Приложение 6. Приказ Ростехнадзора от 26.12.2018 N 647 "Об утверждении Руководства по безопасности "Методика оценки риска аварий на опасных производственных объектах магистрального трубопроводного транспорта газа"

Оценки ожидаемой частоты аварий на площадочных объектах МГ проводится методами логико-вероятностного моделирования аварий в соответствии с нижеследующими положениями.

1. Логико-вероятностное моделирование аварийности основывается на событийно-логическом подходе к оценке ожидаемых частот аварий, который предусматривает последовательное выполнение следующих этапов:

а) этап структурно-логической постановки задачи, включающий:

1) выбор логической схемы (например, дерева отказов, схемы функциональной целостности, сценария аварии) для проведения исследования;

2) выделение на основе анализа причинно-следственных и структурных связей конечного числа элементов системы, каждый из которых описывается двумя возможными состояниями и заданными вероятностными параметрами;

3) определение содержания и логических условий реализации или нереализации выходных функций для каждого элемента в системе;

4) описание критериев аварии;

5) логически строгое описание множества отдельных элементов системы и множества условий реализации ими своих функций, которые в совокупности образуют логическую схему системы;

б) этап логического моделирования, на котором на основе критериев аварии и логической схемы осуществляется построение логической функции состояния системы (ФСС), которая в аналитическом или графическом виде позволяет определить все комбинации состояний элементов, приводящие к реализации в системе аварии;

в) этап вероятностного моделирования, на котором с помощью ФСС осуществляется построение многочлена расчетной вероятностной функции (ВФ) аварии;

г) этап выполнения расчетов ожидаемой частоты аварии или существенного инцидента, которые выполняются на основе ВФ и заданных вероятностных параметров состояния элементов.

2. При оценке ожидаемой частоты аварий рекомендуется:

а) логическую схему системы в графической форме представлять в виде УДО с использованием входящих в комплект проектной документации "причинно-следственных таблиц";

б) элементами системы считать события и условия, приводящие к аварии на каждой ОСПО;

в) состояние элементов описывать в терминах реализация/не реализация события или условия;

г) критерием аварии считать разгерметизацию емкостного оборудования или разрыв трубопровода с опасным веществом, сопровождаемые одним из следующих событий или их комбинацией:

1) утечка опасного вещества в жидком состоянии в объеме более 10 м3;

2) утечка легкоиспаряющейся жидкости с интенсивностью, превышающей 1 м3/сут;

3) утечка природного газа в объеме более 10 000 м3;

4) воспламенение или взрыв газа;

5) воспламенение жидкости или взрыв ее паров.

3. УДО.

3.1. УДО представляет собой пятиуровневую графологическую структуру причинных взаимосвязей при возникновении аварии на опасной составляющей площадочного объекта заданного типа, полученных в результате прослеживания опасных ситуаций в обратном порядке. Уровни связаны логическими элементами "И" и "ИЛИ", в соответствии со следующим правилом: комбинация ИС приводит к ДПП, которые в свою очередь формируют ПП, последние создают НДУ для аварии. С учетом критериев аварии УДО представляет собой ФСС.

УДО для ОСПО строятся исходя из отнесения последних к одному из следующих типов:

условный сосуд со сжатым природным газом I категории взрывоопасности;

условный сосуд со сжатым природным газом II или III категории взрывоопасности;

условный сосуд с опасной жидкостью;

участок технологического газопровода со сжатым природным газом I категории взрывоопасности;

участок технологического газопровода со сжатым природным газом II или III категории взрывоопасности;

участок маслопровода.

Примечание - Под условными сосудами подразумеваются как собственно сосуды (емкостное и сепарационное оборудование), так и: теплообменное оборудование; турбодетандерные агрегаты; насосно-компрессорное оборудование; запорно-регулирующая арматура; обвязка оборудования, а также единичные участки газопроводов, протяженность которых не превышает , где Pg - абсолютное давление газа в газопроводе, МПа; P0 - атмосферное давление, МПа; Ду - условный диаметр трубы, м.

3.2. В зависимости от типа ОСПО НДУ (события 4 уровня) для аварии могут являться:

разгерметизация (для сосудов или участков технологических газопроводов со сжатым природным газом I категории взрывоопасности или сосудов с опасной жидкостью);

разгерметизация в сочетании с отказом запорно-регулирующей арматуры или воспламенением опасного вещества (для сосудов или участков технологического газопровода со сжатым природным газом II или III категории взрывоопасности или маслопровода);

разрушением сосуда с опасной жидкостью вследствие "парового взрыва".

При построении УДО в качестве ПП (события 3 уровня) рекомендуется рассматривать:

критические отказы на ОСПО;

экстремальные эксплуатационные нагрузки;

экстремальные внешние воздействия антропогенного характера;

экстремальные внешние воздействия природного характера;

отказы САЗ при критическом отказе на ОСПО;

воспламенение ОВ;

вскипание перегретой жидкости по всему объему.

За ДПП и ИС (события 1 и 2 уровня) в УДО ОСПО КС принимаются:

проявление специфических физико-химических свойств ОВ;

ошибки проектирования;

дефекты материала, изготовления и монтажа;

старение и износ;

усталостное разрушение;

коррозия (при наличии коррозионного воздействия и отсутствии или недостаточности антикоррозионной защиты);

нежелательное воздействие соседних элементов, включая вибрационные нагрузки;

выход значений технологических параметров за допустимые пределы из-за непреднамеренных ошибок персонала при управлении или отказов АСУ ТП;

нарушение правил эксплуатации и технического обслуживания;

изменение гидравлического сопротивления рабочих каналов (секций) технологического оборудования или трубопроводов;

несанкционированное вмешательство в технологический процесс;

диверсии или террористические акты;

аварии или другие техногенные происшествия на соседних объектах;

землетрясения, ураганы, оползни, карсты, сели, запредельные гололедные и снеговые нагрузки;

отказы ББ или систем непосредственно обеспечивающие функционирование ББ;

наличие раскаленных поверхностей, открытых источников пламени, неисправной электропроводки, искрящего электрооборудования;

другие события и условия, выявленные при проведении анализа объекта.

3.3. Рекомендуемые УДО для площадочных объектов МГ приведены на рисунках 1, 2 и 3. Экспликация рисунков дана в таблице N 1.

Рисунок 1. УДО для ОСПО типа "условный сосуд со сжатым
природным газом I категории взрывоопасности" и "участок
технологического газопровода со сжатым природным газом I
категории взрывоопасности". Легенда к схеме приведена
в таблице N 1. Здесь и далее на рисунках 2, 3 нумерация
соответствует таблице N 2 (не приводится)

Таблица N 1

Легенда к рисункам 1, 2, 3

Рисунок 2. УДО для ОСПО типа "условный сосуд со сжатым
природным газом II или III категории взрывоопасности",
"участок технологического газопровода со сжатым природным
газом II или III категории взрывоопасности", "участок
маслопровода" (легенда в таблице N 1) (не приводится)

Рисунок 3. УДО для ОСПО типа "условный сосуд с опасной
жидкостью" (легенду см. в таблице N 1) (не приводится)

Таблица N 2

События и условия, учитываемые при построении УДО

Перечень, приведенный в таблице N 2, рекомендуется, но не является окончательным.

4. Оценка вероятности аварии на ОСПО

4.1. Для оценки вероятности аварии на ОСПО заданного типа по соответствующим УДО строятся многочлены ВФ. В ВФ определенному событию ставится в соответствие его вероятность. Причем, вероятность каждого события более высокого уровня определяется через вероятности независимых событий низшего уровня по следующим правилам:

если событие более высокого уровня является суммой n событий низшего уровня (агрегирование происходит посредством логического элемента "ИЛИ"), то его вероятность p вычисляют по формуле

или при как

если событие более высокого уровня является произведением n событий низшего уровня (агрегирование происходит посредством логического элемента "И"), то его вероятность p вычисляют по формуле

где pi - вероятность i-го события низшего уровня.

Последовательные преобразование по формулам (1) - (3) для УДО выбранного ОСПО дают многочлен ВФ аварии на нем как функцию вероятности событий нижнего уровня (ИС и скрытых ДПП).

4.2. Многочлены расчетных ВФ рекомендованные для применения при расчетах аварий на типовых ОСПО Pa,ОСПО(t = 1 год) определяются как:

для ОСПО типа "условный сосуд со сжатым природным газом I категории взрывоопасности", "участок технологического газопровода со сжатым природным газом I категории взрывоопасности" по формуле

для ОСПО типа "условный сосуд со сжатым природным газом II или III категории взрывоопасности", "участок технологического газопровода со сжатым природным газом II или III категории взрывоопасности" или "участок маслопровода" по формуле

для ОСПО типа "условный сосуд с опасной жидкостью" по формуле

где - ВФ i-й ПП;

- вероятность ошибки в определении прочности сосуда на "паровой взрыв".

Многочлены расчетных ВФ ПП аварий для УДО рисунков 1 - 3, как функции вероятности (ВФ) ДПП и ИС, приведены в таблице N 3.

Таблица N 3

ВФ ПП аварий для УДО

При вычислении вероятности события вышестоящего уровня на основе вероятностей нижестоящих событий по УДО и невозможности осуществления в реальных условиях, какого-либо события нижестоящего уровня, его вероятность в расчетной формуле полагается равной нулю.

5. Расчет значений вероятностных функций и оценка ожидаемой частоты аварий

5.1. Для вычисления значения ВФ в многочлены (4) - (6) следует подставить величины вероятности отдельных событий. Их следует определять на основе:

статистических данных об аварийности и ее причинах на ОПО транспорта газа и объектах, входящих в их окружение;

нормативных документов: Руководства по безопасности "Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах", утвержденного приказом Ростехнадзора от 11 апреля 2016 г. N 144, Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах, утвержденная приказом МЧС России от 10 июля 2009 г. N 404, ГОСТ 27.310-95 "Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения", введенный в действие постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 26 июня 1996 г. N 429, отраслевых стандартов по анализу риска;

сведений о параметрах опасных природных процессов в районе расположения ОПО;

данных по надежности барьеров безопасности (ББ);

сведений об ошибках оператора, приведенных в таблице N 4.

Таблица N 4

Вероятности типичных ошибок среднестатистического оператора
с коэффициентом вариации 3%

При использовании в качестве источника информации непрофильных справочников следует вводить поправку на следующие факторы, способствующие критическим отказам на ОПО транспорта газа:

наличие большого числа мест с повышенной концентрацией напряжений (например, переходники, фасонные части) или коррозионной активностью (например, переходы подземных трубопроводов в наземные);

сложная пространственная стержневая конструкция надземных газопроводов обвязки агрегатов;

повышенная вибрация оборудования и газопроводов на компрессорных станциях.

Примечание - Перечисленные факторы могут приводить к увеличению частоты отказов на порядок по сравнению с данными непрофильных справочников.

fa,ОСПО = -ln(1 - Pa,ОСПО(t = 1 год)) (7)

В соотношении (8) суммирование проводится по всем ОСПО площадочного объекта.

5.3. При неоднозначности результатов, полученных по пункту 5.2 исходя из пункта 5.1, вычисления рекомендуется проводить для наибольших и для наименьших значений вероятности определяющих событий с последующим указанием диапазона изменения и среднего значения для ожидаемой частоты аварий.