stringtranslate.com

Авария с эффектом домино

Авария с эффектом домино — это авария , при которой первичное нежелательное событие последовательно или одновременно запускает одно или несколько вторичных нежелательных событий в близлежащем оборудовании или объектах, что приводит к вторичным авариям, более серьезным, чем первичное событие. [1] Таким образом, авария с эффектом домино на самом деле представляет собой цепочку множественных событий, которую можно сравнить с падающим рядом домино . Также используется термин «авария с цепочкой» . [2]

Аварии с эффектом домино являются важной проблемой безопасности процесса , влияющей на технологические установки , где хранятся, транспортируются и обрабатываются значительные объемы опасных материалов . Потери герметичности, которые приводят к пожарам или взрывам , могут распространиться на близлежащее оборудование из-за теплового излучения, избыточного давления взрыва или других механизмов, тем самым потенциально вызывая дальнейшие пожары, взрывы или облака токсичных газов. [3]

Последствия эффекта домино в резервуарах для хранения, пожар на нефтеперерабатывающем заводе в Катаньо в 2009 году

Характеристики несчастных случаев с эффектом домино

Последствия эффекта домино аварии часто более серьезны, чем первичное событие. Эскалация вызвана физическими эффектами, вызванными первичным событием, которые называются векторами эскалации . Аварии с эффектом домино в основном состоят из трех элементов: первичного сценария, векторов эскалации и одной или нескольких вторичных аварий. [4]

Первичные сценарии

Первичные сценарии включают в себя различные типы пожаров ( вспышка , пожар разлива , струйный пожар , огненный шар, взрыв расширяющегося пара кипящей жидкости (BLEVE), взрыв неограниченного парового облака (UVCE), ограниченный взрыв (CE) и механический взрыв (ME). [4] Обычно существует только одно первичное событие, например, пожар резервуара на складе хранения бензина. Однако, если процесс вызван преднамеренными атаками или стихийными бедствиями , могут применяться многопервичные события. В этом случае может быть очень сложно предотвратить эскалацию эффектов домино из-за синергических эффектов, вызванных несколькими опасными событиями. [5] Например, землетрясение может привести к нескольким отказам оборудования на технологическом заводе, что, в свою очередь, может вызвать дальнейшие аварии. [6]

Векторы эскалации

Векторы эскалации — это опасные эффекты, вызванные первичными сценариями. Векторы эскалации пожаров разлития, струйных пожаров и огненных шаров — это тепловое излучение и удар огня. Для BLEVE, ME и VCE — это избыточное давление взрыва и разбрасывание осколков. [7] Эффекты домино, вызванные пожаром, зависят от времени (потому что затронутое оборудование имеет определенное время до отказа), в то время как эффекты домино, вызванные взрывом, не связаны со временем, поскольку отказ затронутого оборудования произойдет мгновенно. [8] [9]

Одиночные и множественные вторичные аварии

Если первичный сценарий успешно распространяется на другие установки поблизости, происходит одно или несколько вторичных событий. [10] Эскалация от первичного события к вторичному событию называется эскалацией первого уровня, в то время как эскалация от вторичного события к потенциальному третичному событию называется эскалацией второго уровня и т. д. Когда событие более низкого уровня запускает несколько событий более высокого уровня, это называется параллельными эффектами . Событие более высокого уровня, вызванное несколькими событиями более низкого уровня, является случаем синергетических эффектов . Зависящие от времени векторы эскалации из разных источников и действующие в разное время могут привести к синергетическому эффекту по вторичной цели; это называется наложенными эффектами . [11]

Типы

Преднамеренные и непреднамеренные несчастные случаи с эффектом домино

В зависимости от того, является ли первичное событие преднамеренным или нет, несчастные случаи с эффектом домино можно разделить на непреднамеренные и преднамеренные. Первичные события непреднамеренных эффектов домино вызваны случайными событиями (например, коррозией , человеческими ошибками и утечкой) или природными опасностями (например, землетрясением , молнией , наводнением ). Преднамеренные эффекты домино вызваны преднамеренными атаками, такими как акты терроризма и саботаж . [12]

Несчастные случаи, вызванные пожаром и взрывом, с эффектом домино

В зависимости от физической природы первичного события, эффекты домино можно разделить на вызванные пожаром [13] и взрывом . [14] [15] Согласно некоторым источникам, выброс токсичных веществ может также напрямую вызывать эффекты домино через перемещение токсичных газов, например, если отравление заставляет операторов завода совершать ошибки, которые приводят к вторичным авариям. [16]

Внутренние и внешние аварии с эффектом домино

В химическом кластере или промышленном парке перерабатывающего завода есть несколько участков с опасными материалами, расположенных рядом друг с другом. Авария, происходящая на участке, может распространиться на соседние заводы. Внутренние аварии с эффектом домино — это те аварии, которые происходят внутри завода, в то время как внешние аварии — это те, которые распространяются за пределы основных границ завода. [17] Предотвращение внешних аварий с эффектом домино особенно сложно, поскольку они требуют управления опасностью в нескольких компаниях. Поощрение сотрудничества между различными соседними компаниями в пределах кластера участков имеет важное значение для управления опасностями с эффектом домино. [18]

На нефтеперерабатывающем заводе в Катаньо бушует пожар

Примеры

Последствия аварий с эффектом домино могут быть гораздо более серьезными, чем первичные события. Прошлые катастрофы в обрабатывающей промышленности, которые включали эффекты домино, значительно более сильные, чем инициирующее событие, включают катастрофу в Сан-Хуанико , катастрофу на Piper Alpha , катастрофу в Эссо-Лонгфорде в 1998 году , пожар в Бансфилде в 2005 году , пожар в Джайпуре в 2009 году , пожар на нефтеперерабатывающем заводе в Катаньо в 2009 году , взрыв на химическом заводе в Сяншуе в 2019 году и т. д. Например, при взрыве на химическом заводе в Сяншуе в 2019 году, который привел к гибели более 78 человек и травмам 617 человек, многие объекты вблизи химического завода, где началась авария, были повреждены. [15]

Пожар в Бансфилде, вид с автомагистрали М1

Меры профилактики и смягчения последствий

Управление опасностями эффекта домино фокусируется на одном или нескольких из трех аспектов: снижение вероятности возникновения первичного события; предотвращение эскалации первичного события; смягчение эскалации первичного события. Инженерные и административные барьеры безопасности, используемые в этом контексте, могут быть активными, пассивными или процедурными и чрезвычайными мерами. [19]

Меры активной защиты

Меры активной защиты — это те, которым требуется питание и/или внешняя активация для запуска их защитного действия. Они могут использоваться для подавления пожара, например, для затопления водой/пеной, и изоляции технологических установок, например, систем аварийного отключения (ESD). [20] Меры активной защиты обычно состоят из трех элементов: (i) системы обнаружения, (ii) системы обработки и (iii) системы приведения в действие. Для обеспечения эффективности мер активной защиты все три вышеперечисленных элемента должны быть эффективными. [19]

Меры пассивной защиты

Для пассивных мер защиты не требуется внешняя активация. В результате пассивные меры защиты, как правило, более надежны, чем активные. Огнезащита является широко используемой пассивной мерой защиты, используемой для изоляции сосудов под давлением от теплового излучения, вызванного внешним пожаром. Пассивная противопожарная защита увеличивает время до отказа сосудов, предоставляя больше времени для действий по экстренному реагированию для тушения пожара. Клапаны сброса давления являются еще одним примером пассивной меры защиты. [20]

Процедурные и чрезвычайные меры

Процедуры являются административными барьерами для предотвращения эскалации. Аварийные меры также носят административный характер и направлены на аварийное реагирование как на основном объекте, так и на окружающих. Процедуры аварийного реагирования на технологических предприятиях играют важную роль в защите сотрудников, установок и других гражданских лиц поблизости. С точки зрения эффекта домино, аварийное реагирование, такое как пожаротушение, может эффективно предотвратить эскалацию аварий за счет снижения теплового излучения и изоляции неповрежденных судов. [13] Действия по аварийному реагированию требуют определенного времени для начала, а аварийные ресурсы, как правило, ограничены; оптимизация аварийных процедур и распределения аварийных ресурсов имеет важное значение для предотвращения и смягчения последствий эффекта домино. [15]

Ссылки

  1. ^ Ренье, Генсерик; Коццани, Валерио (2013). Эффекты домино в перерабатывающей промышленности (1-е изд.). Амстердам: Эльзевир . п. 35. ISBN 978-0-444-54323-3.
  2. ^ Ренье, ГЛЛ; Дуллаерт, В. (2008). «Предотвращение аварий с помощью кумулятивного эффекта в химическом кластере». Экспертные системы с приложениями . 34 (1): 42–49. doi :10.1016/j.eswa.2006.08.033.
  3. ^ Хакзад, Нима (2015). «Применение динамической байесовской сети для анализа риска эффектов домино в химических инфраструктурах». Надежность техники и безопасность систем . 138 : 263–272. doi :10.1016/j.ress.2015.02.007.
  4. ^ ab Cozzani, V.; Gubinelli, G.; Antonioni, G.; Spadoni, G.; Zanelli, S. (2005). «Оценка риска, вызванного эффектом домино, в количественном анализе риска области». Журнал опасных материалов . 127 (1–3): 14–30. doi :10.1016/j.jhazmat.2005.07.003. PMID  16102897.
  5. ^ Хакзад, Нима; Ренье, Генсерик (2019). «Малопроизводительное использование технологических установок: экономичный подход к решению проблемы антропогенных эффектов домино» (PDF) . Надежность техники и безопасность систем . 191 : 106114. doi :10.1016/j.ress.2018.03.030 . Получено 17 июля 2023 г.
  6. ^ Хуан, Конгсин; Чэнь, Гохуа; Ян, Юньфэн; Чэнь, Пэйчжу (август 2020 г.). «Инновационная методология количественного анализа событий Natech, вызванных землетрясениями на химических резервуарных парках». Safety Science . 128 : 104744. doi :10.1016/j.ssci.2020.104744.
  7. ^ Алилече, Нассим; Коццани, Валерио; Ренье, Генсерик; Эстель, Лионель (2015). «Пороги для эффектов домино и безопасные расстояния в перерабатывающей промышленности: обзор подходов и правил». Надежность техники и безопасность систем . 143 : 74–84. doi : 10.1016/j.ress.2015.04.007. hdl : 10067/1273360151162165141 .
  8. ^ Ландуччи, Габриэле; Губинелли, Джанфилиппо; Антониони, Джакомо; Коццани, Валерио (2009). «Оценка вероятности повреждения резервуаров для хранения в результате событий домино, вызванных пожаром». Анализ и профилактика аварий . 41 (6): 1206–1215. doi :10.1016/j.aap.2008.05.006. PMID  19819369.
  9. ^ Коццани, Валерио; Сальцано, Эрнесто (март 2004 г.). «Количественная оценка эффектов домино, вызванных избыточным давлением». Журнал опасных материалов . 107 (3): 67–80. doi :10.1016/j.jhazmat.2003.09.013. PMID  15072815.
  10. ^ Чжан, Лаобинг; Ландуччи, Габриэле; Ренье, Генсерик; Хакзад, Нима; Чжоу, Цзяньфэн (август 2018 г.). «DAMS: модель для оценки эффектов домино с помощью агентного моделирования и имитации». Анализ рисков . 38 (8): 1585–1600. Bibcode : 2018RiskA..38.1585Z. doi : 10.1111/risa.12955. hdl : 10067/1529210151162165141 . PMID  29266430.
  11. ^ Чэнь, Чао; Ренье, Генсерик; Чжан, Лаобинг (июль 2018 г.). «Инновационная методология быстрого моделирования пространственно-временной эволюции домино-катастроф, вызванных пожаром». Журнал по предотвращению потерь в обрабатывающей промышленности . 54 : 312–324. doi : 10.1016/j.jlp.2018.04.012. hdl : 10067/1514120151162165141 .
  12. ^ Чен, Чао; Ренье, Генсерик; Хакзад, Нима (февраль 2020 г.). «Управление затратами и выгодами преднамеренных эффектов домино в химических промышленных зонах». Безопасность процессов и защита окружающей среды . 134 : 392–405. doi : 10.1016/j.psep.2019.10.007. hdl : 10067/1660990151162165141 .
  13. ^ ab Zhou, Jianfeng; Reniers, Genserik; Khakzad, Nima (июнь 2016 г.). «Применение диаграммы последовательности событий для оценки действий по реагированию на чрезвычайные ситуации во время эффектов домино, вызванных пожаром». Надежность техники и безопасность систем . 150 : 202–209. doi : 10.1016/j.ress.2016.02.005. hdl : 10067/1319140151162165141 .
  14. ^ Salzano, Ernesto; Cozzani, Valerio (ноябрь 2005 г.). «Анализ домино-катастроф, вызванных взрывами паровых облаков». Надежность техники и безопасность систем . 90 (2–3): 271–284. doi :10.1016/j.ress.2004.11.012.
  15. ^ abc Chen, Chao; Reniers, Genserik; Khakzad, Nima (май 2020 г.). «Тщательная классификация и обсуждение подходов к моделированию и управлению эффектами домино в перерабатывающей промышленности». Safety Science . 125 : 104618. doi : 10.1016/j.ssci.2020.104618 .
  16. ^ Хан, Фейсал И.; Аббаси, С.А. (июнь 2004 г.). «Модели для анализа эффекта домино в химической промышленности». Process Safety Progress . 17 (2): 107–123. doi :10.1002/prs.680170207.
  17. ^ Ренье, Генсерик (май 2010 г.). «Внешний эффект домино в инвестиционном подходе для улучшения безопасности на всех предприятиях в химических кластерах». Журнал опасных материалов . 177 (1–3): 167–174. doi :10.1016/j.jhazmat.2009.12.013. PMID  20044206.
  18. ^ Павлова, Юлия; Ренье, Генсерик (февраль 2011 г.). «Игра с последовательными ходами для повышения безопасности и сотрудничества в области защиты в химических кластерах». Журнал опасных материалов . 186 (1): 401–406. doi :10.1016/j.jhazmat.2010.11.013. PMID  21146296.
  19. ^ ab Ландуччи, Габриэле; Ардженти, Франческа; Туньоли, Алессандро; Коццани, Валерио (ноябрь 2015 г.). «Количественная оценка эффективности защитных барьеров при предотвращении сценариев домино, вызванных пожаром». Надежность техники и безопасность систем . 143 : 30–43. doi :10.1016/j.ress.2015.03.023.
  20. ^ ab Khakzad, Nima; Landucci, Gabriele; Reniers, Genserik (ноябрь 2017 г.). «Применение динамической байесовской сети для оценки производительности систем противопожарной защиты во время эффекта домино». Надежность техники и безопасность систем . 167 : 232–247. doi :10.1016/j.ress.2017.06.004.