4.2.3 Трансферы

Трансферами называют ДО, которые входят в структуры других ДО. Трансферы используются в следующих случаях:

– если одним из событий в ДО основной системы является отказ обеспечивающей системы;

– для исключения многократного дублирования частей дерева, описывающих одинаковую логику взаимодействия одних и тех же базисных и постулированных событий;

– для моделирования отказов подсистем.

Г.3.4.2.4 Основные события (базисные события)

Основные события - события самого низкого уровня, которые входят в ДО. Они не имеют логической зависимости от других событий.

Существуют следующие типы основных событий:

– отказы элементов;

– неготовность из-за технического обслуживания или опробования;

– ошибки персонала;

– постулированные события;

– скрытые отказы;

– отказы систем, если они смоделированы как отдельные события.

Отказ элемента.