www.RizikaaRevizeTlakZ.cz

1. Základní pojmy

Technická inspekce či jinak revize je činnost pověřené osoby, která zaručuje, že v případě zjištění překročení dovoleného rizika poruchy na zařízení, bude vyvolána činnost (např. zásah údržby) k jeho dostatečnému zmenšení. Činnost pověřené osoby je kromě jiného používání defektoskopických metod a postupů, které diagnostikují určitou pravděpodobnost poruchy systému.

Technická inspekce na bázi analýzy rizik (Risk-Based Inspection - RBI) je analytická metodika a proces, který vyžaduje kvalitativní nebo kvantitativní posouzení pravděpodobnosti poruchy a důsledků poruchy v závislosti na každém prvku tlakové sestavy, včetně potrubí. Jednotlivé prvky tlakové sestavy by měly být zařazeny do kategorií podle rizik, které vyvolávají, a podle této kategorizace by měla být technická inspekce nastavena.

Risk-Based Inspection (RBI) je analytická metodika a proces, který na rozdíl od kontroly založené na podmínkách vyžaduje kvalitativní nebo kvantitativní posouzení pravděpodobnosti poruchy a důsledků poruchy spojené s každou položkou zařízení, zahrnuty jsou též potrubní obvody v konkrétní procesní jednotce. Správně implementovaný program RBI kategorizuje jednotlivé části zařízení podle jejich rizik a na základě této kategorizace upřednostňuje inspekční úsilí.

Porucha zařízení je jev spočívající v ukončení schopnosti potrubí plnit požadovanou funkci. Nejdříve se určuje pravděpodobnost poruchy, tj. pravděpodobnost, že na zařízení v určeném čase dojde k poruše. Průběh pravděpodobnost poruchy je roven distribuční funkci použitého rozdělení pravděpodobnosti poruch. Je-li dáno nějaké rozdělení pravděpodobnosti poruchy, pak tuto pravděpodobnost určuje distribuční funkce tohoto rozdělení.

Důsledek poruchy je hodnocení potenciálních důsledků v případě poruchy zařízení. Důsledek poruchy se počítá pro samotné zařízení, personál, životní prostředí atd. Je to druhá část analýzy rizik. Na základě velikosti důsledků korigujeme hodnotu pravděpodobnosti poruchy zařízení a porovnáváme ji s maximální dovolenou pravděpodobností poruchy zařízení. Tato pravděpodobnost poruchy systému může být určena autoritou (nařízení vlády či technická norma) anebo smlouvou či dohodou mezi stranami.

Proč používat RBI? RBI se používá k identifikaci a porozumění rizikům, rizikovým faktorům a tomu, kde je zařízení v jeho životním cyklu. RBI může určit, zda je nutná kontrola; to však vyžaduje další údaje, které jsou extrémně cílené, aby se snížily základní nejistoty spojené s riziky ohledně současného a budoucího předpokládaného stavu poškození zařízení. RBI lze použít k upřednostnění činností souvisejících s inspekcemi, obvykle prostřednictvím nedestruktivních zkoušek (NDT), aby se snížily nejistoty ohledně skutečného stavu poškození zařízení a dynamika, která k nim vede. Výsledný plán inspekce může nastiňovat typ a časový rozvrh inspekce. Kromě NDT mohou vést i další aktivity ke zmírnění rizik a navrhovat změnu materiálu konstrukce, instalaci protikorozních opatření, změny provozních podmínek atd. Základní údaje o RBI jsou uvedeny v literatuře uvedené v kapitole 8.3. Doporučená a použitá literatura, položka 20

V současné době upouští od klasického provozování (tj. systém tlakových zkoušek a vnitřních revizí u tlakových zařízení, statických a dynamických zkoušek a prohlídek u zdvihacích zařízení apod. v pevných termínech) vyhrazených zařízení, z těchto důvodů:

-           implementace směrnic EU, které byly vydány na základě „Nového a globálního přístupu“, které sice platí jen pro uvedení zařízení na trh, ale jsou v rozporu se stávajícím systémem provozování vyhrazených zařízení. Též je ve směrnicích provedeno základní rozdělení zařízení podle rizik, které lze implementovat i do provozu.

-           výrazný pokrok v technice, který umožňuje provozovat zařízení efektivněji, laciněji, je to především:

a) pokrok v teorii únavy materiálu, tečení (creepu) a pod. do té fáze, že umožňuje její využití v uvedené problematice

b) výrazný pokrok v informatice a počítačových technologiích umožňující snímat a zpracovat dostatečný počet dat sledujících zbývající životnost zařízení

c) zavedení do praxe akustické emise, umožňující identifikaci rozvoje porušení tlakového zařízení

d) rozvoj nedestruktivních zkušebních metod (NDT), především ultrazvuku

Hlavní tlak na změny je však zlevnění provozování zařízení, které výše uvedené předpoklady umožňují.

2. Analýza rizik provozu potrubí

Analýza rizik je systematické použití dostupných informací k identifikaci nebezpečí a k odhadu rizika. Proto provozovatel zařízení musí učinit patřičná opatření k odstranění  rizik při provozu. Jedním z opatření je analýza rizik při provozu, kde jsou uvedeny zbytková rizika technického řešení jako jedna ze vstupních informací. 

Analýza rizik provozu je podobná jako analýze rizik ve fázi návrhu:

1. Vymezení hodnoceného systému. Musí zde být určeno, co se hodnotí a přesné určení hranic hodnoceného systému.

2. Určení (identifikace) nebezpečí. Vyhledávání nebezpečných situací systému, které mohou nastat. Vychází se přitom ze znalostí a zkušeností hodnotitelů.

3. Odhad rizika. Odhad četnosti a pravděpodobnosti výskytu specifikované nebezpečné události a jejich následků.

4. Hodnocení rizika. Je proces, při kterém se vytváří úsudek o přijatelnosti rizika. V případě, že přijatelná úroveň rizika je nižší, musí se přijmout opatření ke zmenšení rizika. V opačném případě se provede výčet zbytkových rizik. Hodnocení rizika vyžaduje postup, kterým se na základě analýzy rizika vytvoří úsudek o dosažení přijatelného rizika.

5. Posouzení rizika

6. Řízení rizika

7. Vypořádání rizika

8. Monitoring

3. Minimalizace rizik provozovatelem zařízení

Provozovatel zařízení má pod kontrolou nebezpečí od určitého druhu poruch, neboť určuje velikost provozního zatížení (samozřejmě předpokládáme, že v rámci všech norem a předpisů), kdežto projektant technického zařízení může toto provozní zatížení jen předpokládat. Provozovatel může též náhodné provozní zatížení měřit a zaznamenávat. Cílem takovéto minimalizace nebezpečí by mělo být sledování pravděpodobnosti poruchy a životnosti tak, aby nebyla překročena předem daná životnost a pravděpodobnost poruch zařízení.

Též provozovatel by se měl seznámit s projektem zařízení ve verzi, která zahrnuje i změny během stavby avšak především s analýzou rizik při návrhu zařízení a se zbytkovými riziky. Zbytková rizika

V uvedených opatřeních a dokumentech vydaných provozovatelem je nutné tedy zajistit:

1. Systém pravidelných kontrol (inspekcí, revizí) bezpečnostních zařízení (např.: pojišťovacích ventilů), které řídí nepřekročitelnost nejvyššího dovoleného tlaku a nejvyšší dovolené teploty.

2. Systém kontrol (inspekcí), která kontroluje postup časové degradace materiálu např. postup koroze či opotřebení. A to v takových časových intervalech, aby nebyla porušena předem daná životnost a spolehlivost. Dále je možné kontrolovat vznik a rozvoj trhlin. Zde je možné zapracovat do systému kontrol, vhodné způsoby jejich objevení (např.: vnitřní revize, tlaková zkouška, akustická emise).

3. Zavést systém snímání provozního zatížení (tlakoměr, teploměr) v rizikových místech a sledovat postup degradace materiálu. Průběžné zajišťovat intervaly a způsob inspekce zařízení podle bodů 1. a 2. tak, aby nebyla překročena předem určená spolehlivost a životnost.

Pro další minimalizaci rizik provozovatel také provádí a zajišťuje

-           provedení kontrol technika bezpečnosti práce a inspekce práce

-           provoz a údržbu bezpečnostní kanalizace

-           údržbu přístupových cest pro záchranné složky

-           udržení a trénink podnikového hasičského záchranného sboru a ostatních bezpečnostních složek

4. Meze potenciálních důsledků pohromy

4.1. Všeobecné zásady

Porucha zařízení je jev spočívající v ukončení schopnosti potrubí plnit požadovanou funkci. Proto pravděpodobnost poruchy F(t) je pravděpodobnost, že na zařízení v určeném čase dojde k poruše. Je to první část analýzy rizik. Průběh pravděpodobnost poruchy je též roven distribuční funkci použitého rozdělení pravděpodobnosti poruch. Je-li dáno nějaké rozdělení pravděpodobnosti poruchy, pak tuto pravděpodobnost určuje distribuční funkce tohoto rozdělení.

Maximální dovolená pravděpodobnost poruchy systému (p) je pravděpodobnost poruchy systému, která může být určena autoritou přímo anebo postup jejího získání je určen autoritou anebo smlouvou či dohodou mezi stranami.

Důsledek poruchy je hodnocení potenciálních důsledků v případě poruchy zařízení. Důsledek poruchy se počítá pro samotné zařízení, personál, životní prostředí atd. Je to druhá část analýzy rizik.

Obecné určení (všeobecné zásady) maximální dovolené pravděpodobnosti poruchy

a) Určení pravděpodobnosti poruchy vycházející z druhu zařízení. Na určení maximální dovolené pravděpodobnosti vycházející má vliv velikost následků případné nehody. Výsledkem by mělo být přiřazení maximální dovolené rizika pravděpodobnosti poruchy každému druhu zařízení. Toto přiřazení by mělo být stanoveno na základě shody odborníků a požadavků státu.

b) Určení pravděpodobnosti poruchy vycházející z umístění  zařízení. Velikosti následků případné nehody je přímo závislé i na konkrétním umístění zařízení a na „infrastruktuře“, která je instalovaná v okolí. Je tím myšlena například dostupnost z hlediska integrovaného záchranného systému atd. Výsledkem by mělo být přiřazení maximálního dovoleného pravděpodobnosti ztráty integrity každé z uvedených skupin. Pro získání celkového maximálního dovoleného rizika ztráty integrity se obě procenta musí vynásobit. Toto přiřazení by mělo být stanoveno na základě shody odborníků a požadavků státu.

Máme danou (viz kapitola Doporučená a použitá literatura, položka 3) přijatelnou hodnotu rizika, která je určována prostřednictvím přijatelné četnosti F_p ohrožení života jedné nebo více osob: na F_p = 1.10^-5, resp. U nově vyrobených F_p = 1.10^-6. Pro více osob se ještě tyto pravděpodobnosti dělí N², když N je počet ohrožených osob.

4.2. Podle legislativy

V České republice je riziko z nejaderných aktivit regulováno zákonem č. 353/1999 Sb. (o prevenci závažných havárií způsobených vybranými nebezpečnými chemickými látkami a chemickými přípravky) a návaznými vyhláškami, zejména vyhláškou č. 8/2000 Sb. (zásady hodnocení rizik závažné havárie).

4.3. Podle norem

Uvedeným se také částečně zabývá ČSN EN 1991-1-7 Eurokód 1: Zatížení konstrukcí – Část 1-7: Obecná zatížení – Mimořádná zatížení, a to zejména v příloze B: Informace pro hodnocení rizik

Následek lze definovat následujícím způsobem:

a) Kritický: Nastane náhlé zřícení konstrukce s vysokou pravděpodobností ztrát na lidských životech a zranění. Maximálně přijatelná úroveň rizika je 0,00001

b) Velký: Porušení částí konstrukce s vysokou pravděpodobností částečného zřícení a s určitou možností zranění nebo omezení uživatelů a veřejnosti. Maximálně přijatelná úroveň rizika je 0,0001

c) Střední: Porušení části konstrukce. Úplné nebo částečné zřícení konstrukce je málo pravděpodobné. Možnost zranění nebo omezení uživatelů a veřejnosti je malá. Maximálně přijatelná úroveň rizika je 0,001

d) Malý. Lokální poškození. Maximálně přijatelná úroveň rizika je 0,01

e) Velmi malý: Lokální škody malého významu. Maximálně přijatelná úroveň rizika je 0,1 i větší

Pro zjištění přijatelnosti rizika se obvykle používá zásada ALARP (as low as reasonably practicable – úroveň rizika je tak nízká, jak je to rozumně možné). Podle této zásady se stanovují dvě úrovně rizika: jestliže je riziko pod dolní mezí všeobecně tolerované oblasti, žádná opatření nejsou nezbytná. Jestliže se riziko nachází nad horní mezí všeobecně tolerované oblasti, riziko se považuje za nepřijatelné. Pokud se riziko nachází mezi horní a dolní mezí, je potřebné vyhledat ekonomicky nejvýhodnější řešení.

Jestliže uvedená malá p mají přibližně hodnotu 0,1 . Potom z uvedeného vyjde jako maximální dovolená pravděpodobnost vzniku poruchy hodnota 0,01 až 0,001.

5. Výhody a nevýhody metody RBI

Výhody:

1. Uvedená metoda je součástí systému řízení rizik. Při provádění analýzy rizik může vzejít požadavek na velikost maximální dovolené pravděpodobnosti poruchy. 

2. Je možné toho využít při provozování zařízení, například při určení intervalu inspekce, a to za předpokladu, že nebude překročena maximální dovolená pravděpodobnost poruchy.

3. Únavová křivka se získává experimentálně, statisticky se zpracovává a následně se teprve "determinizuje" většinou pro spolehlivost 80% pro klasický výpočet. Je možné uvedené využít pro přímý pravděpodobnostní výpočet

4. Ve zkušebním provozu anebo v prvním zatěžovacím cyklu je možno jednoduše hlavní zatížení (tj. tlak a teplota) změřit. Z uvedených hodnot pak lze ve vybraném kritickém místě průběžně  zaznamenávat, počítat a vyhodnocovat tak zvyšování pravděpodobnosti poruchy, úbytky spolehlivosti či životnosti průběžně za provozu.

5. Zlevnění provozování zařízení při současném dodržení požadované bezpečnosti.

6. Zjednodušuje se další krok, který aplikace systému predikce životnosti

Nevýhody:

1. Nevýhoda, která vychází ze současného stavu věcí je ta, že je k dnešnímu dni málo zkušeností, podkladů a směrnic. Především velká konsorcia chápou výhody a snaží se tento systém zavádět.