Останнім часом для підвищення надійності окремих компонентів і систем, а також безпеки складних технологічних об'єктів, в цілому, був запропонований і отримав розвиток підхід, що дозволяє застосовувати концепцію ризику при побудові програм експлуатаційного контролю. Особливо актуальні такі розробки для ядерної галузі, де часто стоїть завдання ефективного використання обмежених матеріальних і фінансових ресурсів при проведенні дистанційного або ручного неруйнівного контролю, тривалість якої обмежена в часі. Розвиток ідеології застосування концепції ризику для проведення експлуатаційного контролю (Risk Informed In-Service Inspection-RI-ISI) в плані вибору методів НК і розробки процедур самого контролю змінюється в бік інтегрування НК в цілісну програму управління складним об'єктом, в рамках якої фундаментальним і обов'язковим є розуміння механізмів деградації і пошкоджень, які є характерними для цілком певного місця тієї чи іншої системи. При цьому, звичайно ж, процедура НК увазі використання конкретних методів, ймовірність виявлення якими дефектів, обумовлених одним з можливих механізмів деградації, або їх сукупністю, максимальна.
Надзвичайно цікавий в цьому плані досвід США щодо розробки та застосування методології RI-ISI для контролю трубопроводів на АЕС. Мова йде про розробку програм експлуатаційного контролю трубопроводів на основі результатів ймовірнісного аналізу безпеки першого рівня (ІАБ-1).
Основні етапи застосування RI-ISI методології наведено на рис. 1.
Рис.1. Методологія застосування RI-ISI
Розглянемо основні етапи її виконання детальніше.
На першому етапі, необхідно визначитися з обсягом програми RI-ISI по відношенню до систем, тобто необхідно вибрати системи і зібрати дані для кожної системи за результатами роботи блоків. Іншими словами, потрібно вказати попередній список систем АЕС, які охоплюються в рамках програми Rl - ISI, які включали б:
- Системи трубопроводів (у т.ч. по класах), які становлять кордону контурів тиску;
- Системи трубопроводів, що розглядаються в ІАБ 1-го рівня.
Результат відбору - категорії систем за ступенем деталізації, важливою з точки зору концепції ризику.
Основні джерела даних по системах блоків
Таблиця 1
ДАНІ ПО СИСТЕМ БЛОКУ | ||
ІАБ * - Аналіз вихідних подій (рівень 1) | ДОСВІД ЕКСПЛУАТАЦІЇ - Документація з виконання програм контролю металів на АЕС | КОНСТРУКЦІЯ СИСТЕМ - Опис проекту та функціонування систем |
* Імовірнісний аналіз безпеки АЕС
Етап 2 супроводжується виявленням режимів / механізмів відмови та їх наслідків. Для цього використовують відповідний метод FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) [26].
Необхідно відзначити, що метод аналізу режимів / механізмів відмов та їх наслідків є типовим прикладом індуктивного підходу до аналізу впливу наслідків відмов компонентів на роботу системи в цілому. Суть методу полягає у використанні систематичного і логічного процесу для ідентифікації всіх режимів / механізмів відмов на рівні блоку, системи, підсистеми, компонент або процесів. Іншими словами, метод індуктивним чином визначає ефекти і наслідки впливу відмов на блок, систему або процес, які знаходяться в стадії вивчення, а також дозволяє краще зрозуміти механізм відмови.
Результатом виконання цього аналізу є кодифікація здатності системи, компоненти, системи і т.д. функціонувати з необхідними параметрами надійності. Найбільш корисним є можливість методу оцінювати проектну адекватність системи виконувати свої функції, а також поглиблювати розуміння взаємозв'язків на функціональному рівні між окремими частинами систем, підсистем і т.д.
Основними елементами методу є:
характеристика та призначення системи, підсистеми, компоненти і т.д.;
- Режими / механізми відмови;
- Категорія частот відмов;
- Механізми відмов та їх причини;
- Результат відмов (у т.ч. тяжкість наслідків і час вимушеного простою);
- Наслідки відмов;
- Метод виявлення відмов;
- Засоби та можливості (в т.ч. проектні) зменшення імовірностей відмов.
Таблиця 2
Основні етапи проведення методу аналізу режимів / механізмів відмов та їх наслідків.
Метод аналізу режимів / механізмів відмови та їх наслідків | |
Оцінка наслідків | Оцінка режимів / механізмів відмови / деградації |
- Прямі і непрямі ефекти | - Механізми деградації |
Компонування сегментів трубопроводів для оцінки ризику | |
- Цілісність ділянок трубопроводів |
Результати та інформація, зібрані в ході FMEA, використовуються потім для отримання кількісних і якісних оцінок ризику для сегментів трубопроводів.
Як відомо, для аналізу безпеки АЕС застосовують, в основному, два підходи: детерміністський і імовірнісний. Не зупиняючись на перевагах і недоліках кожного з них, зазначимо, що сьогодні найбільше поширення отримав саме імовірнісний метод - ВАБ. Виконання першого рівня ІАБ дозволяє на основі аналізу проектних даних по блоку в цілому і окремих системах на основі виділених вихідних подій побудувати дерева відмов і дерева подій, досить повно простеживши можливі шляхи розвитку аварій. Кінцевою метою виконання ІАБ першого рівня є отримання умовної ймовірності пошкодження активної зони реактора або частоти пошкодження активної зони (ЧПАЗ), яка визначена у відповідних нормативних документах на рівні 10-5 / реакторо-років як кількісна мета безпеки.
Для ряду блоків АЕС України вже проведено ІАБ першого рівня. При цьому для першого блоку ЮУАЕС внесок аварій з втратою теплоносія (за вихідними подіям аварії) і домінантних аварійних послідовностей в ЧПАЗ становить близько 50%. При цьому вихідними подіями аварій є відмови трубопроводів.
При підготовці даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.studentu.ru