Оценка рисков при литейном производстве с использованием метода HAZOP

Risk assessment by foundry production with use of the HAZOP method
Тишкова Я.И.
Цитировать:
Тишкова Я.И. Оценка рисков при литейном производстве с использованием метода HAZOP // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 4 (73). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/9314 (дата обращения: 26.09.2021).
Прочитать статью:

АННОТАЦИЯ

В научной статье рассматривается основные методы проведения оценки рисков литейного производства, принципы и методика в соответствии с требования системы менеджмента качества. Выявлены ключевые моменты рисков в литейном производстве. Предложен способ оценки рисков – метод HAZOP, приведена программа анализа рисков с порядком ранжирования, актуальный для действующего производства.

ABSTRACT

In the scientific article is considered the main methods of evaluating risks of foundry production, the principles and a technique according to the requirement of a quality management system. The key moments of risks in foundry production are revealed. The way of risk assessment – the HAZOP method is offered, the program of risk analysis with a ranging order, relevant for the operating production is provided.

 

Ключевые слова: метод HAZOP, оценка рисков, система менеджмента качества, риски в литейном производстве

Keywords: the HAZOP method, risk assessment, a quality management system, risks in foundry production

 

В настоящее время в рамках действия стандарта СТБ ISO 9001, ISO 9001 при разработке технологической документации, при разработке декларации промышленной безопасности, при изготовлении продукции, требуется оценка рисков производства и технологических процессов.

Оценка рисков направлена на выявление, предотвращение и уменьшение негативного воздействия риска при изготовлении элементов, в дальнейшем при использовании продукции, эксплуатации оборудования, для повышения финансового благополучия и эффективности, результативности деятельности организации и является неотъемлемой частью успешного функционирования и конкурирования организации на внутреннем и внешнем рынке.

Порядок анализа рисков представляет собой процесс систематического использования информации для оценивания внешних и внутренних факторов влияния рисков и разработки соответствующих мероприятий. Анализируются возможные причины опасности с целью определения частоты ее возникновения, продолжительности, а также характер технологического процесса (количественные характеристики, технологические свойства исходного сырья, время выдержки, прессования, вид разделительных покрытий, используемый при смазке пресс-форм, обращения отходов и т.д.). В процессе анализа может возникнуть необходимость определения оценки вероятности опасности, вызывающей нежелательные последствия, и проведения анализов последовательности обусловливающих событий.

Для проведения оценки рисков имеется ряд направлений и соответствующих им методов. При рассмотрении методов, наиболее подходящим для исследования и оценки рисков при литейном производстве был признан метод HAZOP.

Реализация метода HAZOP обеспечивает безопасное и экономически эффективное управление технологическим процессом и подразумевает минимальный расход на внесение изменений в конструкторскую документацию и технологию производства на этапе заключения договоров [7, 3, 8].

Метод HAZOP (исследование опасности и работоспособности (удобности эксплуатации) - это совокупность приемов идентификации фундаментальной опасности, при помощи которых оценивается каждая часть системы с целью обнаружения того, могут ли происходить отклонения от назначения конструкции и какие последствия это может повлечь. Общий процесс идентификации потенциальных опасностей, направленный на выявление возможных слабых мест или отклонений способов выполнения работ (предполагаемых или предназначенных). Метод основан на использовании системы управляющих слов. При этом также оценивают критичность выявленных отклонений. [7, 2].

Основными задачами метода являются:

а) составление полного описания изделия или процесса, включая предполагаемые состояния конструкции;

б) систематическая проверка каждой части элемента изделия или процесса с целью обнаружения отклонений от конструкторского решения;

в) принятие решения при возможности возникновения опасностей, связанных с данными отклонениями [1].

Метод представляет собой детальный процесс, направленный на решение проблемы идентификации опасности, выполняемый специальной командой – квалифицированным персоналом. Метод включает в себя идентификацию возможных отклонений от целевого применения, экспертизу их возможных причин и их оценку [1]. Принципы исследований HAZOP могут применяться по отношению к техническим объектам в процессе их функционирования, и целенаправленно разделяет систему на части (технологические блоки).

Преимущества метода:

применим для сложных систем и для разработки новых видов изделий;

выявление конкретных опасностей в процессе разработки конструкторской документации, различных проектных решений технологии производства, технологического процесса;

возможность разработки списка типовых опасностей и последствий для более детального анализа опасностей и рисков на любом этапе жизненного цикла производства;

выявление неясности и неточности в технологических инструкциях и в разделе инструкций по охране труда. В частности, на стадии осуществления работ по изготовлению разрабатывается технологическая документация с учетом метода анализа HAZOP: в инструкциях по изготовлению продукции, технологических картах выделяются отдельным разделом проверяемые критерии и (или) параметры, которые необходимо контролировать и допустимые диапазоны отклонения параметров в процессе изготовления;

использование различных навыков и знаний команды квалицированных специалистов, каждый из которых должен быть знаком с различными аспектами исследования системы [8, 1].

Метод HAZОР основана на систематизированном применении комбинации технологических процессов, параметров («давление», «температура» и пр.) и управляющих слов (НЕТ, БОЛЬШЕ, МЕНЬШЕ и др.).

Исследование методом HAZOP ведутся  по следующим этапам:

Этап 1 - определение целей, задач и области применения исследования, например выделение опасности, характеризующейся только нелокальными последствиями или только локальными последствиями, этапа процесса изготовления и т.д.

Этап 2 - комплектование группы специалистов по исследованию HAZOP. Приказом (распоряжением) руководителя организации назначается команда по оценке рисков. При формировании группы HAZOP были задействованы специалисты, охватывающих каждый спектр технологического процесса от конструирования до контроля качества. Команда может быть постоянной, а может формироваться при каждом заключении договора либо при разработке новой продукции либо изготовлении опытного образца.

Пример приказа, оформляемого на фирменном бланке, приведен ниже:

 

Адкрытае акцыянернае                                                    Открытое акционерное

таварыства                                                                          общество

         «Цветлит»                                                                           «Цветлит»

          (ААТ «Цветлит»)                                                            (ОАО «Цветлит»)

 

             ЗАГАД                                                             ПРИКАЗ

 

___.__.2020__ № ____-П_

г.Гродна                                                                                    г.Гродно

Об организации работы

по оценке рисков

В целях совершенствования работы по системе менеджмента качества, обеспечения соблюдения требований СТБ ISO 9001-2015 и с целью проведения анализа и пересмотра рисков по процессам,

ПРИКАЗЫВАЮ:

1. Назначить команду по оценке рисков организации в составе:

ФИО - главный инженер (руководитель команды);

ФИО – заместитель директора (заместитель руководителя команды);

ФИО – ведущий инженер по качеству;

ФИО - ведущий инженер по охране труда;

ФИО – инженер по стандартизации и сертификации.

ФИО – заместитель директора по экономике;

ФИО – начальник литейного цеха;

ФИО – начальник отдела технического контроля;

ФИО – главный технолог;

ФИО – главный конструктор;

ФИО – инженер-метролог;

ФИО – ведущий специалист по кадрам;

ФИО – начальник отдела сметно-договорных отношений;

ФИО – инженер-энергетик;

ФИО – инженер по охране окружающей среды.

2. Членам команды по оценке рисков до __.__.2020  провести анализ, мониторинг рисков по процессам и пересмотреть числовое значение допустимого риска, ниже которого не разрабатываются мероприятия по его устранению.

3. Владельцам процессов до _.__.2020 провести анализ и уточнение рисков по процессам. Результаты изложить в отчете/программе анализа рисков по процессам.

4. Порядок проведения идентификации, анализа, оценки рисков и разработки отчета/программы анализа рисков изложен в СТП 4.1-01 «Контекст организации».

5. Контроль за исполнением настоящего приказа возложить на главного инженера Петрова П.П.

Основание: п.4.1, 4.3, п.5.1.2, п.6.1 СТБ ISO 9001-2015 «Системы менеджмента качества. Требования».

Директор общества                                                           Ф.Ф.Федоров

Инженер по стандартизации

и сертификации

                           И.И.Иванов

__.__.2020

С приказом ознакомлены:                                                   П.П.Петров

 

Этап 3 - сбор необходимой документации, чертежей и описаний технологического процесса.

Для исследования были представлены ОАО «Цветлит» чертежи, спецификации исследуемых деталей, чертежи пресс-формы для изготовления конкретных деталей (крышек редукторов домового), технологические карты, технологические инструкции, паспорта-заводов изготовителей оборудования (машина для литья под давлением SJ280, машина для литья под давлением 71108, вибромашина 313-cп-62) [2, 1].

В качественной части анализа рисков определены все опасные факторы и соответствующие сценарии опасности. Определение опасных факторов и сценариев опасности является ключевой задачей анализа рисков. Для этого требуется подробное исследование и понимание системы [4].

Образец исследований на этапе 3 метода HAZOP для процесса литья под давлением деталей из алюминия представлены в виде следующего алгоритма:

 

 

 

Этап 4 - анализ каждой основной единицы изготавливаемой продукции, технологического процесса в целом, отдельного вида работ и услуг, ведется с использованием документов, собранных на этапе 3 по словам-указателям.

Таблица 1.

Слова-указатели HAZOP

Слово-указатель

Определение

Нет или не

Отрицание результатов, установленных в проекте, проектно-сметной документации. Ни одна из частей предполагаемого результата не достигается (например, нет расхода жидкости; отсутствует подача охлаждающей воды в систему)

Больше

Количественное увеличение (например, превышение уровня требуемого давления (высокое давление) или иного параметра)

Меньше

Количественное уменьшение (например, давление жидкости ниже номинального (низкое давление)

А также

Качественное увеличение (например, дополнительный материал)

Часть (чего-то)

Качественное уменьшение (например, только один или два компонента в смеси)

Обратное

Противоположное (например, противоток)

Иначе чем

Появление непредвиденного фактора воздействия. Ни одна из частей замысла не осуществляется, происходит что-то совершенно другое (например, поток несоответствующего материала)

Прежде чем

Относится к порядку или последовательности (открытие нагнетательного клапана после включения в работу центробежного насоса)

Рано

Относится к времени (преждевременное срабатывание пускового реле)

 

Выполняется оценка отклонений показателей технологических процессов системы от нормальных, установленных проектом, конструкторской документацией, ТНПА, паспортами заводов-изготовителей оборудования с применением слов-указателей (НЕТ, БОЛЬШЕ, МЕНЬШЕ, ИНАЧЕ ЧЕМ, ОБРАТНОЕ,..) [11, 1]. Образец такого рабочего листа слов-указателей "не, нет" представлен в таблице 2.

 

Таблица 2.

Рабочий лист метода HAZOP

Название проекта:

Серийное производство

Название организации

ОАО «Цветлит»

Дата совещания:___________ 2020 г

 

Чертежи:

0542-0176СБ, БФИП 493616.001.001.00.04, БИФП 493112.002СБ, БФИП493112.002.01 

НАЗНАЧЕНИЕ:

Корпус регулятора давления домового

Слово-указатель

Отклонение

Возможные причины

Последствия

Необходимое действие

больше

высокие температуры

нарушение технологического процесса, допущенное рабочим;

отказ оборудования

коррозия пресс-формы, продуктами распада разделительных покрытий;

газотворность покрытий

а) выбор разделительных покрытий с оптимальными температурными пределами;

б) уточнение графика и процедуры технического обслуживания оборудования

меньше

низкие температуры

низкая температура заливки; холодная пресс-форма; слишком тонкое сечение впуска

узорчатая поверхность отливки («мороз») –брак

а) повысить температуру заливки;

б) подогреть пресс-форму;

в) увеличить сечение впуска;

г) повысить температуру заливки

Иначе чем

трещины в отливках из сплавов алюминия с кремнием

повышенное содержание железа в сплаве; пониженное содержание кремния в сплаве; холодная пресс-форма

окончательный брак

а) снизить содержание железа до 1,5%; добавить лигатуру алюминий-кремний;

б) подогреть пресс-форму или увеличить темп работы

Иначе чем

трещины в отливках из сплавов алюминия с магнием

наличие резких переходов от тонких сечений отливки к толстым; повышенное содержание магния в сплаве; холодная пресс-форма

окончательный брак

а) изменить конструкцию детали, скруглить переходы; добавить в сплав чистого алюминия;

б) подогреть пресс-форму или увеличить темп работы

Иначе чем

включения шлаков и окислов

наличие в сплаве большого количества окислов; замешивание окислов и шлака при неаккуратном черпании металла разливочной ложкой

брак

а) добавить флюс для раскисления;

б) аккуратно черпать сплав

Иначе чем

надиры на поверхностях отливки

малый литейный уклон; забоины на стержнях и в пресс-форме, приваривание сплава к стержням и пресс-форме; недостаточная смазка; высокая температура заливаемого сплава

брак

а) исправить пресс-форму;

б) устранить забоины;

в) увеличить содержание железа в алюминиевых сплавах до 1,5%, уменьшить скорость впуска металла в пресс-форму;

г) увеличить смазку в местах приваривания;

д) снизить температуру заливки

Иначе чем

пятнистость поверхности отливки

избыток смазки; повышенное содержание графита в смазке

 брак

а) уменьшить смазку, после смазки обдуть пресс-форму сжатым воздухом;

б) сменить смазку

больше

нарушение сплошности

нарушение технологического процесса производства работ

коррозия металла

а) зачистить дефектный участок;

б) восстановить покрытие

в) при работе, использовать только поверенные инструменты; исправное оборудование

недостаточная толщина покрытия

нарушение технологического процесса производства работ:

подготовка детали;

неравномерное нанесение покрытия

коррозия металла

а) зачистить;

б) восстановить покрытие;

в) при работе, использовать только поверенные инструменты; исправное оборудование

часть

неравномерное нанесение лакокрасочного покрытия

нарушение технологического процесса, проекта, требований законодательства допущенное рабочим

коррозия металла

а) зачистить;

б) восстановить покрытие;

в) при работе, использовать только поверенные инструменты; исправное оборудование

меньше

газонепроницаемость материала пресс-формы

вентиляция рабочей полости неисправна, нарушение технологии подготовки расплава, иные причины

Газовоздушная пористость приводит к уменьшению плотности отливок, снижению их герметичности и пластических свойств.

а) устранить неисправности вентиции рабочей полости, если таковая имеет место;

б) соблюдать режимы прокаливания, обеспечивающие полное удаление из формы газотворных составляющих;

в) используют технологические приемы в соответствии с технологической инструкцией

меньше

низкое качество операционного, приемочного контроля

1) недостаточная квалификация специалистов;

2) использовались неповеренные СИ, ИО, приборы

дефекты продукции и нарушения технологии изготовления

а) произвести повторный контроль;

б) направить специалистов на курсы повышения квалификации

нет

несоответствующий тип сырья

поставка материалов не соответствует спецификации

брак

оформить дефектный акт и заменить согласно спецификации проекта

 

Этап 5 - документальное подтверждение любого отклонения от нормы и соответствующих состояний. Кроме того, осуществляется выявление способов обнаружения и/или предупреждения отклонения [11, 1]. Данное документальное подтверждение обычно указывается на рабочих листах HAZOP.

Результаты исследования методом HAZOP документировались в специальной таблице, в которой каждая позиция проранжирована и на этой стадии качественный метод приобретает количественные характеристики.

Таблица является основой программы анализа рисков технологического процесса литья под давлением алюминия, отдельные позиции, которой представлены в таблице 3.

 

В соответствии с этим принципом выделяются два уровня риска: при значении риска, не превышающем нижнюю границу области приемлемого риска нет необходимости в принятии каких-либо мер; если риск превышает верхнюю границу области приемлемого риска, то риск считается неприемлемым – числовое значение определяется командой.

Ранжирование рисков  осуществляется по матрице для принятия решений по имеющимся внешним и внутренним факторам влияющим на стратегическое планирование согласно таблице 4. Оценка приоритетности риска по ранговой шкале (1-25)

Таблица 4.

Оценка приоритетности риска по ранговой шкале (1-25)

 

Если значение риска находится в области приемлемого риска, между верхней и нижней границами, то необходимо искать экономически оптимальное решение [4].

При выявлении числа значения рисков превышающих, установленное допустимое число необходима разработка мероприятий по снижению риска представленная в таблице 5 в виде «плана по снижению рисков».

 

 

Результатом работы команды по оценке рисков является оформление протокола оперативного совещания по оценке рисков процесса с прилагаемыми к нему комплектом документов и исследуемых чертежей. В протоколе указываются:

ФИО участников команды, каждый из которых ставит подпись в протоколе;

сроки проведения исследования;

классификация опасностей и рисков процесса;

рабочие листы процесса;

программа оценки рисков;

мероприятия по снижению рисков.

Протокол может регистрироваться в общем журнале регистрации протоколов оперативных совещаний организации либо заведен «Журнал регистрации протоколов оперативного совещания по оценке рисков». Протокол оформляется в одном экземпляре, в котором каждый присутствующий должен поставить свою подпись.

Опыт применения метода HAZOP показал высокую эффективность детального анализа технологических опасностей и выработки рекомендаций за сравнительно короткое время, достигнутое, опираясь на высокую квалификацию команды специалистов. Метод целесообразно использовать не только при изготовлении (литье), но и при таких видах деятельности как проектирование, монтаж технологического оборудования и трубопроводов, монтаж потенциально-опасных и опасных производственных объектов и при экспертизе промышленной безопасности.

Метод HAZOP для сложных систем, экспериментальных, новых видов продукции, для которых входные и выходные параметры могут постоянно претерпевать изменения либо не могут быть четко установлены на этапе конструирования, проектирования, и даже изготовления является наиболее эффективным методом оценки риска.

 

Список литературы:
1. ГОСТ Р 27.301-2011. Надежность в технике. Управление надежностью. Техника анализа безотказности. Основные положения.
2. ГОСТ Р 51901.11-2005. Исследование безопасности и работоспособности. Прикладное руководство. – М. : Стандартинформ, 2006.
3. ГОСТ Р 51901.1-2002. Менеджмент риска. Анализ риска технологических систем.
4. Грачев В.Ю., Вершинина Т.А., Пузаткин А.А. Непропорциональное разрушение. Сравнение методов расчета. – Ажур, 2010. – С. 39, 41, 55.
5. Зеленов В.Н., Кисиленко Л.Е. Смазка пресс-форм литья под давлением. – М. : Машиностроение, 1983. – С. 144.
6. Кайнов В.М., Трудаев В.В. Литье под давлением крупногабаритных деталей из алюминиевых сплавов // Литейное производство. – 1983. – № 2. – С. 10–12.
7. Мадера А.Г. Риски и шансы: неопределенность, прогнозирование и оценка. – М. : Красанд/URSS, 2020. – С. 448.
8. Руководство по безопасности «Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах», утвержденное приказом федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 11.04.2016 № 144.
9. Степанов Ю.А., Баландин Г.Ф., Рыбкин В.А. Технология литейного производства: специальные виды литья / под ред. Ю.А. Степанова. – М. : Машиностроение, 1983. – С. 287.
10. Юрченко В.И., Виштак Б.С. Снижение пористости отливок при литье под давлением // Литейное производство. – 1984. – № 6. – С. 36–37.
11. PlantPAx Process Automotion, Rockwell Automation. Функциональная безопасность в непрерывных производствах. Принципы, стандарты и реализация. – Allen-Bradley, 2016. – С. 22–30.

 

Информация об авторах

преподаватель 2 категории, Институт повышения квалификации и переподготовки кадров УО «Гродненский государственный университет имени Янки Купалы», Республика Беларусь, г. Гродно

teacher 2 categories professional development and retraining of personnel Janka Kupała State University of Hrodna, Belarus. Hrodno

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top