Российский государственный университет нефти и газа имени
advertisement
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА На правах рукописи ЛАВРЕНТЬЕВА АННА НИКОЛАЕВНА РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ НА СТАДИИ СТРОИТЕЛЬСТВА МОРСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ Специальность 05.26.02 – «Безопасность в чрезвычайных ситуациях» (нефтегазовая промышленность) (технические науки) ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: д.т.н., профессор Г. Г. Васильев Москва 2015 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 3 ГЛАВА 1. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА МОРСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ И АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ МОРСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ ................ 7 1.1. Перспективы освоения морского шельфа и строительства морского трубопроводного транспорта .................................................................................. 7 1.2. Анализ современных подходов по обеспечению безопасности сооружения трубопроводов на морском шельфе ..................................................................... 14 1.3. Постановка цели и задачи для оценки технологических рисков на этапе строительства морских трубопроводов ................................................................ 43 ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ МОРСКОГО ТРУБОПРОВОДА .................................................................................................. 47 2.1. Технология строительства морского трубопровода ...................................... 47 2.2. Идентификация опасностей технологических процессов при сооружении морских трубопроводов ......................................................................................... 56 2.3. Идентификация опасностей по месту их возникновения в технологическом процессе .................................................................................................................. 62 ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОЙ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ МОРСКОГО ТРУБОПРОВОДА .................................................................................................. 76 3.1. Обоснование выбора методов для оценки технологических рисков при сооружении морских трубопроводов .................................................................... 76 3.2. Разработка методики оценки технологических рисков при сооружении морских трубопроводов ......................................................................................... 84 ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ ДЛЯ ПЕРСПЕКТИВНОГО ПРОЕКТА СТРОИТЕЛЬСТВА МОРСКОГО ТРУБОПРОВОДА ........................................................................... 99 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 133 ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы диссертации Перспективы освоения ресурсов углеводородов континентального шельфа России и их транспорта конечным потребителям определяют необходимость создания морской транспортной инфраструктуры, в состав которой входят морские трубопроводы. Сооружение и эксплуатация морских трубопроводов связано с высокими рисками как техногенного, так и экономического характера. Согласно данным WOAD (World Offshore Accident Dataset) в 2012 г. было выявлено 255 инцидентов/аварий, происшедших с морскими трубопроводами, или 4% аварий из зафиксированных аварий на морских сооружениях в мире. При этом аварийные ситуации имеют место и на этапе строительства морских трубопроводов. Поскольку средняя стоимость прокладки километра трубопровода в море в 3-5 раза больше чем на суше, в зависимости от условий строительства, то возникновение опасной или чрезвычайной ситуации, может привести к столь существенному увеличению стоимости проекта, которая может оказаться губительной для проекта в целом. Это положение определяет актуальность задачи оценки технологических рисков при сооружении морского трубопровода как организационно- технической основы предупреждения чрезвычайных ситуаций. Требования к проведению оценки риска на этапе строительства морских трубопроводов определены в стандарте по проектированию DNV-OS-F101 "Морской стандарт. Подводные трубопроводные системы", однако, анализ отечественной нормативно-правовой документации по оценке рисков аварий нефтегазовых сооружений показал, что на практике риски на стадии строительства не учитываются как отдельный вид рисков, отсутствует методика анализа технологических рисков на этап строительства морского трубопровода. В связи с вышесказанным цель данной исследовательской работы состоит в разработке технологических методики рисков качественной при сооружении и количественной морского оценки трубопровода для обеспечения промышленной безопасности и предупреждения чрезвычайных ситуаций в процессе строительства. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: 1. обобщить мировой производственных опыт объектов оценки и и анализа проектов рисков морского опасных нефтегазового строительства; 2. произвести идентификацию технологических опасностей при строительстве морских трубопроводов и идентификацию опасностей по месту их возникновения в технологическом процессе; 3. разработать алгоритм и методику качественной и количественной оценки технологических рисков в процессе строительства морских трубопроводов с учетом заложенных конструктивных критериев и методов укладки трубопровода; 4. выполнить апробацию разработанной методики оценки технологических рисков строительства морских трубопроводов на примере перспективного проекта строительства морского трубопровода и дать рекомендации по ее использованию. Объектом исследования для разработки технологических рисков являются технологические методики оценки процессы производства работ по сооружению морских трубопроводов. Предметом исследования являются способы и методы оценки рисков, математические инструменты расчета вероятностей возникновения опасных неблагоприятных ситуаций и последствий в случае их реализации. В диссертационной исследования, основанные работе на автором методах использовались системного анализа, методы методах экспертных оценок, методах предварительной оценки опасностей, логикографических методах. Научная новизна полученных результатов исследований заключается в развитии теоретических подходов к оценке и обоснованию уровней технологических рисков при строительстве морских трубопроводов на основе применения модели сооружения морского трубопровода, идентификации и классификации технологических опасностей по месту их возникновения в технологическом процессе, построении алгоритма технологических рисков на этапе строительства и методики оценки морских трубопроводов с учетом методов укладки морского трубопровода и ранжирования рисков по технологическим процессам и условиям сооружения морского трубопровода. Практическая ценность. Разработанная технологического методика характера дает на возможность ранних стадиях оценивать реализации риски проекта строительства с учетом выбранных технологических решений производства строительных работ для морского трубопровода. Применение разработанной методики позволит комплексно оценивать риски проектов по строительству морских трубопроводов снижению и своевременно планировать мероприятия по рисков, хеджированию технологических рисков отказов и чрезвычайных ситуаций в процессе строительно-монтажных работ. Положения, выносимые на защиту: 1. результаты оценки и анализа рисков опасных производственных процессов и проектов морского нефтегазового строительства в целом; 2. идентификация и классификация технологических опасностей при строительстве морского трубопровода на основе формализованной модели сооружения морского трубопровода; 3. методика оценки технологических рисков на основе метода экспертных оценок с учетом особенностей технологических операций и ранжирования рисков в зависимости от технологических процессов и условий укладки морского трубопровода; 4. алгоритм реализации разработанной методики, выполненный на примере проекта строительства морского трубопровода. Апробация результатов диссертации. Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на конференциях, семинарах, научных заседаниях, посвященных вопросам надежности и безопасности трубопроводного транспорта нефти и газа, в том числе на: 7-й Научно-технической конференции «Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта», г. Новополоцк, 22-25 ноября 2011 г.; 66-й Международной молодежной научной конференции «Нефть и газ – 2012», 17-20 апреля 2012 г., РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, г. Москва; семинаре «Современные требования к неразрушающему контролю сварных соединений на опасных производственных объектах», ООО «НУЦ «Качество», г. Москва,7 декабря 2012 г.; заседании проблемного научно-технического совета Российского союза нефтегазостроителей, сентябрь 2014 г., г. Москва. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 4 статей в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий в соответствии с требованиями ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации. ГЛАВА 1. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА МОРСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ И АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ МОРСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ 1.1. Перспективы освоения морского шельфа и строительства морского трубопроводного транспорта Освоение и добыча углеводородов на морском шельфе в Мировом океане имеют уже довольно длительную историю. В настоящее время на акватории шельфа добывается примерно 35% от общемирового объема добычи углеводородного сырья. Динамика роста нефтедобычи в море в настоящее время более чем в 5 раз превышает динамику роста добычи на суше. К 2020 г. в балансе мира ожидается прирост морской добычи углеводородов до 65%.[1] Рисунок 1- Динамика мировой добычи нефти на шельфах с 1960 гг.[2,3] Перспективы освоения морского шельфа в нашей стране изложены в специальном документе «Энергетическая стратегия России на период до 2030 года» [4]. К 2030 году Россия намерена добывать на своем арктическом шельфе до 30 млн. тонн нефти и 130 млрд. кубов «голубого топлива». По программе первоочередными районами работ на шельфе России являются Обская и Тазовская губы, северо-восточный шельф Баренцева моря (район Штокмановского месторождения), шельф Печорского моря и Приямальский шельф. Для реализации этой программы необходимо создание морской инфраструктуры, в состав которой входят морские трубопроводы. Первые морские трубопроводы были уложены в 1940 г. на глубинах 1020м в Мексиканском заливе. Строительство первых газопроводов в Северном море началось в конце 1960 г. В настоящее время продолжается развиваться строительство и эксплуатация морских трубопроводов в мире. В нашей стране ведутся крупномасштабные работы по сооружению морских трубопроводов. Были морских газопроводов реализованы крупные проекты сооружения «Голубой поток», «Северный поток», Джубга- Лазаревское-Сочи, переходы через Байдарадскую губы, пролив Невильского, обустройство Киренского месторождения. газопроводов «Голубой поток», В перспективе расширение «Северный поток», строительство трубопровода для подачи газа в Турцию, обустройство Штокмановского месторождения, освоение месторождений Арктики и Сахалина. Краткое описание некоторых из перечисленных проектов морских трубопроводов приводим в таблице 1. Таблица 1 Проекты морских трубопроводов в России Название проекта Сроки Мощнос ть, стоимос ть Маршрут Северный поток (NordStream) 18 апреля 55 млрд 2012 года м³ газа в была год закончена вторая нитка Протяженность морского участка- 1200 км от Выборга (Ленинградская область) до Грайфсвальда с максимальной глубиной моря в местах прохождения трубы — 210 м. [10] Голубой поток эксплуатац до 16 ия с 2003 г. млрд м³ газа в год, $3,2 млрд Газопровод между Россией и Турцией по дну Черного моря. Общая протяженность — 1213 км, из них морской участок -373 км. Укладка прибрежных участков: в предварительно разработанную траншею, максимальная глубина воды достигает 2150м. Рабочее давление 25,0 Мпа Голубой поток[7] Газопровод «Джубга — Лазаревское — Сочи» введен около в эксплуат 3,8 млрд ацию в куб. м. 2011 г. Северный поток[6] Протяженность газопровода — 171,6 км от п.Джубга до Кудепста с выходами на сушу н.п.Новомихайловское,Туапсе, около 90% трассы по дну Черного моря вдоль прибрежной полосы на глубинах до 80 метров.Метод пересечения береговой линии: наклонно-направленное бурение. Обустройство Штокмановского месторождения Проектная мощность куб. м газа в год. Обустройства месторождений акватории Обской и Тазовской губ и полуострова Ямал Переход через Байдарацкую губу,восемь параллельных ниток с диаметром 1220 мм и рабочим давлением 7,4 МПа. На подводном участке протяженностью около 67 км максимальная глубина моря составляет 23м. Укладка прибрежных участков: в предварительно разработанную траншею Турецкий поток 2015-2016 63 млрд гг. м3 в год, мощнос ть: 15,75 млрд куб. м каждая из четырех ниток проекта— 71,1 млрд Протяженность трубопровода из четырех ниток составит около 1,1 тыс. км.с диаметром труб 81 см и максимальной глубинойукладки 2 200 метров. Длина морского участка — 910 км, из которых 660 км проходит по старому коридору «Южного потока» и 250 км в новом коридоре в направлении европейской части Турции [5] Обустройства месторождений акватории Обской и Тазовской губ и полуострова Ямал [9] «Турецкий поток» [5] «Джубга — Лазаревское — Сочи»[8] ОбустройствоШтокмановского месторождения[11] Объекты морской инфраструктуры являются сложной технологической системой с опасными производственными факторами, реализация которых приводит к частым аварийным ситуациям. По состоянию на 2012 г. было выявлено 6183 инцидентов/аварий, происшедших с разными морскими сооружениями в мире согласно данным WOAD (World Offshore Accident Dataset) of DNV [12]. На морские трубопроводы приходится 255 случая или 4,13% из зафиксированных аварий. По данным PARLOC 2001 [13], по состоянию на 2001 года произошло 542 инцидента с морскими сооружениями в Северном море, 248 из этих событий связаны с морскими трубопроводами. 96 из 248 аварий сопровождались выбросами транспортируемого продукта (нефти/газа) из трубопроводов. Большая часть аварий на объектах морской инфраструктуры происходит в Северном море - 57%, 27% случаев относятся к Мексиканскому заливу, 1% или 45 аварий в Средиземном море, 29 случаев в Каспийском и Черном морях [12]. Рис 2 ,3. - Авария морского трубопровода от удара якоря в Средиземном море 2008 г. [14] Основными причинами аварий морских трубопроводов являются: коррозия, механические повреждения, удары судами/сетями и столкновения с ними, штормы, оползни, дефекты металла труб/соединительных деталей (металлургические, заводские дефекты), прочие и не известные. Согласно базе PARLOC - 2001, одной из главных причин аварийности является повреждение труб якорями судов, тралами [13]. Последствиями аварийных событий являются потеря газа при его истечении, возгорание газа, ранение или гибель людей, загрязнение окружающей среды и т.д. На рисунке 4 представлено процентное соотношение причин аварий на морских трубопроводах в Мексиканском заливе и Северном море на основе данных источников [13,15,16]. Удельные частоты аварий для морских частей МГ по данным PARLOC-2001 составляет 9,1 × 10-5/км/год в средней зоне, 2,3 × 10-3/год (4,6 × 10-3 /км/год) в прибрежной безопасной зоне. Иные значения интенсивностей аварий на морских трубопроводах приводятся в работе [17]: 0,2 аварий / год / 1000 км трубопроводов в Мексиканском заливе и 0,3 аварий / год / 1000 км для морских трубопроводов в Северном море. Процентное соотношение причин аварий , % Причины аварий морских трубопроводов в Северном море и Мексиканском заливе 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Proceedings Risk Assessment and Management of Marine Pipeline Systems Workshop. Houston, Texas.Мексиканский залив. PARLOC 2001. Северное море. Recommended Practice, DNV-RP-F116. Мексиканский залив. Причины аварий Рисунок 4 - Причины аварий морских трубопроводов в Северном море и Мексиканском заливе В источнике [18] представлены численные значения рисков повреждения морских сооружений на стадии их строительства, относящиеся к ведению строительных работ на шельфе как в мире вообще, так и в Северном море в частности. Величина значений частоты отказов при строительстве морских сооружений представлены в таблице 2 на основе данных [18]. Анализ существующих информационных баз показал, что данные по авариям на морских трубопроводах характеризуются нерепрезентативной статистикой, поскольку распределение причин аварий в общей структуре неоднозначно и в разных источниках имеет свой уровень, имеются расхождения в оценках частоты возникновения отказов. В основном аварийные ситуации связаны со стадией эксплуатации морских трубопроводов. Однако, факты аварийных ситуаций имеют место и на этапе строительства морских трубопроводов. Поскольку километра трубопровода в море в 3-5 раза больше чем на суше, то возникновение опасной Таблица 2. Риски возникновения повреждений морских сооружений на стадии строительства[18] Риски повреждения морских сооружений на стадии строительства Риски отказов при строительстве в море Частота отказов при строительстве в мире (за единицу строительных работ) Частота отказов при строительстве в Северном море (за единицу строительных работ) Риск всех видов повреждений 6,5 × 10-3 6,9 × 10-2 Риск со значительным ущербом 3,1 × 10-3 3,6 × 10-2 Риск общей потери 3,6 × 10-4 2,0 × 10-3 или чрезвычайной ситуации, приводящей к остановке производства, ремонтным работам и как следствие к увеличению стоимости проекта, может оказаться губительным для проекта в целом и продолжение строительства будет нерентабельным. Подробный и всесторонний учет рисков, которые возникают в процессах строительства, эксплуатации и ремонта магистральных морских трубопроводов с учетом характеристик водной акватории, по дну которой предполагается прокладка магистрального трубопровода, а также технологий строительства и эксплуатации, включая капитальный ремонт и рекультивацию ландшафтов после прекращения функционирования трубопровода, может дать объективную информацию для учета рисков при инвестиционном проектировании морских трубопроводов. Поэтому вопросы промышленной безопасности и предупреждения чрезвычайных ситуаций в процессе строительства морского трубопровода являются первостепенными. 1.2. Анализ современных подходов по обеспечению сооружения трубопроводов на морском шельфе безопасности В настоящее время безопасность опасных производственных объектов обеспечивается через концепцию управления рисками. Проведение оценки рисков на всех стадиях жизненного цикла проекта является обязательным требованием по обеспечению безопасности и регламентируется соответствующими нормативно-правовыми документами как в нашей стране, так и за рубежом. На первоначальной стадии жизненного цикла – инвестиционного обоснования проекта, основной целью оценки рисков проекта является оценка эффективности новых проектов, поиск равновесия между принимаемыми рисками и планируемым уровнем прибыли. Данные риски рассматриваются в «Методических рекомендациях по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования», разработанных ЮНИДО 1978 г. Уровень допустимого инвестиционного риска устанавливается на основании расчета чистого дисконтированного дохода (ЧДД), срока окупаемости проекта и других экономических параметров. Данным рискам посвящены научные исследования и работы Бочарова В.В. [19] , Бирмана Г., Шмидта С. [21], Зимина И.А., Шапиро В.Д. [20], Ковалева В.В. [22], Шихова А.К.[23], Адамса Дж.[24], Балабанова И.Т. [25]и др. На стадии проектирования опасных производственных объектов, к которым относится и морской трубопровод, в российской практике принято оценивать такие же виды рисков, как и на стадии эксплуатации, а именно риски аварий и риски пожара. Оценка и анализ рисков аварийных ситуаций проводится в соответствии с промышленной безопасности требованиями опасных Федерального закона производственных объектов» «О от 21.07.1997 № 116-ФЗ в рамках разработки декларации промышленной безопасности для действующих особо опасных производственных объектов, а также в соответствии с требованиями Постановления Правительства Российской Федерации от 16.02.2008 г. №87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию» и приказа МЧС РФ от 28.02.2003 № 105 «Об утверждении требований по предупреждению чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных объектах и объектах жизнеобеспечения» при разработке мероприятий по предупреждению чрезвычайных ситуаций. Кроме того, Федеральный закон РФ от 22.07.2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» предусматривает проведение расчета пожарного риска. Вопросам проведения и методам расчета риска аварий посвящены методические руководства, которые имеют как отраслевую принадлежность к нефтегазовой промышленности, методические указания по например, проведению СТО ГАЗПРОМ 2-2.3-351-2009 анализа риска для опасных производственных объектов газотранспортных предприятий ОАО «Газпром» [26], методическое руководство по оценке степени риска аварий на магистральных нефтепроводах [27], руководство по безопасности методика оценки риска аварий на опасных производственных объектах нефтегазоперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности [30], так и общую принадлежность к опасным производственным объектам, например, РД 03-418-01 методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов [28], методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах, утвержденная приказом МЧС России от 10 июля 2009 г. № 404 [29] и др. Следует отметить, что применение методов оценки рисков нашло отражение не только в методиках по анализу риска аварий, но и в национальных стандартах РФ [31-36], прототипом которых являются международные стандарты МЭК, и в научных трудах [37-40]. Изучению темы оценки рисков аварий и пожара посвящены работы Акимова В.А. [52], Ветошина А.Г. [53], Гражданкина А.И., Гальченко С. А. [44], Елохина А.Н. [45], Козлитина А.М. [40-41], Лисанова М.В., Печеркина А.С. [48-51], Сафонова B.C., Швыряев А.А. [47], , а теме оценки рисков морских трубопроводов посвящены работы Горяинов Ю.А. [39], Самусевой Е.А. [37], Федорова А.С. [38] и др. Анализ методик по оценке рисков аварий [26,28-30] показал, что методологическая схема проведения оценки рисков имеет отличие только в названиях процедур, входящих в этапы оценки рисков, а суть их содержания одинаковая и включает 4–е основные процедуры: 1. планирование и организация работ по оценке риска; 2. идентификация опасностей; 3. оценка риска, которая включает в себя оценку вероятности возникновения неблагоприятных событий (опасностей) и их последствий; определение приемлемости рисков для компании; 4. разработка планов и рекомендаций по снижению и контролю риска. Большинство предложенных в научной литературе и используемых на практике методов оценки рисков включают в себя практически одинаковый перечень методов идентификации опасностей, оценки вероятности, последствий, а также одинаковую классификацию методов по форме представления результатов оценки риска, включающую качественные, количественные и полуколичественные методы [22, 24]. Так согласно источникам [43, 52,53,26,28, 33] к методам оценки опасностей относятся "Что будет, если...?", метод проверочного листа, предварительная оценка опасностей (ПАО), анализ видов и последствий отказов (АВПО), анализа видов, последствий и критичности отказов (АВПКО), анализ опасности и работоспособности (Hazard and Operability Study -HAZOP), анализ видов и последствий отказов, анализ идентификации опасности (Hazard Identification Analysis -HAZID), мозговой штурм и другие. В соответствии со стандартом [33] метод предварительной оценки опасностей (ПАО) предназначен для идентификации опасностей, опасных ситуаций и событий, которые могут причинить вред. В результате проведения ПАО составляется перечень опасностей, место или элементов системы с опасными свойствами. Процедура реализации метода ПАО заключается в следующем: 1. в анализе технических условий работы оборудования, технологических технологических элементов процессов, производственной 2. в проведении системы, проверки изучении технической документации на выполнение требований промышленной безопасности, 3. в идентификации возможных источников опасностей, потенциальных опасностей в техпроцессе и аварий. Более простыми методами оценки опасностей, чем метод ПАО, являются методы "«Что будет, если...?»" и «Проверочного листа». Последовательность идентификации опасностей методами "«Что будет, если...?»" и «Проверочного листа» совпадает и заключается в составлении списка вопросов о выполнении норм промышленной безопасности и в выборе ответа на поставленные вопросы. Отличие метода «Проверочного листа» заключается в использовании большей исходной информации об оцениваемом объекте. Близким методу ПАО по алгоритму методом проведения идентификации опасностей, как метод ПАО, является метод HAZОР, направленный на идентификацию опасностей отклонения и выхода из строя технологических систем. Процедура проведения HAZОР отличается от ПАО виспользовании ключевых терминов и слов, описывающих возможные отклонения от установленных норм технологического режима. Например, ключевое слово «нет» может означать отсутствие подачи охлаждающей воды в систему, слово «больше» - превышение требуемого уровня давления или иного параметра, слово «иначе чем» - появление непредвиденного фактора воздействия и т.д. На практике в случае оценки опасности аварии в качестве отказа в производственной системе вместо методов ПАО и HAZОР применяются метод анализа видов и последствий отказов (АВПО) и метод анализа видов, последствий и критичности отказов (АВПКО). Метод АВПО по способу проведения идентификации опасностей совпадает с методами ПАО: последовательное изучение технологической системы ОПО, а отличие заключается в поиске возможных сбоев в работе, неисправностей, отказов и последствий этих отказов. Метод анализа видов, последствий и критичности отказов (АВПКО) является продолжением метода «Анализ видов и последствий отказов» (АВПО) и дополнительно определяет степень критичности вероятности и последствий отказа. На основе анализа указанных методов идентификации опасностей можно сделать вывод, что эти методы не имеют ограничений в области их применения для технических объектов и в области природы/вида изучаемого риска. Значит, применение методов идентификации опасностей возможно для исследования процессов возникновения технологических рисков при строительстве морского трубопровода, а выбор метода зависит от целей и задач исследования. При анализе аспектов количественного расчета вероятности аварий, были выделены следующие методы: вероятностно-статистические методы [33, 52, 53], логико-графические (логические) методы, балльно-факторный [26, 27] и экспертные [53, 55, 54, 57-60] методы. Анализируя методику [27] и работу [61], установлено, что один из подходов к расчету вероятности возникновения аварии вероятностно- статистическимметодом основан на применении формул теории вероятности случайных величинс распределения равномерным использованием случайных величин распределением, определённого (экспоненциальным нормальным вида функции распределением, распределением или распределением Гаусса, биноминальным распределением Бернулли и др.) Например, в методике [27] для оценки частоты возникновения продольных трещин в нефтепроводе, появление которых является одной из главных причин аварий, предложено использовать уравнение вероятностного распределения Вейбулла: F(Lp) = 1–exp[–(0,14Lp) 1,6] (1), где F(Lр) - вероятность образования сквозного дефекта (трещины) с характерным размером менее Lp, м. Некоторые исследователи рассматривают вопрос вероятности возникновения аварии как вероятность появления отказов в работе системы, при этом их мнения разделились в выборе закона распределения вероятности. Авторы в работах [62, 63] распределение вероятности безотказной работы или вероятности отказа объясняют нормальным и экспоненциальным законами распределения. Точка зренияавторов об экспоненциальном законе распределения отказов в [62, 63] коренным образом отличается от взглядов авторов в источниках [50, 53]. В [50] обосновывается неправомерность использования плотности распределения вероятностидля описания вероятности случайной величины t для отказов: 𝑓 (∆𝑡) = 𝜆𝑒 −𝜆∆𝑡 , [65] экспоненциальной где разделяет функции - интенсивность (плотность) потока отказов. Автор статьи мнение авторов [50, 53] о неверности применения экспоненциального закона распределения отказов сложных систем, и, как следствие, некорректности использования формул для расчета вероятности возникновения отказа в виде: 𝑃∆𝑡 (𝐴𝑡 )=1-𝑒 −𝜆𝑡 , где 𝑃∆𝑡 (𝐴𝑡 )- вероятность событияА (наступление аварии в течение года). В учебном пособии по оценке риска аварии [64] автор высказывает мнения об использовании другого закона теории вероятностии предлагает для описания распределения риска аварий применять однопараметрическое распределение Рэлея: 𝑓(𝑟) = (𝑟 − 1)/𝜎 2 ∙ 𝑒𝑥𝑝[−(𝑟 − 1)2/ 2𝜎 2 ]. Рассмотренные вышеположения о законе распределения вероятности возникновения аварий относятся к оценке аварий на стадии эксплуатации производственного объекта. В отличие от эксплуатационной стадии для этапа строительства объекта опасными ситуациями считаются сбои, отказы планируемого хода строительства,приводящие к срыву установленных сроков завершения строительства, поэтому в работах [56, 64, 67] авторы оценивают риск проекта строительства с позиций завершения строительных работ в требуемые сроки, при этом также применяют вероятностно-статистический подход. В статье [56] утверждается, что длительность выполнения строительномонтажных работ распределяется по случайному закону, частота появления отказов, то есть сбоев и нарушения хода строительства, подчиняется закону распределения Пуассона, рассматривается как β а вероятность –распределение: выполнения 𝜑 (𝜒) = работ 12(𝜒−𝛼)(𝛽−𝜒)2 (𝛽−𝛼)4 , в срок где 𝛼 и β- минимально и максимально возможная продолжительность выполнения работы (комплекса работ) соответственно. Мнение авторов в [56] по вопросу β–распределения функции вероятности выполнения работ придерживаются и авторы в работе [67]. Использование формул нормального закона распределения вероятности выполнения работ в срок в [67] реализовано в виде метода Монте-Карло (метода статистических испытаний), основанного на многократном проигрывании процессов развития идентифицированных опасных ситуаций с помощью построенной модели, имитирующей реальный технологический объект, с целью получения как можно большего числа значений количественных характеристик с последующей их статистической обработкой. Преимущество данного метода заключается в возможности выявить соответствующие закономерности опасных ситуаций в виде ряда количественных оценок. Согласно работе [67] математический аппарат расчета вероятности выполнения работ Монте-Карло основан на использовании формул нормального методом закона распределения и проверки его использования по критерию Пирсона. Проведя ряд испытаний, определяют вариационный (статистический) ряд, далее рассчитывают математическое ожидание mx =∑𝑘𝑖=1 𝑝𝑖 ∙ 𝑥𝑖 , дисперсию Dx = (𝑚𝑥 − 𝑥𝑖 )2 ∙ 𝑝𝑖 , где xi - середина i интервала, среднее квадратическое отклонение: x √𝐷𝑥 коэффициент вариации Vx=σij/mx. Вероятность выполнения работ в срок устанавливают по формуле: р(х>хпл)= Ф(1/Kr), Kr=mx/хпл. Значение Ф при уровне Кr определяют по табличным данным, приведенным в работе [67]. Проверку использования нормального закона распределения проводят по критерию согласия Пирсона. Минус метода Монте-Карло заключается в сложности создания имитационных моделей с учетом адекватного моделирования видов и способов воздействия факторов риска на технологический процесс строительства. Взгляд автора в работе [67] о функции распределения вероятных сроков окончания строительного проекта (комплекса работ) разделяют и авторы статей [69, 70]. Согласно [67, 69, 70] функция распределения сроков окончания строительного проекта подчиняется нормальному закону распределения. В статьях [69, 70] на основе базы данных о производительности строительных машин (экскаваторов, бульдозеров, земснарядов и др.) установлено, что плотность распределения вероятности производительности работы строительных машин подчиняется нормальному или гауссовскому закону. Указанное распределение применительно к производительности крана выражается уравнением вида: 𝜌п𝑘 = где 1 𝜎кп √2𝜋 е (Пк −Пк ) 2 2𝜎П 𝐾 (2) 𝜌Пк − плотность распределения производительности крана; Пк- значение производительности крана;Пк -средняя производительность крана; 𝜎КП - среднее квадратическое отклонение производительности крана; πпостоянное число, е – основание натурального логарифма. С учетом того, что от рационального применения строительных машин зависит организационно-технологическая надежность всего строительного процесса, авторами статьи [69, 70] на основе установленного нормального закона распределения производительности строительных машин (экскаваторов, бульдозеров, земснарядов и др.) были выведены формулы расчета организационно-технологического риска и организационно-технологическая надежность работы строительных машин соответственно: (𝑥−𝑥) 𝑥 ОТР= ∙ ∫0 𝑚 𝑒 2𝜎2 𝜎√2𝜋 100 2 𝑑𝑥 (3) где х – производительность комплекса; 𝑥– средняя арифметическая производительность комплекса;𝜎 −среднее квадратическое отклонение производительности комплекса; 𝜋 – постоянное число; е – основание натурального логарифма; ОТН=100 – ОТР - организационно-технологическая надежность достижения производительности в процентах. работы строительных машин, а для определения ОТН работы комплекса машин предлагается следующая формула: ОТН= где N – количество ∑ ОТН𝑖 ∙𝑡𝑖 ∙𝑛𝑖 (4) 𝑁∙𝑡дир комплектов в комплексе машин; 𝑡𝑖 − темп строительства i-го комплекта; 𝑡дир – темп строительства компекса. Как видно, мнения исследователей по поводу функции распределения вероятностей случайных величинотказа и аварий разделились. Из всего сказанного следует, что наиболее обоснованной точкой зрения по поводу использования формул теории вероятности случайных величин является точка зрения авторов в работе [69, 70], где функция распределения вероятности определена на основе обработки статистических данных, так как для каждого производственного процесса характерна своя функция распределение вероятностей. Другой подход к применению вероятно-статистического метода для определения вероятности аварий приводится в [71], где расчет вероятности аварий предлагают проводить с помощью математического аппарата теории вероятности случайных событий. В случае реализации негативных факторов риска независимо друг от друга, вероятность их появления (Ро) оценивается по теории вероятностей для суммы вероятностей независимых событий по формуле (5): Ро = р1 + р2 + р1 ∙ р2, (5) где р1 и р2-вероятности события 1 и 2 [71]. В случае реализации зависимых факторов риска, вероятность проявления фактора риска предлагается рассчитывается как сумма произведений риска одного события на вероятность других по формуле (6): 𝑃𝑜 = ∑[р𝑖 ∙ рq𝑗 ], (6) где pi — степень риска для i-го случая, qj — оценка шанса для j-го случая (qj = 1 – pi ). Практика риск-менеджмента показывает, что для расчета вероятностей опасностей применяют логико-графические методы, к которым относятся «дерево неисправностей» («дерево отказа», Fault Tree Analysis (FTA)) , «дерево событий» (Event tree analysis (ETA)) , «анализ видов и последствий отказов» (АВПО) или Failure modesandeffectsanalysis (FMEA), «анализ видов, последствий и критичности отказов» (АВПКО) или Failure Mode, Effects and Criticality Analysis(FMEСA)и другие [28,33,29]. Описанные в [28, 33, 29] методы «дерево отказов» и «дерево событий» имеют ряд сходных и отличных друг от друга аспектов. «Дерево отказов» используется для анализа возможных причин возникновения аварийной ситуации и расчета ее частоты, а «дерево событий» в отличие от «дерева отказа» рассматривает процесс развития аварийной ситуации (сценария) с возможными последствиями. Сходство методов «дерева отказов» и «дерева событий» заключается в том, что вершина деревьев и, значит, начало анализа исходит из инициирующего или нежелательного события (опасности). При анализе отказов методом «дерево отказов» рассматриваются все возможные нарушения и неисправности, исходящие от исходного отказа. В процессе построения «дерева событий» устанавливаются сценарии развития опасной ситуации и определяются последствия реализации опасностей, а в процессе анализа «дерева отказов» устанавливаются причины наступления неблагоприятного события. «Дерево отказов» начинается с головного опасного события, далее строятся ветви первого уровня с указанием причин (физические события в системе), которые способны привести к головному событию. После строятся ветви второго уровня с описанием явлений, по причине которых были вызваны отказы первого уровня и т.д. (рис.5). При построении «деревьев отказов» используются условные обозначения событий и логические операторы «И», «ИЛИ». Опасное аварийное событие А1 И Причина1 (событие, вид отказа, сбоя в технической системе) 1-ого уровня (П11) Причина 2 (вид отказа, сбоя в технической системе) 1-ого уровня (П12) ИЛИ П 21 П 23 П 22 Рисунок 5- Пример «Дерева отказа» авариной ситуации Операция “И”, указанная на рисунке 5, означает, что перед тем, как произойдет некоторое событие “А1”, должно произойти сначала событие «П11», затем “П12” или наоборот, поэтому вероятность события А1 реализуется через логическое произведение [43,53,72,73]. Согласно [73] расчетные формулы вероятностей событий для указанного выше «дерева» имеют следующий вид: РА1=Рп11*Рп12 где Рп11, Рп11= 1- (1-Рп21)* (1-Рп22)* (1-Рп22) Рп1i, Рп21, Рп2i - численные значения (7) (8) ожидаемых среднегодовых частот реализации событий, определяемыеt по статистическим данным. В зависимости от логических операторов «И», «ИЛИ» и их комбинаций, используемых в «деревьях отказов», и на основе знания природы появления отказов (независимых отказов, совместных отказов и т.д.) применяют различные формулы расчета вероятностей [43,53,72]. В [72] для расчета вероятности появления завершающего выходного события приводятся следующие формулы: в случае статистически независимых событий и логической схемы «ИЛИ»: n P0 1 1 Pi , i 1 (9) где P0 - вероятность реализации выходного события; Pi−вероятность появления i−гo входного события; n − число входов; в случае статистически независимых событий и наличия в схеме двух входов событий: Р0= Р(а) + Р(b) −Р(a)Р(b), (10) в случае операции «ИЛИ» с n входами : Р0 = Р(a) + Р(b) + Р(с) +... + Р(n), (11) в случае операции «И» для n статистически независимых входных n P0 Pi событий: (12) i 1 Согласно [33,73] построение «дерева событий» начинается также, как и «дерева отказов» - с опасного события. Каждая ветвь дерева, описывающая сценарии реализации опасности, содержит перечень всех сопутствующих опасностей. При построении ветвей «дерева событий» учитываются все технологические элементы объекта, а также наличие условия работы оборудований для обеспечения безопасности (рис.6). В научной литературе опасности рассматриваются как несовместные события, а сценарии развития опасных ситуаций - как независимые события. Вероятности всех опасных ситуаций принято рассчитывать путем умножения частоты инициирующего события на вероятности всех последующих событийРС2=Р1*(1-Р3)*Р5 , РС3=Р1*(1-Р3)*(1-Р5), РС4=1-Р1, а вероятность каждого события как разницу между единицей и назначенной величиной условной вероятности противоположного события Р4=1-Р3. Для расчета вероятности возникновения опасностей в методах «дерева событий» и «дерева отказа»необходимо знать вероятность исходного или инициирующего события, которая или известна заранее или устанавливается экспертным путем, при этом на практике чаще вероятности назначаются условными значениями. Однако, при наличии репрезентативных численных статистических данных о частоте отказов в методе «дерево отказов» вероятность реализации головного опасного события можно определитьв виде среднегодовой частоты. Анализ формул количественного расчета вероятностей в методах «дерево событий» и «дерево отказов» позволяет сказать, что в обоих методах используется математический аппарат теории вероятности, например, теоремы сложения вероятностей несовместных событий Р(А+В) = Р(А) + Р(В) и теоремы умножения вероятностей независимых событий Р(А·В) = Р(А) · Р(В). Р3 P1 РС2=Р1*(1-Р3)*Р5 Последствия Р5 Инициирующее событие РС1=Р1*Р3 Последствия Р4=1-Р3 Последствия РС3=Р1*(1-Р3)*(1-Р5) Р6=1-Р5 Последствия P2=1-Р1 Рисунок 6- Пример «Дерево событий» авариной ситуации К недостаткам методов построения «деревьев» относится трудоемкость их реализации, сложность построения ветвей, которые соответствовали бы ходу развития аварий в реальности, и назначение частоты отказов как условной вероятности. Последнее может привести к неадекватности описания вероятности возникновения событий и неверным уровням риска. Преимуществами методов являются наглядность и простота в понимании возможных путей возникновения и развития аварийных процессов на объекте, проведение одновременно качественного и количественного анализа риска. В отличие от методов «деревьев» такие логические методы, как видов и последствий отказов (АВПО) критичности отказов (АВПКО) не только и анализ анализ видов, последствий и идентифицируют причины и последствия отказов, перечень опасностей, но и определяют тяжесть последствий отказа. Сходство методов АВПО и АВПКО с методами «деревьев» заключается в том, что для расчета вероятности событий требуются данные об отказах исходных событий и событий, возникающих в результате развития инициирующего отказа. При сопоставлении методов АВПО и АВПКО, выявлено, что метод АВПО применим для качественного анализа риска аварий с последовательным рассмотрением всех элементов технологической системы на предмет выявления возможных отказов, повреждений или аварийных ситуаций и их последствий, а метод АВПКО расширяет метод АВПО до количественного анализа критичности отказа путем ранжирования всех идентифицированных видов отказов элементов и конструкций анализируемого сооружения с учетом двух составляющих критичности: вероятности (среднегодовойчастоты) и тяжести последствий данного отказа. Согласно [33,32] для методов АВПО, АВПКО необходимо формировать группу специалистов экспертов различного профиля (например, специалисты по технологии, химическим процессам, инженермеханик) в количестве 3-7 человек. Согласно стандарта, посвященного методу анализ видов, последствий и критичности отказов, интенсивность отказов должна корректироваться в случае разных условий эксплуатации объектов или технологических решений по формуле [32]: λ𝑖 =λ𝑗 ∙ 𝛼𝑖 ∙ 𝛽𝑖 где λi - оценка (интенсивность интенсивности (13) отказов i-го отказов предполагается постоянной); λj отказов j-го компонента; αi вида отказов - интенсивность - отношение количества i-го вида отказов к общему количеству видов отказов, т.е. вероятность того, что объект будет иметь i-й вид отказа; β i - условная вероятность последствия i-го вида отказа. Надо отметить, что данное условие было реализовано для расчета частоты аварий на газо- и нефтепроводах. В методическом руководстве по оценке степени риска аварий на магистральных нефтепроводах [27] и на магистральном газопроводе [26] оценка частоты возникновения аварии на nом участке нефтепровода и газопровода определяется методом, учитывающим влияние балльно-факторным технико-технологических, природно- климатических и других факторов. Метод балльной оценки заключается в балльной оценке различных параметров (конструктивно-технологических характеристик, особенностей строительства, времени ввода в эксплуатацию, природных условий), влияющих на безопасность трубопровода. В обеих методиках частота ожидаемой аварийности рассчитывается путем корректировки средней по отрасли частоты отказов на аналогичных объектах по общей формуле (14): 𝜆𝑛 = 𝜆𝑘вл (14) , где λn- частота аварий на каждом п-м участке трассы , kвл –коэффициента, показывающий во сколько раз локальная интенсивность на участке отличается от среднестатистической, 𝜆- среднестатистическая частота аварий, определяемая по данным статистики аварий на рассматриваемом объекте. Коэффициент kвл принято рассчитывать оценки n-го участка через показатель балльной Fп. Балльная оценка Вij технического состояния n-го участка магистрального трубопровода проводится по 10-ти балльной шкале с учетом j-ых факторов влияния, которые объединены в i-ые группы. Все i-ые группы j-ых факторов имеют свою долю воздействия (рi) на техническое состояние магистрального трубопровода и каждый j-ый фактор в i-ой группе имеет свою долю влияния (qij) в своей группе. В методике [27] для определения kвл предложена следующая формула (15): kвл = Fn / B*, 𝐽(𝑖) 1 𝐹𝑛 =∑𝐼𝑖−1 ∑𝑗−1∙ 𝑝𝑖 ∙ 𝑔𝑖𝑗 ∙ 𝐵𝑖𝑗 ; 𝐵 ∗= ∑𝑁 𝑛−1 𝐹𝑛 , 𝑁 (15) где «Грi - группы факторов воздействия, определяющих вероятность возникновения аварии; В*-средняя балльная оценка трассы МН, полученная на основе балльной оценки каждого участка трассы; Fп- балльная оценка n-го участка; N - количество участков на трассе МН; Вij- балльная оценка j-го фактора в i-й группе (по 10-балльной шкале); Fij - фактор влияния (i - номер группы, j - номер фактора в группе); ρi - доля i-й группы факторов; qij - доля j-го фактора в i-й группе» [27]. В случае отсутствия «достоверных статистических данных по аварийности на рассматриваемом МН» в [27] предлагается проводить расчет частоты возникновения аварии по следующей формуле: λn = λсрFn / Bср, (16) где «λср - среднестатистическая по отрасли интенсивность аварий за последние 5 лет, аварий/(103 км · год); Вср- балльная оценка среднестатистического нефтепровода, принимаемая равной 3». Несмотря на одинаковый бальный метод оценки частоты аварий в методиках [26, 27], рассматриваемые виды рисков аварий отличаются. В методике [26] риск аварии рассматривается как риск взрыва, пожара транспортируемого природного газа с возможной гибелью людей, персонала, материальными потерями, нарушением экосистемы в результате распространения ударной волны и других поражающих факторов аварии, а в методике [27] риск аварии рассматривается как риск утечки или разлива нефти с материальными потерями, загрязнением природной среды. В первой методике оцениваются потенциальный территориальный (1/год), индивидуальный (1/год), коллективный (человек/год), социальный риски (человек/год) и ожидаемый ущерб (руб), которые требуется рассчитывать в рамках декларации промышленной безопасности, а во второй методике предлагается оценивать риск аварии как степени риска через рассчитанные величины ожидаемой величины объема потерь нефти (т, т/год, т/км/год) или уровень экологического риска (руб./год). В методиках [26,28] и в литературе [52,53] под потенциальным территориальным риском R(x,y) понимается частота гибели человека в случае его нахождения в зоне действия поражающих факторов аварий (в зоне поражения) и общий вид формулы для расчета данного вида риска следующий: 𝑅 (𝑥, 𝑦) = ∑𝐽1 𝜆𝑗 ∙ 𝑃𝑗 (𝑥, 𝑦), где частота реализации аварии (аварий/год), зона поражения. (17) Р(x,y-)вероятностная В методике [26] потенциально территориальный риск предлагают определять по формуле: (𝑘) 𝐽(𝑖) 𝑖𝑗𝑚 𝐼 𝑅𝑝𝑜𝑙 (𝑥, 𝑦) = 𝑓 ∙ ∑𝑀 (18) 𝑚∙∙𝑙 ∑𝑖∙∙𝑙 ∑𝑗∙∙𝑙 𝑝гиб ∙ 𝑃(𝐶𝑖𝑗 /𝐴), где -ожидаемая частота аварий на элементарном отрезке ∆L n-го ПОУ; 𝑖𝑗𝑚 𝑝гиб (х, у) -условная вероятность гибели человека в точке Е(х,у) расчетной сетки в результате реализации сценария 𝐶𝑖𝑗 аварии в точке 𝑥𝑛𝑚 -середине m-го элементарного отрезка n-го ПОУ; 𝑃(𝐶𝑖𝑗 |𝐴,-условная вероятность реализации сценария 𝐶𝑖𝑗 аварии на n-ом ПОУ. Согласно [26,28,52,53] коллективный риск (F) рассматривается как ожидаемое количество погибших человек вследствие аварии на территории опасного производственного объекта за год и определяется по общей формуле: 𝐹 = ∫𝑆 𝑁(𝑥, 𝑦) ⋅ 𝑅 (𝑥, 𝑦)𝑑𝑠 (человек/год), (19) где распределение персонала или населения (N(x,y)),территория (S). Например, в методике [26] формула для расчета коллективного риска имеет следующий вид: Д 𝑅𝑐𝑜𝑙 = 𝜏⃐Дпреб ∙ 𝑣уяз ∙ ∫ 𝑅𝑝𝑜𝑙 (𝑥, 𝑦) ∙ 𝜇Д (𝑥, 𝑦)𝑑𝑠 𝑠 𝐻 𝑅𝑐𝑜𝑙 = 𝜏⃐𝐻 преб ∙ 𝑣уяз ∙ ∫ 𝑅𝑝𝑜𝑙 (𝑥, 𝑦) ∙ 𝜇𝐻 (𝑥, 𝑦)𝑑𝑠 Д 𝐻 где𝑅𝑐𝑜𝑙 , 𝑅𝑐𝑜𝑙 -коллективный 𝑠 риск на территории S в дневное и ночное время соответственно, чел./год; 𝜏⃐Дпреб, 𝜏⃐𝐻 преб -доля времени ( в году) пребывания группы людей на территории S в дневное и ночное время соответственно; 𝜇Д (𝑥, 𝑦), 𝜇𝐻 (𝑥, 𝑦)-плотность размещения людей в точках с координатами (х,у) на территории S в дневное и ночное время соответственно, чел./км2 . В большинстве источников [26,28,52,53] индивидуальный риск рассматривается как частота гибели определенной категории людей вследствие аварии и используется для анализа опасности рабочей зоны, вида производственной деятельности. Средний индивидуальный риск R ind можно рассчитать через коллективный риск по формуле: Rind=F/NR, (1/год), (22) где 𝑁𝑅 = ∫𝑆 𝑁(𝑥, 𝑦)𝑑𝑠 - средний показатель индивидуального риска для субъектов воздействия (N) из всех субъектов. Зная N(x,y) и R(x,y), можно построить распределение субъектов воздействия по уровням риска (N(R)),N-R диаграмму. В практике оценки социального риска принято считать данный вид риска в качестве интегрального показателя масштаба воздействия аварии [26,28,52,53]. Данный вид риска представляется в виде диаграммы частотапоследствия, называемой F|N –кривой, и отражает зависимость числа погибших людей от частоты возникновения события, вызывающего поражение этих людей. Анализ формул расчета рисков аварий показал, что в методике [26] они представлены в трансформированном виде с учетом специфики деятельности газовой промышленности. Следует отметить, что для потенциального риска на территории вблизи ОПО установлен допустимый уровень, который составляет 10-4 в год [69], индивидуальный пожарный риск на ОПО не должен превышать 10 -6 [74], допустимый социальный пожарный риск равен 10-7 в год на территории вблизи ОПО [74], но допустимые уровни рисков аварий нормативно не регламентируются. В методике [27] изложен иной взгляд на оценку риска аварии, отличный от методики [26]. Так риск аварии рассматривается как степень риска, определяемая по величине объема потерь нефти (т, т/год, т/км/год) или уровню экологического риска (руб./год). Согласно методике [27] экологический риск оценивается по формуле: R = Срλc, (27) где «Ср - ущерб от загрязнения водного объекта, тыс. руб.; λ c - частота аварий, аварий/(год · км)». Расчет ущерба от загрязнения нефтью водных объектов предлагается в [27] проводить по формуле: Ср= 5КиКэрНбрМрз, (28) где «Ср - ущерб от загрязнения водного объекта, тыс. руб.; Ки коэффициент индексации; Кэр - коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояния водных объектов; Нбр - базовый норматив, руб./т; Мрз-масса нефти, загрязняющей водный объект, т.» На основании рассчитанного экологического ущерба от аварии устанавливают одну из степени риска аварии: низкую, среднюю или высокую. Если ожидаемый экологический ущерб Rd, - более 10 млн руб./год, на 1000 км длины магистрального нефтепровода (МН), то риск авария является высоким и недопустимым, если Rd, от 100 до 10000 тысруб./год на 1000 км длины МН,то степень риска аварии средняя, если Rd, менее 100 тысруб./год на 1000 км длины МН, то степень риска аварии низкая. В работах [52, 53, 75, 76] подход к формулам расчета риска отличается от подходов в [26, 28]. Так количественной характеристикой риска является функция от частоты аварий и ожидаемого ущерба и в общем виде записывается как произведение частоты опасного события на тяжесть последствия: R=∑𝑁 𝑖=1 𝑃𝑖 ∙ 𝑈𝑖 , (29) где P — вероятность реализации данного события, U — ожидаемый ущерб от этого события. Оценка последствий возможных аварий на ОПО считается достаточно изученным вопросом. Так, в методике [26, 28] риск, оцениваемый как ущерб, по сути является последствиями аварий и выражается: 1) в ожидаемом числе жертв, 2) в размере материального ущерба окружающей среде, 3) в размере материального ущерба имуществу. В методиках [26-29] методы оценки последствий основаны на моделировании развития опасности или аварии с расчетом зон поражения и с определением видов последствий для окружающей среды, третьих лиц, компании. Существуют многочисленные методики оценок последствий, которые хорошо зарекомендовали себя в практике декларирования промышленной безопасности [78-81]. Указанные методики распространяются на расчет последствий от взрывов, пожара, выбросов загрязняющих веществ, но не имеют отношения к рискам при строительстве. Методы оценки последствий основаны на моделировании развития опасности или аварии с расчетом зон поражения и с определением видов последствий для окружающей среды, третьих лиц, компании. Ожидаемый от возможных аварий k-го магистрального газопровода (МГ) полный годовой ущерб (руб./год) и его составляющие (руб./год) рассчитываются по следующим формулам [26]: -полный годовой ущерб от возможных аварий на n-ом ПОУ (𝑛) 𝑛 𝑦ПОУ = 0,001 ∙ 𝑌ПОУ 𝜆𝑛 ∙ Ln ; (23) -социально-экономический годовой ущерб от возможных аварий на n-ом ПОУ (𝑛) 𝑛 𝑦ПОУ = 0,001 ∙ 𝑌ПОУ−сэ𝜆𝑛 ∙ 𝐿𝑛 ; (24) -прямой годовой ущерб производству от возможных аварий на n-ом ПОУ (𝑛) 𝑛 𝑦ПОУ−пр = 0,001 ∙ 𝑌ПОУ−пр𝜆𝑛 ∙ 𝐿𝑛 (25) -годовой ущерб имуществу других лиц от возможных аварий на n-ом ПОУ (𝑛) 𝑛 𝑦ПОУ−им.др.л = 0,001 ∙ 𝑌ПОУ−им.др.л𝜆𝑛 ∙ 𝐿𝑛 (26) n n n n n где « yПОУ ,yПОУ−пр, yПОУ−им.др.л, yПОУ−ла, yПОУ−экол -среднее значение полного ущерба и его составляющих от одной аварии на n-ом ПОУ k-го МГ, руб, λn ожидаемая удельная частота аварий на наn-ом ПОУ k-го МГ, аварий /(1000км в год), Ln -длина n-ого ПОУ k-го МГ, км.» [26]. В работе [77] автор предлагает проводить расчет таких видов последствий от ЧС как: ущербы от вынужденного простоя, который является размером недопроизводства продукции в отрасли: П𝑛 = ∑𝑛𝑖=1 ∆𝑄 𝑖 ∙ (Ц𝑖 − З𝑖𝑛 ) (30) где Ц𝑖 –оптовая отпускная цена единицы i-го вида недопроизведенной продукции; З𝑖𝑛 –суммарные затраты на сырье, материалы, полуфабрикаты и топливо, необходимые для производства единицы i-го вида недопроизведенной продукции; n–количество видов недопроизведенной продукции; ∆𝑄 𝑖 –объем i-го вида продукции, недопроизведенный из-за разрушения или повреждения основных производственных фондов; Объем недопроизведенной продукции каждого вида ∆𝑄 𝑖 определяют как разницу между средними значениями производства в единицу времени до пожара (ЧС) и после него. ∆𝑄 𝑖 =(𝑄0𝑖 − 𝑄1𝑖 ) ∙ 𝜏, (31) где «𝑄0𝑖 –средний дневной (месячный, квартальный, годовой) объем выпуска i-го вида продукции до ЧС; 𝑄1𝑖 – средний дневной (месячный, квартальный, годовой) объем выпуска i-го вида продукции после ЧС; –время, необходимое для ликвидации повреждений и разрушений, восстановления объемов выпуска продукции на нормативном уровне»; ущерб в виде потерь уничтожения основных производственных фондов в результате пожара у Пп.о.ф𝐼 =∑𝑛𝑖=1[𝑆𝑜𝑖 − (𝑆𝑛𝑖 + 𝑆𝑛𝑖 )] (32) где « 𝑆𝑜𝑖 –остаточная стоимость основных фондов i-го вида, руб.ед; 𝑆𝑛𝑖 – стоимость материальных ценностей i-го вида, годных для дальнейшего использования, руб.ед.; 𝑆𝑛𝑖 –ликвидационная стоимость материальных ценностей i-го вида, руб.ед; 𝑛–количество видов основных фондов, ед.» ущерб в виде потерь повреждения основных производственных фондов в результате пожара у Пп.о.ф== ∑𝑛𝑖=1 [𝑆0𝑖𝛾 ∙ 𝐾э 100 − (𝑆𝑛𝑖 + 𝑆𝑛𝑖 )] (33) где «γ–коэффициент, учитывающий повреждение материальных ценностей; K э – удельный вес стоимости конструктивных элементов в общей стоимости материальных ценностей, %». В отличие отрассмотренных выше российских стандартов среди зарубежных стандартов имеются отраслевые стандарты по анализу рисков характерных для шельфовых нефтегазовых сооружений. К ним можно отнести норвежские практические рекомендации DNV-RP-H101 «Управление рисками при выполнении морских и подводных работ (Risk management in marine – and subsea operations)» [82], DNV-RP-F116 «Интегрированное управление морскими трубопроводными системами (Integrity management of submarine pipeline systems)» [83], Guidance notes on Risk assessment applications for the marine and offshore oil and gas industries. June 2000. American Bureau of Shipping (ABS) [84]. В отличие от отечественных методик [26-29] в зарубежных стандартах [82-84] понятие риска рассматривается не в качестве риска взрыва или риска пожара, а как мера двух величин вероятности и последствий возникновения опасной ситуации. Расчет риска проводят по общей формуле: Риск (Risk) = Вероятность (Frequency (F)) × Последствия (Consequence(C)). Риск определяют методом «матрица вероятность-последствие» и конечным результатом риска является отнесение к категории риска от высокого до низкого или от неприемлемого до приемлемого в зависимости от уровня последствий и вероятности. Например, в стандарте DNV-RP-H101 принят размер матрицы 4 × 4 и три категории риска: высокий риск U, средний риск S, низкий риск, а в стандарте DNV-RP-F116 – матрица 5 × 5 и пять категорий риска: VH – недопустимо высокий уровень риска, H – неприемлемый риск, M – допустимый риск – действие для уменьшения риска может быть оценено, L – допустимый риск – низкий, VL – допустимый риск – незначительный. По сравнению с DNVRP-H101 в практических рекомендациях DNV-RP-F116 предлагается подход к определению приемлемости риска с учетом матрицы риска, так неприемлемый уровень риска – это риск при сочетании ущерба (У) больше 10 млн евро и вероятности(В) возникновения отказа 10-4 количество случаев аварий/год. Приемлемый риск при У до 1 млн евро и В меньше 10-5 количество случаев аварий/год. Стандарт DNV-RP-F116 является единственным стандартом, в котором идентифицированы типичные повреждения /отказы при строительстве морских трубопроводов. Также только стандарт DNV-RP-F116 [83]взаимосвязан со стандартом по проектированию морских трубопроводов DNV OS-F 101[82] и согласуется с требованиями DNV-RP-H101. При сравнении стандартов [82, 83, 84, 35], установлено, что качественные методы оценки вероятности в зарубежных стандартах и национальных стандартах РФ основаны на отнесение вероятности события к одной из категорий от «низкой» до «высокой», а название категорий вероятностей и их описание имеют одинаковый смысл, но сформулированы по-разному. Например, в [82, 84] выделяют 4 категории, а [35, 83] 5 категорий. В [82] 4 категории вероятности разделены от А до D: А- незначительная вероятность; Вмаловероятно; С- вероятно (возможно), легко предположить, что событие произойдет; D-часто, происходит регулярно. В [84] предлагаются следующая формулировка 4 категорий вероятности возникновения: низкая (событие считается весьма маловероятным), от низкой до средней (событие маловероятное), от средней до высокой (событие может произойти), высокая вероятность возникновения (событие произошло в прошлом и ожидается в будущем). По сравнению со стандартом [82] в стандарте [84] выделяют 5 рангов или категорий вероятности и каждому из них приводятся разные возможные варианты терминологии по степени возникновения событий. Преимуществом стандарта [84] является соотношение количественной величины вероятности в виде частоты отказа с качественным определением вероятности. В [84] вероятность для 5 категорий оценивают в виде частоты от «меньше» 10-5 до «больше» 10-2. Данный подход по качественной оценки вероятности событий или отказов прописан в национальных стандартах РФ. Например, в стандарте «Методы анализа надежности систем. Метод анализа видов ипоследствий отказов (FMEA)» приводятся 6 качественных характеристик отказов, каждому из которых соответствует определенное от «меньше» 10-6 до «больше» 1, значение частоты появления события вероятности и значение ранга [31]. Таблица 3 Качественное описание вероятности появления отказа в соответствии с количественными характеристиками вероятности Качественное описание вероятности возникновения (P) опасностей Качественное описание вероятности возникновения (P) отказа Количественные характеристиками вероятности Соотношение ранг (от 1 до 5)вероятность Соотношение ранг (от 1 до 10)-вероятность[31] [83] Ранг или катего рия 15 Вероят ность как частота событи я (опасно сти, отказа) Ранг 1-10 Частота появления отказа на 1000 транспортных средств/объектов Очень низкая вероятность, слабо вероятные, невозможные, невероятные события Практически невозможный, невероятный отказ. Отказ настолько маловероятен, что вряд ли будет наблюдаться даже один раз. 1 < 10-5 1 < 10-5 Низкая вероятность, маловероятные, случайные события Отказ маловероятен, но возможен хотя бы раз. Относительно мало отказов, редкий отказ 2 10-5 to 10-4 2 10-4 3 5*10-4 Отказы возможны 3 4 10-3 5 2*10-3 6 5*10-3 Умеренная вероятность, вероятные события 10-4 to 10-3 Высокая вероятность, весьма вероятные события Вероятный отказ, наличие повторных отказов. Может наблюдаться несколько раз. 4 Очень высокая вероятность. Почти возможные события. Частый отказ, который почти неизбежен. Вероятно частое возникновение. 5 10-3 to 10-2 > 10-2 7 10-2 8 2*10-2 9 5*10-2 (50 отказов на 1000 транспортных средств/объектов) 10 > 10-1 Анализ иностранных стандартов показывает, что качественная оценка последствий проводится возникновения аналогично опасностей. качественной Последствия оценки оценивают через вероятности категории следующим образом: чем больше величина воздействия от реализации опасности, тем выше категория последствий. Количество категорий в стандартах не совпадает, но идейный смысл сохраняется. Например, в [35] последствия рассматриваются для людей, для окружающей среды, для активов (имущества), для репутации компании и разделены на 5-ь категорий по степени серьезности (тяжести) последствий, начиная с отсутствия ущерба (вреда) и заканчивая огромным ущербом, повреждением, множественным случаям со смертельным исходом. В [36] по сравнению с [35] выделяют 4-е вида серьезности последствий: катастрофический, значительный, серьезный, незначительный. Только в двух из всех вышерассматриваемых стандартов DNV-RP-H101 и DNV-RP-F116 предлагается качественные категории последствий переводить в количественные и наоборот по таблицам, которые были объединены в одну таблицу 4. Анализируя методики [26-30], можно сделать вывод, что они направлены на оценку и расчет рисков аварийных ситуаций опасных объектов на стадии их эксплуатации, но не на оценку рисков на стадии строительства. Однако, требования к проведению оценки риска на этапе строительства указаны в Таблица.4 Оценка последствий методом матрицы Последствия DNV-RP-H101 DNV-RP-F116 Описание Активы/ Окружающая Тяжесть Стоимость Окружающая среда категорий имущество среда (ос) последст (млн евро) (ос) Больше 10 Огромное влияние крупный вий 1 Интен Проект Глобальный или сив- (расходы) > национальный площадь Ное 10 млн USD ущерб,> 100 BBL эффект. E Время восстановления ос > 10 лет. 2 Тяже Проект Время лое (расходы) > восстановления Значительное 1 млн USD ос > 1 года, а разлива затраты> 1 млн ответ,<100 BBL D Основной эффект 1-10 USD 3 Умере Проект Время нное (расходы) > восстановления C Локализованные 0,1-1 эффект для 100 000 ос > 1месяца, а ликвидации разливов USD затраты> <50 BBL 1000 USD 4 Низко Проект Время е (расходы) восстановления влияние <1 000 USD ос < 1месяца, а Несоблюдение, затраты<1000 <5 BBL B 0,01-0,1 незначительное USD A Меньше 0,01 Немного влияет на среда, <1BBL стандарте по проектированию морских трубопроводов - СТО Газпром 2-3.7050-2006, основанном на норвежском стандарте DNV-OS-F101 «Морской стандарт. Подводные трубопроводные системы». Вопрос о необходимости оценки риска рассмотрен в разделах 2 стандарта DNV OS-F 101, в соответствии с которымконцепция обеспечения безопасности основана на проведение систематического анализа, методологией которого является количественный анализ рисков (QRA) (раздел 2В 201, 2В 302). На стадию монтажа согласно требованиям стандарта DNV OS-F 101 должна быть разработана документация по анализу действия отказов различного вида (FMEA) и исследование опасности и пригодности к эксплуатации (HAZOP) согласно разделу 3F206; в приводитсякритерии/параметры, инструкциях которые по монтажу необходимо должны контролировать и допустимые диапазоны отклонений параметров в процессе монтажа [9D 500] и др. Риски строительно-монтажных работ рассматриваются в работах многих зарубежных авторов, начиная с 1980х годов по настоящее время: Зенг Д., Смит Н. [88], Зайед Т., Амер М. [89], Янг Дж., Ху Л. [90], Зоу П.[91] и др. При анализе работы [88, 91, 94, 99] было, установлено, что методы оценки рисков строительных проектов имеют отличаютсяие от методов оценки рисков, применяемыхе на стадии эксплуатации объекта, в математическимом подходоме к оценке риска, основанныом на формулах теории нечетких множеств (ТНМ). В случае использования математического инструмента ТНМ необходимы следующие исходные данные: элементы нечеткого множество, вид функции принадлежности множества (трапециевидные, кусочно-линейные, распределения Гаусса, сигмоидные), база правил системы нечеткого вывода, которые задаются экспертным путем [109, 111, 112]. Вид функции принадлежности и метод дефазификации, выбранные для оценки степени риска строительного проекта, в работах [95,96,99,100] различается, что означает использование разных математических формул для определения степени принадлежности опасности и оценки риска. Например, в работе [96] авторы предлагаются использовать трапециевидную функцию принадлежности, в работах [95, 99, 100] –треугольную, а автор работы [97] выбрал функцию распределения Гаусса. Для вывода нечеткого множества характеристик вероятности и последствия риска на основе установленных экспертами правил вывода в сравниваемых работах [95, 96, 99, 100] авторы придерживаются разного мнения в выборе алгоритма дефазификации. Так в работе [95] используется алгоритм EFWA, в работах [100, 97] алгоритм нечеткого вывода Мамдани, в статье [99] метод дефазификации – метод Лио и Ванга (Liou and Wang). Для расчетов работах [100,97] операции: пересечение нечетких были использованы логические множеств (нечеткое "И"): A B: µAB(x)=min(µA(x), µB(x)), объединение нечетких множеств (нечеткое "ИЛИ"): A B: µAB(x)=max(µA(x), µB(x)) и другие. Как видно, строгих правил выбора функции нечеткого множества и метода дефазификации для строительных проектов в настоящее время не установлено. Анализируя вышеуказанные работы, можно сказать, что в настоящее время с помощью метода нечеткого множества определяют уровень риска строительного проекта в виде качественной величины [95,100], вычисляют вес (ранг) i-ого вида строительных рисков в общей иерархии рисков [97, 99]. В отличие от других работ по оценке риска строительных проектов методом нечеткого множества в статье [97] предложена формула для перехода от уровня вероятности принадлежности опасности, рассчитанного методом нечеткого множества, в виде функции возможности к вероятности реализации опасности: Pb = 1/10 опасности, M , M = (1/ Ps-1) Ps-возможность 1/3 опасности, × log(1/Psc), где Pb-вероятность которая определяется методом нечеткого множества, Psc-критерий безопасности (10 -2). Несмотря на предложенную в работе [97] формулу расчета вероятности реализации опасности через нечеткое множество, данный метод не применяют для количественного расчета уровня риска строительных проектов. Методам нечетких множеств в последнее время уделяется много внимания и их предлагают использовать как альтернативу экспертным методам. Эти методы имеют сходство: величина (значение) исследуемой характеристики устанавливается экспертами. Преимуществом обоих методов является отсутствие необходимости наличия статистических данных. Вследствие использования экспертного мнения с начала задания функции принадлежности до выбора правил обработки нечеткого вывода метод нечетких множеств на наш взгляд обладает большей степенью субъективизмом, чем экспертный метод. Анализ степени изученности вопроса разработанности методов оценки рисков показал, что данный вопрос раскрыт в достаточной мере и в российских и зарубежных методиках по оценке рисков, и в национальных стандартах РФ, и в научной литературе. Несмотря на большое число работ, посвященных теме оценке рисков эксплуатации, аварий объектов имеет место нефтегазового пробел в комплекса на стадии вопросах оценки рисков на стадии строительства морского трубопровода и отсутствуют методы и методика для оценки технологических рисков на этапе строительства морских трубопроводов. В настоящее время в нашей стране не разработан отраслевой стандарт по оценке рисков аварий морских трубопроводов, но имеются научные разработки в этом направлении [37-40]. Так, работа [37] посвящена оценки рисков аварий морских трубопроводов, но надо отметить, что представленные в работе исследования относятся трубопроводов. В к авариям на стадии эксплуатации морских работах, посвященных анализу рисков отказа при строительстве, не учитывается специфика технологических процессов, по которым различаются объекты строительства. Универсальность качественных методов оценки рисков, представленные в зарубежных стандартах, не решает проблему отсутствия методики оценки технологических рисков на стадии строительства морскихтрубопроводов. При этом под технологическими рисками на этапе строительства объекта понимаетсявероятность возникновения потенциально опасных ситуаций, связанных с отказами в работе строительной техники, нарушением технологии строительства, конструкции трубы и приводящих к последствиям типа: остановки строительства, увеличения сроков выполнения работ, необходимости выполнения восстановительных работ, финансовых убытков проекта [42]. ремонтно- 1.3. Постановка цели и задачи для оценки технологических рисков на этапе строительства морских трубопроводов Исследование отечественной нормативной документации показали, что риски на стадии строительства не учитываются как отдельный вид рисков, отсутствует нормативно-правовой документ, регламентирующий методику расчета технологических рисков на этапе строительства морских трубопроводов. Имеющиеся зарубежные руководящие документы по оценке риска СМР напрямую не относятся к строительству морских трубопроводов. Грамотная идентификация и расчет рисков строительства необходимы для принятия решений по их страхованию и управлению ими, а также позволит избежать чрезвычайных ситуаций в финансовой и строительной области. Риски возникновения неблагоприятных ситуаций существуют объективно, вне зависимости от того, учитывают их в проекте или нет. Технологические риски зарождаются на стадии проектирования вследствие ошибок проектировщиков, возрастают на стадии строительства вследствие сбоев в производстве, продолжают увеличиваться при эксплуатации вследствие старения оборудования и возникновения новых внешних факторов воздействия, развиваются до завершения этапа ликвидации объекта. На основе обобщения данных по отказам морских трубопроводов график изменения уровня риска возникновения аварии в течение жизненного цикла проекта морского трубопровода можно представить в виде кривой, указанной на рисунке 7. При этом, в процессе оценки промышленной безопасности проекта, согласно действующим нормативам риски на стадии строительства, как правило, не рассматриваются. На наш взгляд подобное невнимание к рискам при строительстве связано с тем, что последствия технологических рисков строительства не связаны с масштабной гибелью людей, выбросами природного газа или утечками нефти, распространением ударной волны, катастрофическим загрязнением окружающей среды и другими поражающими факторами аварий. Однако, аварии и отказы на стадии сроительства могут наносить громадный экономический ущерб, что тоже можно рассматривать как чрезвычайные ситуации (ЧС). Риск аварии, R Зона рисков строительства Rэк. Тпр. Тст. Rст. Rпр. Этапы жизненного цикла проекта морского трубопровода Рисунок 7- Риск аварий в течение жизненного цикла проекта морского трубопровода [94] Анализ зарубежного опыта показывает, что риски имеют место на всех стадиях жизненного цикла, но мероприятия по обеспечению безопасности принятые на начальных стадиях дают больший эффект, чем мероприятия по ликвидации аварийных и ЧС (рисунок 8) [96]. Что подтверждает необходимость разработки методики по оценки технологических рисков на этапе строительства морского трубопровода. Спектр факторов рисков от одного этапа жизненного цикла проекта к следующему изменяется, модифицируются за счет появления новых как внутренних, так и внешних источников воздействия. промежутке жизненного цикла проекта изменяется, как На всем временном природа основных характеристик риска (вероятность и последствия), так и сам риск. Выполненные нами исследования характера изменения технологических рисков на жизненных стадиях проекта показали, что на стадии проектирования уровень риска зарождается и возрастает до определенного уровня, с которого берет свое начало риск отказов стадии строительства. В середине проекта строительства уровень технологического риска падает, но в конце возрастает за Замысел, проектирование Эксплуатация, капитальный ремонт Строительство Ликвидация Стоимость мероприятий по обеспечению промышленной безопасности проекта Эффективность реализации мероприятий по обеспечению промышленной безопасностипроекта Управление безопасностью в процессе жизненного цикла Рисунок 8 - Управление безопасностью в процессе жизненного цикла проекта Ущерб, Риск, (% от Смлрд. евро) (% от С млрд. евро) 100 100 32 Вероятность 1 22 11 50 21 50 0,5 1 2 31 3 12 0,1 Замыселпроектирование Строительство Эксплуатация Этапы жизненного цикла морского трубопровода Рисунок 9 - Кривые изменения технологических рисков на жизненных стадиях проекта морского трубопровода, где кривые 1,11,12– изменение вероятности возникновения опасности, 2,21,22– характер изменения материального ущерба в процентном отношении, 3,31,32– характер изменения уровня технологического риска в количественном отношении на соответствующих этапах жизненного цикла проекта счет увеличения технологических материальных последствий. На стадии эксплуатации риск отказов производственной системы изменяется по параболической кривой с началом в точки стоимости проекта строительства. На основе проведенного анализа можно сказать, что интегрированный показатель риска на всем жизненном цикле морского трубопровода не может быть установлен, а применение формул расчета технологических рисков на стадии эксплуатации не корректно для стадии строительства по причине расхождения характера изменения вероятности возникновения опасной ситуации и их последствий. Таким образом, для каждого этапа ЖЦ морского трубопровода должна быть разработана своя методика оценки рисков с учетом действующих нормативно-правовых требований. В первую очередь необходимо разработать методологию качественной и количественной оценки технологических рисков при строительстве морского трубопровода как организационно-технической основы предупреждения чрезвычайных ситуаций, что является целью нашей исследовательской работы. Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач: 1. обобщить мировой опыт оценки и анализа рисков опасных производственных объектов и проектов морского нефтегазового строительства; 2. произвести идентификацию технологических опасностей при строительстве морских трубопроводов и идентификацию опасностей по месту их возникновения в технологическом процессе; 3. разработать алгоритм и методику качественной и количественной оценки технологических рисков в процессе строительства морских трубопроводов с учетом заложенных конструктивных критериев и методов укладки трубопровода; 4. выполнить апробацию разработанной методики оценки технологических рисков строительства морских трубопроводов на примере перспективного проекта строительства морского трубопровода и дать рекомендации по ее использованию. ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ МОРСКОГО ТРУБОПРОВОДА 2.1. Технология строительства морского трубопровода В научной литературе [105,114,115], научных рассматриваются вопросы проектирования и трудах технологии [116] строительства морских трубопроводов. Каждый проект строительства морского трубопровода уникален в части конструкторских решения, условий прокладки и выбранной схемы производства строительства имеет технологических строительных свои работ, специфические поэтому каждый опасности проект возникновения рисков, связанных с отказами, сбоями, нарушениями строительного процесса и т.д. Согласно методу предварительной оценки опасностей, методу HAZOP для идентификации опасностей в сложной технологической производственной системе требуется разделять систему на составные технологические операции и элементы с описанием возможных взаимодействий всех элементов. Поэтому для идентификации технологических опасностей, возникающих при сооружении морского трубопровода, технология производства строительно-монтажных работ по сооружению морского трубопровода в данной работе представлена в виде модели функционирования строительных потоков укладки морского трубопровода. При формировании модели сооружения морского трубопровода было произведено обобщение применяемых в практике методов и технологий производства работ и построены технологические графы работы строительных потоков для каждого из методов. На их основе разработана модель сооружения морских трубопроводов, в виде организационной модели функционирования технологических процессов применительно к пересечению береговой линии, укладке плети трубопровода на мелководном и глубоководном участках. Для описания процессов в модели введены идентификаторы элементов технологического процесса сооружения морских трубопроводов. Строительно-монтажные работы по сооружению морского трубопровода включают в себя работы подготовительного периода, связанные с подготовкой к строительству и развертыванию работ, работы основного периода, связанные с монтажом и укладкой трубопровода, и работы завершающего периода [105]. В состав работ подготовительного периода входят следующие работы: возведение временных вспомогательных объектов инфраструктуры, организация площадки для изготовления, наращивания и спуска длинномерных плетей, доставка на площадку труб, оборудования, расходных материалов, мобилизация флота (земснаряды, трубоукладочные судна, буксиры, плавсредства и др.), изготовление и проверка оснастки для транспортировки и укладки плетей (стропы, понтоны, буксирные тросы и др.), испытание устройств позиционирования плавсредств, обеспечивающих укладку и заглубление трубопровода (лебедки, буксирные и якорные тросы, узлы крепления плетей и др.), обследование дна акватории. В состав работ основного периода входят следующие работы: труб, разработка береговой части траншеи, разработка подводной траншеи, изготовление длинномерных секций из одиночных труб: сварка футеровка трубопровода, монтаж пригрузов, предварительные гидравлические испытания, обследование дна траншеи, укладка трубопровода, засыпка трубопровода. В состав работ завершающего периода входят работы по испытание трубопровода, пусконаладочные работы. Строительный поток представляет собой технологический процесс, под которым подразумевается применением определенных технический способ выполнения методов производства работ. работ с Строительство морского трубопровода по методам производств работ принято разделять на три участка: участок пересечения береговой линии; мелководный участок и глубоководный участок. Практика строительства морского трубопровода показывает, что к методам пересечения береговой линии относятся: укладка трубопровода в открытую траншею на участке пересечения береговой линии и в мелководной зоне методом протаскивания (буксировки) трубопровода по дну или методом погружения трубопровода с поверхности водоема (буксировка на поверхности), бестраншейные методы пересечения береговой линии: метод наклонно-направленного бурения (ННБ) и метод микротуннелирования. К самому распространенному методу строительства трубопровода на глубоководном участке относится морского J- метод укладки трубопроводов, а на мелководном S – метод. Указанные методы относятся к методам укладки с помощью с трубоукладочных суден . В зависимости от технологических операций укладки плети в открытую траншею при пересечении береговой линии выделяют три организационнотехнологические схемы выполнения работ [114, 39]: 1) монтаж трубопровода на трубоукладочном судне в море и протаскивание его на берег, используя лебедки ТУС и обратного блока, расположенного на берегу; 2) монтаж трубопровода на трубоукладочном судне (ТУС) в море и протаскивание его на берег при помощи лебедок, которые установлены на берегу; 3) монтаж трубопровода на берегу и протаскивание с берега в море, используя лебедки ТУС. Строительные потоки при укладке трубопровода в открытую траншею на участке пересечения береговой линии и в прибрежной (мелководной) зоне методом протаскивания(буксировки) трубопровода представим в виде шести основных потоков: поток 1 ( П1) - земляные работы по разработке береговой части траншеи и подводной до проектных отметок, устройство спусковой дорожки, поток 2 (П2) - сварка обетонированных труб с заводской изоляцией на берегу, поток 3 (П3) - изоляция сварных швов на берегу, поток 4 (П4) - балластировка путем установки в места стыков грузов (бетонных полуколец и др) на берегу, поток 5 (П5) - укладка трубопровода- подача плетей на спусковые дорожки трубоукладчиками, оснащение трубопровода оголовком, блоком, понтонами (при необходимости),проверка готовности подводной траншеи (контроль глубины и отметок дна траншеи), установка и закрепление тяговых средств, прокладка тяговых тросов с закреплением их на оголовке трубопровода; протаскивание в зоне пересечения берега и придонной зоне тяговыми лебедками, установленными на ТУС, контроль положения уложенного трубопровода и проверка соответствия его проекту, поток 6 (П6) - земляные работы - засыпка трубопровода. Если процесс протаскивания по дну требуется прервать по каким-либо причинам, для предупреждения присоса трубопровода его следует продвигать (протаскивать) на короткие участки 5-6м. Возможные строительные потоки при укладке трубопровода в открытую траншею на участке пересечения береговой линии и в прибрежной (мелководной) зоне при использовании метода погружения трубопровода с поверхности водоема (буксировка на поверхности): поток 1 (П1), поток 2 (П2), поток 3 (П3) - аналогичны методу протаскивания (буксировка по дну) трубопровода на участке пересечения береговой линии и в мелководной зоне, поток 4 (П4) - балластировка (футеровка) труб без бетонного покрытия, оснащение плети разгружающими понтонами; крепление поток 5(П5) - укладка трубопровода в створ подводной траншеи – трубы тросами-оттяжками от лебедок, необходимые для удерживания трубы в створе, и тяговыми тросами для протаскивании подача плетей на спусковые дорожки трубоукладчиками, спуск трубы по береговой спусковой дорожке или с помощью трубоукладчиков или спуск плетей на воду с опор, оборудованных подъемными устройствами (плавучими кранами, лебедками, установленными на плавсредствах, или буксирами), протаскивание в зоне пересечения берега и придонной зоне тяговыми лебедками, установленными на ТУС, погружение на дно плети путем отстропкой понтонов и доставка их на берег или путем перемещением плавучих опор. поток 6(П6) - земляные работы - засыпка трубопровода. В случае использования монтажа трубопровода на ТУС в море строительные потоки на участке пересечения береговой линии будут отличаться от вышеописанных потоков: 1) направлением движения потоков с моря на берег, а не с берега в море, 2) использованием лебедок ТУС и обратного блока на берегу или лебедками на берегу вместо применения только лебедок ТУС. Строительные потоки на участке пересечения береговой линии, выполняемые бестраншейными методами: наклонно-направленным бурением (ННБ) или микротуннелированием - по функциональным характеристикам схожи, поэтому для них приведем один вариант строительных потоков: поток П1 - бурение по заданному расчетному профилю пионерной скважины; поток П2 - последовательное расширение скважины до требуемого диаметра набором расширителей; поток П3 - перемещение разработанного грунта с водой (или бентонитовым раствором) на поверхность на место начала бурения; поток П4 - протаскивание трубопровода, смонтированного на берегу, через рабочую скважину. В практике строительства морских трубопроводов часто используют метод укладки трубопроводов с трубоукладочных суден. Рассмотрим возможные строительные потоки на мелководном участке при использовании S - метода укладки трубопроводов с трубоукладочных суден (ТУС) [39, 46, 114]: поток 1 (П1) - доставка труб с берега на ТУС - погрузка изолированных, обетонированных труб с берега на транспортную судно, доставка труб к ТУС , перегрузка труб на ТУС, входной контроль труб; поток 2 (П2) - установка ТУС на начальную точку строительства с помощью систем динамического позиционирования или систем якорного позиционирования (средства безъякорного удержания ТУС); поток 3 (П3) - сварка труб в нитку на палубе ТУС - чистка кромок труб и задание геометрически правильной кромки под сварной шов, установка труб на первый сварочный пост, установка внутреннего центрирующего зажима и закрепление автоматических сварочных агрегатов, процесс сварки, перемещение на второй сварочный пост; поток 4 (П4) - продвижение судна для перемещения трубы на второй сварочный пост. Передвижение судна по трассе с помощью якорной системы, якоря которой перекладываются вспомогательными буксирами, или системы динамического позиционирования; продолжение потока 3 (П3) на втором сварочном посту – создание дополнительных проходов, заполняющих разделку, перемещение на третий сварочный стык, проведение неразрушающего контроля; повтор потока 4 (П4) - передвижение судна после принятия стыка и перемещение стыка на участок нанесения изоляционного покрытия; поток 5 (П5) - нанесение изоляционного покрытия на сварные стыки на палубе ТУС, контроль изоляции; поток 6 (П6) - установка протекторов на палубе ТУС; повтор потока 4 (П4) - продвижение судна; поток 7 (П7) - укладка трубопровода: спуск в море по роликовым опорам, которые находятся на палубе ТУС в зоне выполнения потоков 3-5, укладка плети по проектным отметкам , которое осуществляется с помощью приборов контроля и систем управления трассы. Спуск осуществляется без применения стрингеров на небольших глубинах непосредственно с криволинейного спускового устройства или с применением стингеров. поток 8 (П8) - земляные работы - засыпка трубопровода. Потоки П3- П6 продолжают повторяться до момента завершения работ на глубоководном участке. В случае изменения технологии строительного потока П6 в части спуска плети с ТУС в море будут изменяться и технологические операции в потоках П3-П5, но виды строительных потоков сохраняются. При спуске плети с ТУС с применением наклонных спусковых рамп, позволяющих изменять угол схода трубопровода с судна в значительных пределах, строительные потоки П3-П5 , где происходит наращивание трубопровода, осуществляются с помощью кранов, установленных на трубоукладочном судне, а сварка стыка новой секции с опущенным в море трубопроводом производится на рампе. На глубоководном участке применяется J- метод укладки с вертикальным способом спуска трубы с помощью устройств (кранов большой грузоподъемности), установленных на ТУС. Строительные потоки в J- методе [39, 46, 114]: потоки П1 – П6 аналогичны потокам на мелководном участке при использовании S - метода укладки трубопроводов с ТУС, поток П4 продвижение судна выполняется постоянно по мере наращивания плети трубопровода; поток П7 - подача плети трубопровода на загрузочную стрелу и подъем плети на вертикальную установку J-образной укладки, далее появляются потоки П3 - сварка трубопровода, проведение неразрушающего контроля и П5- покрытие стыков, после продолжается поток П6 - опускание плети трубопровода через установку с помощью устройств натяжения труб или опорной рамы . После завершения укладки плети трубопровода методом протаскивания на участке пересечения береговой линии и укладки не менее 1 км трубопровода с помощью трубоукладочных суден на мелководном участке возможно выполнение работ по стыковке трубопровода этих участков. Рассмотрим возможные строительные потоки при стыковке участков трубопровода, уложенных с помощью суден и методом протаскивания: поток 1 (П1) - установка монтажной платформы, оборудованной грузоподъемными кранами, плавкранов и иной техники на точку стыковки трубопровода; поток 2 (П2) - подъем концов стыкуемых участков с помощью кранов и разгружающих понтонов, установленных на концах участков трубопровода; поток 3 (П3) - закрепление трубопровода полухомутами на платформе, удаление оголовок; поток 4 (П4) - сварочные работы, неразрушающий контроль; поток 5 (П5) - изоляционные работы; поток 6 (П6) - спуск трубы на дно- укладка (погружение) состыкованного участка с помощью кранов на дно моря в разработанную траншею; поток 7 (П7) - засыпка трубопровода. Стыковка трубопровода на мелководном и глубоководном участках проводится путем подводной (гипербарической) сварки и включает следующие потоки работ: поток 1 (П1) - исследование морского дна; поток 2 (П2) - резка труб; поток 3 (П3) - установка надувных заглушек на торцах каждой секции трубопровода для изоляции ,сухой части камеры от воды в трубе; поток 4 (П4) - обработка кромок торцов секций труб; поток 5 (П5) - подъем и центровка секций перед началом сварки; поток 6 (П6) - поток сварка секций- соединение секций труб внутри подводной сварочной камеры, завершение сварки; поток 7 (П7) - подъем сварочного оборудования. В результате анализа методов производства работ основного периода и установления типовых строительных потоков в каждом из методов нами была разработана графическая формализованная модель строительства морского трубопровода в виде строительных потоков и их связей между собой с учетом прибрежного, мелководного и глубоководного участков строительства (рис.10). В модели в блоке 1 отражены потоки подготовительного периода, в блоке 5 показаны работы завершающего этапа проекта строительства морского трубопровода, в блоках 2, 3, 4 - строительные потоки пересечения береговой линии, мелководного и глубоководного участка соответственно и взаимосвязи между потоками, которые показаны направлением стрелок. В блоках 2.1. , 3.1, 4.1 показаны возможные методы выполнения строительных потоков, указанные в блоках 2-4. Для описания процессов в модель введены идентификаторы элементов технологического процесса сооружения морских трубопроводов: П (Пл) – организация площадки, П (Ф, Т) – мобилизация флота и техники, П (Пр) – проверка готовности флота и иной строительной техники, П (ОД) – обследование дна акватории, П (Т) и Т – поток разработки траншеи, ЗТ – закрытая траншея, ОТ – открытая траншея, ННБ – метод наклоннонаправленного бурения, МТ – метод микротуннелирования, П (С) и С – поток сварки, П (О, И) и О, И – поток очистки и изоляции, ТУС – выполнение потоков С и О, И на трубоукладочном судне в море, Б – выполнение строительных потоков С и О, И на берегу, П(У) и У – поток работ по укладке, УБ – метод выполнения укладки с берега, Л ТУС – метод укладки с ТУС с использованием лебедок ТУС , ТУС-ЛБ – метод укладки с ТУС с помощью лебедки, установленной на берегу, П (ЗР) и ЗР – поток земляных работ по засыпке трубопровода, далее начинаются работы на мелководном участке П (ТУС) и ТУС – постановка трубоукладночного судна на точку начала работ в море, Тп – поток по доставке труб на судно, П (С) , С1, Сn – поток сварочных работ на судне, П(Д) и Д – поток перемещения судна в процессе работ на мелководном участке, П (И) и И – поток изоляционных работ, П (У) и У – поток работ по укладке трубопровода, СД – метод укладки трубопровода с применением наклонных спусковых рамп, S-метод – метод укладки трубопровода с судна с применением с применением стингеров, З – завершение работ по укладке трубопровода на k-ом участке, Ст1 – поток работ по стыковке трубопровода на береговом и мелководном участках работ, Тр-З – потоки аналогично потокам на мелководном участке до и после потока П (У), У (Jметод) – метод укладки трубопровода с через вертикальную установку использованием устройств натяжения труб или опорной рамы, П (Ст2) и Ст2 – стыковка участка трубопровода на мелководном и глубоководном участках строительства методом подводной сварки, ПЗ Ис – поток завершающих работ по испытанию трубопровода, ПЗ ПН – поток завершающих работ по пускуналадке трубопровода. 2.2. Идентификация опасностей технологических процессов при сооружении морских трубопроводов Практика строительства морских трубопроводов показывает, что существуют как опасности, характерные только для определенных технологических процессов - потеря устойчивости, локальное и лавинное смятие в случае применения J-метода укладки и отсутствие указанные опасностей в случае S-метода укладки,так и опасности, возникающие вне зависимости от метода укладки трубопровода (природные опасности, удар тралами и другие). Основными источниками опасностей являются природные факторы: тип донных отложений, сейсмическая активность района прокладки морского трубопровода, ледовый режим в море, режим осадков, скорость течения, высота волн моря; фактор мореплавательная внешнего активность воздействия влияние или траллов, третьей якорей, стороны: возможность столкновения судоходных судов с ТУС; фактор технологического отказа оборудование; строительства; человеческий а также фактор объектами как ошибки воздействия проектирования, являются конструкция трубопроводов, параметры траншеи для укладки морского трубопровода, используемая строительная техника и оборудование. П(Д) П (Ст2) П(Д) П (ЗP) П (У) П( ПН) 3 5 П(Ис) П(Тр-З) 4 З П (Д) П (И) П (С) П (ТУС) Тр П(ЗР) П (У) П (О,И) П (С) П (Т) П(ОД) П(Пр) П(Ф, Т) П(Пл) П (Ст1-ЗР) 2 1 П(Д) ННБ Д У (J метод) ТУС - Дn Д УУ Ст2 И Д З Д Сn 3.1. СД ЗP С ТУС Ст1 ЗP О, И У ТУС, ЛБ ЗТ МТ С Т Укладкатрубо провода в открытую траншею ТУС Д ЗР УБ 2.1. ОТ Б Д 4.1. Тр S метод Л ТУС Тр З Укладка трубопровода в закрытую траншею Пересечение береговой линии Мелководный участок укладки Рисунок 10 - Модель сооружения морского трубопровода Глубоководный участок 58 Природные опасности Удары тралов Смещение оси тп, свободные пролеты Сбой системы динамического позиционирования Рисунок 11 - Место возникновения и виды опасностей при укладке морского трубопровода S-методом (пример) Природные опасности Потеря устойчивости, локальное и лавинное смятие Удары тралов Смещение оси тп, свободные пролеты Сбой системы динамического позиционирования Рисунок 12 - Место возникновения и виды опасностей при укладке морского трубопровода J-методом (пример) 59 Стандартом DNV-RP-F116 предписана процедура идентификации типичных опасностей и повреждений (отказов), характерных для стадии строительства морских трубопроводов (таблица 5). Таблица 5 Опасности и повреждения (отказы), характерные для стадии строительства морского трубопровод Группа опасности Опасности при проектировании, производстве и монтаже Опасности Ошибки проектирования Ошибки/брак производства Ошибки монтажа Опасности коррозии и эрозии Внутренняя и внешняя коррозия Эрозия Влияние тралов Использование якорей Столкновение судов Терроризм Движение (морские суда), Другое механическое воздействие Опасности третьей стороны Опасности при сооружении Природные Местный продольный изгиб и глобальный продольный изгиб Статистические перегрузка Усталость металла Стабильность на дне Шторм Повреждения/отказ Потери металла Вмятина Трещина Свободный пролет Оголение Смещение (сдвиг) Повреждение покрытия Повреждение анодной защиты Местный продольный изгиб и глобальный продольный изгиб Потеря металла Трещина Потери металла Вмятина Трещина Оголение Повреждение покрытия Повреждение анодной защиты Местный продольный изгиб и глобальный продольный изгиб Трещина Свободные пролеты Местный продольный изгиб и глобальный продольный изгиб Оголение Смещение (сдвиг) 60 опасности Опасности при эксплуатации Землетрясение Солевые потоки Перепады температур Наводнение Молнии Неправильные действия Новые условия эксплуатации Внутренняя система защиты На основе подхода DNV-RP-F116 и анализа технологического процесса строительства морского трубопровода были установлены технологические опасности при сооружении морских трубопроводов: – конструктивные и технологические дефекты самой трубы, запорной и соединительной арматуры (низкого качества труб, применение некачественных материалов), дефекты изготовления труб и другого оборудования (низкое качество изготовления конструкций); – механическое воздействие на трубу технологическим оборудованием, сетями, тралами судоходных гражданских судов; – потеря устойчивости трубы при прокладке J-методом, сбой системы динамического позиционирования при укладке трубопровода J-методом; – возникновение недопустимо высоких изгибных напряжений за счет наличия свободных пролетов; –возрастание гидродинамических нагрузок; – выполнением действий, мешающих функционированию системы (например, дноуглубительные работы); – нарушение правил промышленной безопасности и правил пожарной безопасности на стадии строительства и эксплуатации при осмотре, обслуживании технологического оборудования; – нарушение правил эксплуатации технических систем и объектов (нарушение технологического процесса, условий содержания), нарушение технологического режима производственных процессов на стадии 61 строительства и эксплуатации, предусмотренного регламентом, несвоевременные профилактические осмотры и ремонты; – отступление от проекта: замена одного материала другим, отсутствие авторского и технического надзора; – монтаж конструкций: нарушение технологии сварки и некачественная сварка, неправильный выбор способа и порядка монтажа; – внешнего воздействия со стороны рыболовных суден: столкновения судов, двигающихся вдоль фарватеров с трубоукладчиками, а также посадки на мель самих трубоукладчиков или вспомогательных судов, удар траловыми досками, зацепление траловыми досками; – несвоевременность обеспечения производства необходимым оборудованием, материалами; – некорректность решений проектной документации (проектные просчеты: ошибки в расчетах, чертежах: низкая точность расчета трубопровода на внутреннее давление, на чистое смятие от внешнего давления, толщины стенки, занижение расчетных нагрузок (внутреннее и внешнее давление, продольного усилия, изгиба); неполный учет исходных данных; – конструктивные недоработки: отсутствие соответствующей технологии и неправильный выбор оборудования); – сбой системы динамического позиционирования, сбой навигационной системы; – поломка лебедки во время спуска или подъема плети трубопровода со дна, обрыв трассы во время спуска или подъема плети трубопровода со дна, поломка подъемного крана во время погрузки контейнера с борта грузового судна, поломка подвесного крюка и натяжных устройств, поломка монтажной вышки и иного используемого оборудования и техники. Все выявленные опасности были классифицированы по объектам воздействия, по причинам возникновения опасностей и объединены в три группы: 62 1) опасности, связанные с конструкцией трубопровода, 2) опасности, связанные с техническим процессом строительства, 3) опасности, связанные с условиями строительства. Первая группа опасностей с конструкцией трубопровода включает 4 подгруппы опасных ситуаций, связанные с конструктивными изменениями 1.1. трубы, 1.2. покрытия,1.3. анодов и 1.4. балласта. Вторая группа опасностей имеет три подгруппы опасных ситуаций, связанных со 2.1. сбоем в работе оборудования, с 2.2. нарушением технологии строительства, с 2.3. отказами/сбоями СМР. Каждому виду опасностей присвоен определенный тип обозначения для краткого написания, например опасность механического повреждения балластного покрытия обозначается как Х.2, нарушение геометрии трубы – Т.4.и т.д. Разработанная классификация технологических опасностей, связанных с условиями строительства, нарушением конструкции морского трубопровода, нарушениями и сбоямитехнического процесса строительства морского трубопровода, представлена на рисунке 13. Данная классификация дает возможность применять ее для идентификации возможных технологических опасностей для любого проекта строительства морского трубопровода и дальнейшего качественной оценки рисков технологического характера проведения на стадии строительства морского трубопровода. 2.3. Идентификация опасностей по месту их возникновения в технологическом процессе Для разработки эффективного плана по предупреждению возникновения технологических опасностей и принятия мер по их контролю необходима информация о месте их «зарождения» в технологическом процессе. Исходя из причинно-следственных связей «источник опасностиопасность - тип повреждения», характерных для модели функционирования строительных потоков, были идентифицированы опасности по месту их возникновения в технологическом процессе строительства морских трубопроводов. Причинно-следственныесвязи были сведены в таблице 6. 63 Рисунок 13 - Классификация опасностей технологического риска при сооружении морского трубопровода 64 2.1. сбой в работе оборудования Б. Натяжные устройства Б.1Отказ натяжных устройств Б.2Недостат очная мощность натяжных устройств В. Стингер В.1Недостаточн ый изгиб стингера В.2 Ошибки в расчете при выборе несущей способности стингера В.3Усталостна я прочность стингера Y.Спусковые дорожки Лебедка Y.1. Усталостная прочность роликов Y.2. Недостаточная мощность дорожек (разрушение стингера из-за достижения предела усталостной прочности стингера) 2.2. нарушение технологии строительства Д. Сварка Г.Система динамического позиционировани я и якорная Д.1.Дефект система сварки Г1.Сбой системы динамического позиционирова ния Г.2 Неверные координаты судна. Неверная расстановка якорей. Д.2 Нарушение синхронизаци и сварки с процессом укладки F. Экскав., земснаряд U.1Недостаточ ный объем инженерных изысканий F1 Сбой в работе U.2Несоблюден ие проектных решений F2 Недостаточн ая мощность Н. Оборудование А. Лебедка для ННБ и микротоннел. U.3Недостаточн ая квалификация исполнителей U.4Низкое качество строительного контроля и надзора 2.3. отказы/сбои СМР L.1.Задержка в мобилизации строительной техники и флота L.2.Нарушение в поставке материалов L.3 Нарушение синхронизации процесса работ L.4 Простои техники из-за отказа С. Траншея Г.3 Отказ судна якорезаводчика В.4 Ошибки в расчете при выборе радиуса укладки А.1. Недостаточное усилие лебедки Н.1. Сбой в работе С1. Размыв траншеи Н.2.Недостато чная мощность А.2.Обрыв троса L.5Простои техники из-за условий строительства С.2. Обрушение бровки\склона грунта С.3. Изменение глубины, отметки дна траншеи Продолжение рисунка 13 - Классификация опасностей технологического риска при сооружении морского трубопровода 65 Таблица 6 Причинно-следственные связитехнологических опасностей при сооружении морского трубопровода Причины Опасности, опасные Повреждения/отказ ситуации Последствия Ненадежная и неустойчивая работы техники Кратковременная задержка при протаскивании трубопровода с берега в море Увеличение сил сцепления трубопровода с дном, увеличение натяжного напряжения Наличие свободных пролетов Местный продольный Смятие, изгиб и глобальный смятие продольный изгиб. Статистическая перегрузка Возрастание гидродинамически х нагрузок Внешнего воздействия со стороны рыболовных суден: столкновения судов, двигающихся вдоль фарватеров с трубоукладчиками , а также посадки на мель самих трубоукладчиков или вспомогательных судов, удар траловыми досками, зацепление траловыми лавинное Остановка строительства. Ремонтные работы. Денежные потери. Трещина, вмятина. Смещение (сдвиг) Задержки в Потери металла. трубопровода сроках строительства сбой системы динамического позиционирования, сбой навигационной системы 66 досками. Сбой системы динамического позиционирования при укладке трубопровода Jметодом Смещение (сдвиг) оси Остановка строительства. работы. Денежные потери. укладываемого трубопровода Поломка лебедки во время спуска или подъема плети трубопровода со дна, обрыв трассы во время спуска или подъема плети трубопровода со дна, Обрыв трубопровода Ремонтные Потеря стабильности / устойчивости трубы при прокладке Jметодом, Механические повреждение трубопровода плети Замена уложенного участка с недопустимой величиной повреждений Остановка строительства. Ремонтные работы. Денежные потери. (вмятины, трещины) Поломка подъемного крана во время погрузки контейнера с борта грузового судна, поломка подвесного крюка Падения контейнера на и натяжных монтируемый устройств, трубопровод Замена уложенного участка с недопустимой величиной повреждений Остановка строительства. Ремонтные работы. Денежные потери. Риски проведения некачественного контроля Некачественный входной контроль Отступление от Отказ в нормальной проекта: замена трубопровода одного материала другим, отсутствие авторского и технического надзора работе морского Низкий уровень операционного контроля (несоблюдения строительных решений, Нарушение Отказ в нормальной технологии сварки и трубопровода некачественная сварка, неправильный выбор способа и порядка работе морского 67 снижение качества монтажа строительства) Некачественный приемочный контроль Нарушение правил безопасности и Отказ в нормальной трубопровода работе морского правил пожарной безопасности при осмотре, обслуживании технологического оборудования. Внешние факторы до начала строительных работ, недостатки в технических и технологических решениях Ошибки проектирования Скрытые риски, проявляющиеся в процессе строительства. Ошибки/брак производства трубы. Конструктивные и Явных проявлений технологические опасности риска отказа дефекты самой нет. трубы, запорной и соединительной арматуры Наличие вмятин, трещин. Анализируя причины возникновения опасностей, можно сделать несколько выводов в части место проявления опасностей в техпроцессе сооружения морского трубопровода. 1. Такие опасные ситуации, как повреждения покрытия трубопровода, анодов, балластных покрытия, возникают непосредственно при производстве технологических потоков, связанные с нанесением покрытия, анодной защиты и балластировке трубы, а также могут проявляться в процессе укладки трубопровода в траншею. 2. Неблагоприятные ситуации, связанные с конструкцией трубы (ее смятие, нарушение геометрии и другие), потенциально могут возникать в 68 процессе укладке трубопровода; потери металла трубы в процессе сварочных работ. 3. Сбой в работе оборудования, техники проявляется в технологическом потоке сооружения морского трубопровода, где они применяются. Так, сбой системы динамического позиционирования характерен при укладе S- и J-методом, но не на участках пересечения береговой линии методом микротуннелирования. 4. Опасности типа нарушения технологии строительства могут проявляться во недостаточного всех объема строительных инженерных потоках. изысканий Например, в влияние большей степени сказывается при проведении работ по укладке плети в траншею и по дну моря. 5. Опасности, идентифицированные как отказы или сбои строительномонтажных работ, характерны для большинство строительных потоков на всех участках укладки морского трубопровода. 6. Опасности, связанные с природными катаклизмами, могут являться и причинами возникновения различных отказов, но с точки зрения степени их воздействия на завершение работ в срок и безаварийного ведения работ они являются опасностями. Проявление данных опасностей можно разделить на ведение работ на суше, где большее влияние оказывает туманы, режим осадков, работ в прибрежной зоне, где основным фактором являются тип донных отложений и ледовый режим, и в море, где все природные ситуации являются опасными. Полученные результаты представлены в виде схемы (рисунок 14), на которой в левой части отражены технологические потоки модели сооружения морского трубопровода основного периода выполнения работ по участкам строительства, в верхней правой части – идентифицированные нами технологические опасности, в центральной части схемы на пересечении горизонтальных линий, идущих от j-ого строительного потока, и вертикальных линиях, построенных от i-ой опасности, изображены условным 69 геометрическим знаком (круг/ квадрат) места возникновения или проявления опасной ситуации по всех протяженности трассы строительства морского трубопровода. На основе идентификации места возникновения опасной ситуации по протяжённости конкретных трассы видов строительства технологических морского опасностей трубопровода и применительно для к проектным способам укладки морского трубопровода построены варианты сценариев развития возможных чрезвычайных ситуаций. 70 1.Конструкция трубопровода 2. Технический процесс строительства 2.1. сбой в работе оборудования 1.1.труба Модель сооружения морского трубопровода на береговом участке П.1 Разработка траншеи (земляные работы) П.2. Сварка П.3. Изоляция Т.1 Т.3 Т.2 Т.4 1.2.покрытие П.1 1.3.анод ы П.3 П.4 З.1 З.2 П.2 1.4. балласт Х.1 F.Экскав./ земснаряд Х.3 Х.2 Х.4 F.1 F.2 А. Лебёдки Б. Натяж. В. Стингер A.1 устройст. A.2 Б.1 Б.2 В.1 В.4 В2 В.3 Г.Динам. Д.Сварка Н.Оборуд. Y.Спусковые ННБ позицион. дорожки Д.1 Н.1 Н.2 Д.2 Y.1 Y.2 Г.1 Г.3 Г.2 открытая траншея: прямая или ступенчатая бестраншейный метод ручная контактная заводская совмещенная изоляция, изоляция сварочного шва П.4 Балластиро вка установка утяжелителей и закрепляющих устройств, установка анкеров П.5 Установка анодов установка анодов П.6. Укладка П.7.Засыпка протаскивание (буксировка) трубы по дну траншеи/погружение с поверхности микротуннелирование, ННБ привезенный материал, грунт разработанной траншеи. Рисунок 14 - Классификация опасностей по месту их возникновения в технологическом процессе строительства морского трубопровода 71 2. Технический процесс строительства Модель сооружения морского трубопровода на береговом участке П.1 Разработка траншеи (земляные работы) П.2. Сварка П.3. Изоляция открытая траншея: прямая или ступенчатая 2.3. сбои СМР 2.2. нарушение технологии строительства U.1 U.3 U.2 C.1 U.4 3. Условия строительства C.3 C.2 L.1 I.1 Донные отложения L.3 L.2 I.3 Ледовый режим L.5 L4 1 I.2Сейстмич. актив. I.5 Режим осадков I.4 Туман I.7 Высота волн I.6 Скорость течения . бестраншейный метод ручная контактная заводская совмещенная изоляция, изоляция сварочного шва П.4 Балластиро вка установка утяжелителей и закрепляющих устройств, установка анкеров П.5 Установка анодов установка анодов П.6. Укладка П.7.Засыпка протаскивание (буксировка) трубы по дну траншеи/погружение с поверхности микротуннелирование, ННБ привезенный материал, грунт разработанной траншеи. Продолжение 1 рис. 14 - Классификация опасностей по месту их возникновения в технологическом процессе строительства морского трубопровода 72 1.Конструкция трубопровода 2. Технический процесс строительства 2.1. сбой в работе оборудования 1.1.труба Модель сооружения морского трубопровода на мелководном участке П.1 Земляные работы динамич. позицион. Установка ТУС якорное позицион. П.3. Доставка труб на ТУС складир. труб помощью кранов П.4. Сварка автоматическая ТУС П.5. динамич. позицион. Перемещение ТУС якорная система П.6. Изоляция изоляция на ТУС П.7Балластиро установка закрепляющих устройств П.8 Установка анодов П.9.Укладка Т.3 Т.2 Т.4 П.1 1.3.анод ы П.3 П.4 З.1 З.2 П.2 1.4. балласт Х.1 F.Экскав./ земснаряд Х.3 Х.2 Х.4 F.1 F.2 А. Лебёдки Б. Натяж. В. Стингер A.1 устройст. A.2 Б.1 Б.2 В.1 В.4 В2 В.3 Г.Динам. Д.Сварка Н.Оборуд. Y.Спусковые ННБ позицион. дорожки Д.1 Д.2 Г.1 Г.3 Н.1 Н.2 Г.2 Y.1 Y.2 выравнивание дна П.2. вка Т.1 1.2.покрытие с на установка анодов S-метод укладки укладка с применением наклонных спусковых рамп Продолжение 2 рис. 14 -. Классификация опасностей по месту их возникновения в технологическом процессе строительства морского трубопровода 73 2. Технический процесс строительства 2.3. сбои СМР 2.2. нарушение технологии строительства Модель сооружения морского трубопровода на мелководном участке П.1 Земляные работы U.3 U.2 выравнивание дна П.2. динамич. позицион. Установка ТУС якорное позицион. П.3. Доставка труб на ТУС складир. труб помощью кранов П.4. Сварка автоматическая ТУС П.5. динамич. позицион. Перемещение ТУС якорная система П.6. Изоляция изоляция на ТУС П.7Балластиро установка закрепляющих устройств вка U.1 П.8 Установка анодов установка анодов П.9.Укладка S-метод укладки C.1 U.4 3. Условия строительства C.3 C.2 L.1 I.1 Донные отложения L.3 L.2 I.3 Ледовый режим L.5 L4 1 I.2Сейстмич. актив. I.5 Режим осадков I.4 Туман I.7 Высота волн I.6 Скорость течения . с на укладка с применением наклонных спусковых рамп Продолжение 3 рис. 14- Классификация опасностей по месту их возникновения в технологическом процессе строительства морского трубопровода 74 1.Конструкция трубопровода 2. Технический процесс строительства 2.1. сбой в работе оборудования 1.1.труба Т.1 Т.3 Т.2 Т.4 Модель сооружения морского трубопровода на глубоководном участке П.1 Установка ТУС П.3. Сварка автоматическая ТУС П.4. динамич. позицион. Перемещение ТУС якорная система П.5. Изоляция изоляция на ТУС П.6Балластиро установка закрепляющих устройств П.8.Укладка П.3 П.4 З.1 З.2 П.2 1.4. балласт Х.1 F.Экскав./ земснаряд Х.3 Х.2 Х.4 F.1 F.2 А. Лебёдки Б. Натяж. В. Стингер A.1 устройст. A.2 Б.1 Б.2 В.1 В.4 В2 В.3 Г.Динам. Д.Сварка Н.Оборуд. Y.Спусковые ННБ позицион. дорожки Д.1 Д.2 Г.1 Г.3 Н.1 Н.2 Г.2 Y.1 Y.2 якорное позицион. складир. труб помощью кранов П.7 Установка анодов П.1 1.3.анод ы динамич. позицион. П.2. Доставка труб на ТУС вка 1.2.покрытие с на установка анодов J-метод укладки Продолжение 4 рис. 14.- Классификация опасностей по месту их возникновения в технологическом процессе строительства морского трубопровода 75 2. Технический процесс строительства 2.3. сбои СМР 2.2. нарушение технологии строительства U.1 Модель сооружения морского трубопровода на глубоководном участке П.1.Установка ТУС U.2 C.1 U.4 C.3 C.2 L.1 I.1 Донные отложения L.5 L.3 L.2 L4 1 I.3 Ледовый режим I.2Сейстмич. актив. I.5 Режим осадков I.4 Туман I.7 Высота волн I.6 Скорость течения . динамич. позицион. якорное позицион. П.2. Доставка труб на ТУС складир. труб помощью кранов П.3. Сварка автоматическая ТУС П.4. динамич. позицион. Перемещение ТУС якорная система П.5. Изоляция изоляция на ТУС П.6Балластиро установка закрепляющих устройств вка U.3 3. Условия строительства П.7 Установка анодов установка анодов П.8.Укладка J-метод укладки с на Продолжение 5 рис. 14. -Классификация опасностей по месту их возникновения в технологическом процессе строительства морского трубопровода 76 ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОЙ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ МОРСКОГО ТРУБОПРОВОДА 3.1. Обоснование выбора методов для оценки технологических рисков при сооружении морских трубопроводов Этап обоснования и выбора методологии оценки рисков, возникающих при управлении инвестиционными проектами строительства, является крайне важным. Неправильный выбор математического аппарата анализа рисков может привести к неадекватности результатов и, соответственно, неверным решениям по контролю риска. Рассмотрим возможность применения логико-графических и вероятностатистических методов оценки технологических рисков при сооружении морского трубопровода. Нами было построено дерево события для инициирующего события при сооружении морских трубопроводов – «смятие , изгиб, местный продольный и глобальный изгиб» и сценарии развития опасностей, а такжепроведен расчет вероятностей событий. Если наружное избыточной давление будет больше давления распространения р наруж.изб.>рраспр. , то инициирующее событие «смятие или изгиб» приведут к появлению местной потери устойчивости и предполагаем , что условная вероятность этого события Р1 равна 0,8, тогда вероятность противоположного события Р2, при котором местная потеря устойчивости не должна произойти, рассчитается по теории вероятности несовместных событий Р2=1-Р1 и будет равна 0,2. Во втором сценарии ветвь дерева прекращается и определяют последствия. В первом сценарии развитие опасной ситуации продолжается и мы приводим третий и четвертый , пятый и шестой варианты сценариев развития опасных ситуаций. Каждому сценарию также мы устанавливаем условную вероятность Р3=0,95 , Р5=0,89, Рi от 0 до 1, а противоположному сценарию вероятность Р4, Р6, Рii рассчитываем по теории вероятности несовместных событий Р4=1-Р3=0,05, Р6=1-Р5=0,11, Рii =1-Рi . Каждая ветвь заканчивается 77 списком возможных последствий. В итоге получается дерево с несколькими ветвями, т.е. с n-ым количеством сценариев. Далее определяем вероятность реализации каждого сценария развития опасной ситуации Рс1, Рсi, расчет которых в отличие от вероятностей каждого события рассматривается не по формуле расчета вероятности несовместных событий, а по формуле расчета вероятности независимых событий:РС1=Р1*Р3=7,6*10-1, РС2=Р1*(1- Р3)*Р5=3,56*10-2 , РС3=Р1*(1-Р3)*(1-Р5)=4,4*10-3 , РС4=1-Р1=2*10-1, где РCn среднегодовые ожидаемые частоты реализации сценариев Сn развития отказов, соответствующих различным ветвям «дерева событий», Рi среднегодовые ожидаемые частот наступления i-ого события (элемента «дерева»). Иницииру ющее событие Начало местной потери устойчивости рнаруж.изб.>ррас Датчик местной потери устойчивости сработал Ограничит Последствия ели лавинного смятия РCn пр. Остановка СМР Р-1С1=Р1*Р3=7,6*1 Восстановитель 0 ные работы Да Р3=0,95 Да Да P1=0,8 Смятие, складка, вмятина;местн ый продольный и глобальный изгиб, Р=1 Нет Р4=1-Р3=0,05 Р5=0,8 9 Нет Р6=1Р5=0,11 Нет P2=1-Р1=0,2 Остановка СМР Замена участка трубопровода (тп) до ограничителя смятия РС2=Р1*(1Р3)*Р5 =3,56*10-2 Лавинное смятие РС3=Р1*(1-Р3)*(1Остановка СМР Р5) Замена уложенного =4,4*10-3 участка трубопровода Продолжение СМР Дефекты в пределах допустимых норм РС4=1-Р1=2*10-1 Рисунок 15 - Пример «Дерево событий» авариной ситуаций при сооружении морских трубопроводов 78 Наши исследования показывают, что в методе «дерево событий» получить достоверный результат величины вероятности событий достаточно сложно, так как результаты зависят от первоначального определения экспертом частоты появления исходных событийв виде условных значения вероятностей или требуются статистические данные по аналогичным событиям. Рассмотрим расчеты вероятностей отказов при строительно- монтажных работ (СМР) на основании вероятно-статистического подхода с аналитическим определением функции изменения вероятности во времени, сравнением всех видов отказов и соответствующего уровня риска при СМР [98]. Пусть Рi - вероятность i-ого вида отказа при строительстве морского трубопровода, например Р1 – это значение вероятности срыва в сроках выполнения подготовительных работ, Р2 - вероятность смятия трубопровода во время укладки и т. д. , а Пi - потери/ ущерб от i-ого вида отказа. Чем ближе проект к завершению стадии строительства, тем меньше вероятность срыва производства. Таким образом вероятность отказов строительного производства является убывающей функцией во времени: в начальный этап строительства (при t=0) Рni = 1, a к концу строительства функция вероятности Р(t) стремится к нулю. Поэтому функционал вероятности отказа представлен убывающей кривой (желтая кривая, рисунок 16) и рассчитываться как: Pn = Σ 1/(1+exp^(Pi)), где Pn - общая вероятность наступления отказа при выполнении i- технологической операции при сооружении морских трубопроводов, Piвероятность наступления i-ого вида отказа. Потери от возможного риска отказа в течение всего периода строительства будут увеличиваться. Компенсационная стоимость или цена риска отказов технологических операций формироваться из стоимости самой операции плюс стоимость всех предыдущих уже выполненных операций. 79 Поэтому графически функционал общего относительного ущерба отказа или потерь проекта в процессе строительного периода представляет собой возрастающий вид кривой и описывается как: Пn=Σ 1/ (1+exp^(-Пni)), где Пni- потери от реализации риска отказа при выполнении i- технологической операции при сооружении морских трубопроводов. Качественное описание главных компонентов риска отказа при строительстве морских трубопроводов представлено на рисунке 16, где по оси абсцисс находится общее количество N технологических операций (n1подготовительные работы, n2 - земляные работы, n4 - сварка, n6 - изоляция, n8 -укладка, n10 - окончание строительства). Риск отдельных отказов Ri (зеленая кривая, рисунок 16) определялся как произведение Pi на Пi, а общий уровень риска проекта - как сумма риска предыдущего вида отказа и риска данного i-ого отказа n-ой технологической операции (красная кривая, рисунок 16). Вероятность события отказа , P Изменение технического риска в процеесе строительства морского трубопровода 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 1 2 1 Относительный ущерб отказа 2 Вероятность отказа при СМР 3 Кривая риска отдельных отказов 4 Общий уровень риска отказов 4 3 0 2 4 6 8 10 Технологические операции строительства морского трубопровода Рисунок 16 - Изменение технологического риска при строительстве морского трубопровода В таблице 7 представлены возможные относительного уровня риска отказов строительства. варианты изменения 80 Таблица 7 Изменения относительного уровня риска отказов строительствана основании вероятно-статистического подхода Определение Риск отказа при производстве строительных работ случайных событий Независимые Риск i-ого отказа [4] : события R1= Р1*П1, R2= Р1*Р2*П2,R3= Р1*Р2*Р3*П3, где Пi- потери/ущерб от риска i-ого отказа, Рi- вероятность риска i-ого отказа Общий уровень риска отказа: Rоб.1= Р1*П1, Rоб.2= Rоб.1+ R2, Rоб.3= Rоб.2+ R3 Rоб.n= Rоб.(n-1) + Rn Показатели технического риска "независимых" отказов при строительстве морского трубопровода Вероятность события , P 1,2 1 Ущерб i-ого отказа 1 5 0,8 2 Вероятность iого независимого отказа 3 Уровень общего риска отказа 1 2 0,6 0,4 4 Уровень риска iого отказа 3 0,2 4 5 Вероятность i-ого отказа 0 0 2 4 6 8 10 Технологические опреации этапа строительства 12 Рисунок 17 График изменения показателей технического риска в случае «независимых» отказов при строительстве морского трубопровода Максимальный условный уровень риска i-ого отказа составляет 0,106 Максимальный уровень общего риска отказов составляет 0,326 Совместные Риск i-ого отказа : события R1’= Р1*П1, R2’= (Р1+Р2- Р1*Р2)*П2, R3’= (Р1+Р2+Р3Р1*Р2*Р3)*П3, где Пi- потери/ущерб от риска i-ого отказа, Рi- вероятность риска i-ого отказа Общий уровень риска отказа: Rоб.1’= Р1*П1, Rоб.2’= Rоб.1’+ R2’, Rоб.3’= Rоб.2’+ R3’ R’об.n= R ‘об.(n-1) + R’n 81 Показатели технического риска "совместных" отказов при строительстве морского трубопровода Вероятность события , P 3 2,5 2 1 Ущерб i-ого отказа 1 2 Уровень общего риска отказа 3 Уровень риска i-ого отказа 2 1,5 4 1 0,5 4 Вероятность iого отказа 3 0 0 5 10 15 Технологические опреации этапа строительства Оценивались отказы для 3-ех последовательных совместных событий Рисунок 18 а) График изменения показателей технического риска для 3-ех последовательных «совместных отказов при строительстве морского трубопровода Максимальный условный уровень риска i-ого отказа составляет 0,735 Максимальный уровень общего риска отказов составляет 2,828 Вероятность события , P Показатели технического риска "совместных" отказов при строительстве морского трубопровода 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1 Ущерб i-ого отказа 2 2 Уровень общего риска отказа 3 Уровень риска i-ого отказа 3 4 0 4 Вероятность iого отказа 1 5 10 15 Технологические опреации этапа строительства Рисунок 18 б) График изменения показателей технического риска в случае «совместных» отказов при строительстве морского трубопровода Несовместн Риск i-ого отказа : ые события R1’’= Р1*П1, R2’’= (Р1+Р2)*П2, R3’’= (Р1+Р2+Р3)*П3, где Пi- потери/ущерб от риска i-ого отказа, Рi- вероятность риска i-ого отказа Общий уровень риска отказа: Rоб.1’’= Р1*П1, Rоб.2’’= Rоб.1’’+ R2’’, Rоб.3’’= Rоб.2’’+ R3’’, R’’об.n= R ‘‘об.(n-1) + R’’n 82 Вероятность события , P Показатели технического риска "несовместных" отказов при строительстве морского трубопровода 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 1 Ущерб i-ого отказа 2 2 Уровень общего риска отказа 4 1 3 Уровень риска iого отказа 3 0 5 10 15 Технологические опреации этапа строительства 4 Вероятность i-ого отказа Рисунок 19 а) График изменения показателей технического риска для 3-ех последовательных «несовместных отказов при строительстве морского трубопровода Максимальный условный уровень риска i-ого отказа составляет 0,649 Максимальный уровень общего риска отказов составляет 3,141 Вероятность события , P Показатели технического риска "несовместных" отказов при строительстве морского трубопровода 25 1 Ущерб i-ого отказа 20 2 Уровень общего риска отказа 2 15 10 3 Уровень риска i-ого отказа 3 5 4 1 0 0 5 10 15 4 Вероятность i-ого отказа Технологические опреации этапа строительства Рисунок 19 б) График изменения показателей технического риска в случае «несовместных» отказов при строительстве морского трубопровода По диаграммам расчета вероятностей и рисков отказов видно, что при использовании разных математических формул результаты расчета дают неодинаковый уровень вероятности риска. Так, максимальный уровень общего риска независимых отказов составляет 0,326, совместных отказов – 2,828, несовместных отказов – 3,141. Проведенный анализ методов количественной оценки вероятности событий Pi показал, что вероятностно-статистические методы рассматривают 83 среду проекта и связанные с ней возможные отказы как случайные величины состояний, подчиняющиеся определённым законам распределения вероятности их возникновения, а логико-графические методы рассматривают среду проекта как совокупность «независимых», «совместных», или «несовместных» отказов, возникающих при функционировании производственной среды проекта с заранее известной частотой отказа отдельных элементов среды. Выполненные сооружению исследования морских репрезентативную показали, трубопроводов статистику, которая что применительно невозможно отвечала бы к подобрать требованиям однородности. Соответственно оказывается невозможным перенести на новый инвестиционный проект корректный закон распределения, на основании которого должны быть назначены вероятности, или указать «природу поведения» отказов, на основании которой выбирается формула математической статистики для сложения и/или умножения вероятностей событий. Поэтому было сочтено, что проведение количественной оценки вероятности по вероятностно-статистическим и логическим методам в настоящее время невозможно. Аналогично показано, что метод теории нечетких множеств, используемый для оценки рисков в случае неопределённости среды реализации проекта, устанавливает не вероятность возникновения опасного события, а степень принадлежности оцениваемого события к нечеткому множеству всех опасных событий, и как следствие решение задачи количественным он не обеспечивает определения вероятности возникновения опасности, способом. В силу этих причин было предложено использовать экспертный метод., Поскольку метод парного ранжирования при большом числе сравниваемых опасностей применять затруднительно, а метод непосредственной оценки в случае отсутствия данных по частоте реализации опасности также применить невозможно. Поэтому в качестве способа оценки опасностей, которые рассматриваются как факторы рисков, 84 выбран метод ранжирования. В качестве шкалы измерения выбрана порядковая шкал, так как в случае применения номинальной шкалы, интервальной шкалы, шкалы отношений требуются эталоны сравнения, степени/градации предпочтительности среди всех опасностей, абсолютное значение оцениваемого фактора соответсвенно, которые для морских трубопроводов в настоящее время отсутствуют. экспертов являются идентифицированных разработанная технологических Критериями оценки для нами классификация опасностей в процессе технологических работ и формализованная модель строительства морского трубопровода. Количественная оценка последствий определяется как финансовый ущерб в виде упущенной выгоды от недопоставок продукции вследствие увеличения сроков строительства, увеличения стоимости проекта и затрат на ремонтно-восстановительные работы, а количественная величина технологического риска выражается в денежных единицах. В таблице 8 приводится перечень методов оценки рисков по этапам ее проведения, необходимые исходные данные для использования каждого метода, выходные данные методов. В графах 5,6,7 таблицы произведен выбор методов для оценки технологических рисков при строительстве морского трубопровода с учетом этапов проведения оценки рисков и наличия исходных данных, где «+» означает возможность применения, «-» невозможность использования метода в настоящее время. 3.2. Разработка методики оценки технологических рисков при сооружении морских трубопроводов Для построения методики оценки технологических рисков при сооружении морских трубопроводов был разработан алгоритм проведения оценки технологических рисков, который включает шесть основных этапов: 1) сбор данных о проекте строительства морского трубопровода, также проведение анализа технологических схем производства работ и условий строительства по участкам строительства морского трубопровода последующим формированием модели сооружения морского трубопровода; с 85 Таблица 8 Выбор метода оценки технологических рисков отказа при сооружении морского трубопровода Метод 1 Метод матрицы «вероятность последствия» Статистические методы Исходные данные или критерии выбора метода 2 Выходные данные метода или результат анализа 3 Этапы оценки рисков Применение метода на этапах оценки рисков при сооружении морского трубопровода Анализ Анализ вероятно последствий сти отказа отказа Анализ вероятнос ти отказа Анализ последстви й отказа 4 5 6 7 + + + + Наличие статистических данных о происшедших ранее отказах конструктивные и технологические решения; данные об отказах, описание исследуемой системы* конструктивные и технологические решения; описание исследуемой системы*, данные об отказах, данные о функционировании каждого элемента системы конструктивные и технологические решения; описание исследуемой системы* величина вероятности в виде частоты возникновения события идентификации отказов в системе и анализа частот нежелательного события + + _ _ + - - - идентификации причин и последствий отказов, перечень опасности и анализ частот + - - - идентификации видов и причин отказов, частота отказов, тяжесть последствий отказа + + - - конструктивные и технологические решения; описание исследуемой системы*, знания частот исходных событий причины возникновения аварийной ситуации и ее частота, установка причинно-следственных связей аварий + + - - Логико-графические методы анализа «деревьев событий». конструктивные и технологические решения; описание исследуемой системы*, знания частот исходных и конечных событий + + - + Экспертные методы конструктивные и технологические решения; описание исследуемой системы*, знания частот исходных событий сценарии развития аварийной ситуации, частота каждого сценария путем умножения частоты основного события на условную вероятность конечного события идентификации видов и причин отказов, частота отказов, тяжесть последствий отказа + + + + Анализ дерева неисправностей FTA Метод анализа моделей видов и последствий отказов (далее FMEA) Анализ видов, последствий и критичности отказов (АВПКО) Логико-графические методы анализа «деревьев отказов» Описание исследуемой системы* включает в себя 1) общее описание проекта строительства; 2) описание условий окружающей среды; 3) перечень используемого оборудования;4) сведения о рабочей среде; схема расположения оборудования и n/l/ 86 2) идентификация опасностей в технологических операциях; 3) качественная и количественная оценка вероятности возникновения опасности; 4) идентификация и оценка последствий реализации опасности; 5) количественная и качественная оценка технологических рисков при строительстве морских трубопроводов; 6) принятие решений по управлению технологическими рисками. Каждый этап методики представляет собой процедуру последовательности действий по самостоятельную анализу и оценке технологического риска. На первом этапе производится сбор данных о проекте строительства морского трубопровода в части технологического процесса строительства морского трубопровода, используемого оборудовании, строительной техники, флота и др. Результатом первого этапа является формализованная модель сооружения морского трубопровода на каждом участке строительства. Второй этап оценки технологического риска при сооружении морского трубопровода заключается в идентификации опасностей по месту их возникновения в технологическом процессе. формализованную классификацию модель строительства технологических На втором этапе, используя морского опасностей, трубопровода экспертами и проводится идентификация опасностей, которые потенциально могут возникать при реализации k-ого технологического процесса на l-ь участке строительства морского трубопровода. Результатом второго этапа оценки технологических рисков является матрица «технологическая операция - опасности» с выделенными ячейками, отражающими потенциально реализуемые опасности для соответствующих технологических операций, и с пустыми ячейками, отражающими нереализованные технологического процесса (таблица 9). опасности для k-ого 87 Качественная и количественная оценка технологических рисков на этапе строительства морского трубопровода Эт.1. Сбор данных о проекте строительства морского трубопровода 1.1.Конструкторские решения 1.2.Результаты инженерных изысканий 1.3.Методы производства работ 1.4.Строительная техника, флот и технологические схемы производства работ Модель сооружения морского трубопровода Да Нет Эт.2 Идентификация опасности Матрица «технологическая операция возможная опасность» Матрица «технологическая операция - нереализованная опасность» Эт.3 Оценка вероятности возникновения опасности 3.1. Количественная оценка вероятности возникновения опасности𝑃𝑖𝑘 3.2. Качественная оценка уровня опасности:1- очень низкая вероятность (невозможные опасности), 2-низкая вероятность (редкие опасности), 3- умеренная вероятность (вероятные опасности), 4- высокая вероятность (весьма вероятные опасности), 5- очень высокая вероятность (вероятно частое возникновение опасностей). Эт.4 Идентификация и оценка последствий реализации опасности 4.1. Идентификация последствий реализации опасности 1. Иные последствия 2. 3. 1.Увеличение стоимости проекта строительства (ПП.1) 2.Увеличение сроков строительства (ПП.2) 3.Затраты на ремонтно-восстановительные работы (ПП.3) 4.2.Качественная оценка уровня последствий: 1 - очень слабое воздействие, 2- слабое воздействие, 3- среднее воздействие, 4значительное воздействие, 5 - весьма значительное воздействие. 4.3.Количественная оценка последствий 𝐶𝑖𝑘 : расчет финансового ущерба (деньги) Эт.5 Оценка технологических рисков Σ𝑙 5.1.Количественная оценка риска: 𝑅𝑖𝑘 = Σ𝑖𝑙 𝑃𝑖𝑘 ∙ 𝐶𝑖𝑘 . (деньги) Избегание рисков: внесение изменений в проекте. Повтор оценки рисков. 5.2. Качественная оценка уровня риска с помощью карты рисков Эт.6 Принятие решений по управлению технологическими рисками Хеджирование (перенос) риска, превентивные меры по снижению риска. Окончание оценки рисков Рис. 20- Алгоритм качественной и количественной оценки технологических рисков при строительстве морского трубопровода 88 Далее полученную матрицу разделяют на матрицу «технологическая операция – нереализованная опасность», на которой заканчивается процедура оценки рисков, и на матрицу «технологическая операция – возможная опасность», с данными которой продолжается процедура оценки рисков. Надо отметить, что перечень идентифицированных нами опасностей отказа в процессе строительства морского трубопровода может быть дополнен при проведении оценки рисков в случае появления новых характеристик конструкции трубы, новых технологий строительства. Таблица 9 Матрица «технологическая операция - опасности» на глубоководном участке строительства морского трубопровода Модельсооружения морского трубопровода на глубоководном участке, Jметод укладки с вертикальным наращиванием Опасности Спусковая дорожка Y1 Y2 Система динамического позиционирования и якорной системы Г1 Г2 Г3 Сварочное оборудование Нарушение технологии Д1 U1 Д2 U2 1. Установка системы динамического позиционирования 2. Поставка труб и складирование на ТУС 3. Сварка автоматическая на ТУС 4. Перемещение ТУС 5. Изоляционные работы на ТУС 6. Балластировка на ТУС 7. Установка анодов 8. Перемещение ТУС 9. Подъем плети на вертикальную установку J-образной укладки для сварки и т.д. 10. Укладка трассы J-методом На третьем этапе методики экспертным методом выполняется количественная оценка вероятности возникновения идентифицированных опасностей, затем - качественная оценка уровня опасности.Организовывается экспертная группа, которая должна состоять из проектировщиков, эксплуатационников, экспертов, обладающих достаточной компетентностью, знаниями, опытом для проведения оценки. Количество экспертов должно 89 быть нечетным. После формирования экспертной группы проводится качественная и количественная оценка вероятности возникновения опасностей. Каждый j-ый эксперт i-ому виду опасности присваивает ранг xij по порядковой шкале от 1 до n по принципу: чем выше вероятность возникновения опасности и выше степень их влияния на безаварийное строительство морского трубопровода, тем выше ранг i-ой опасности. Оцениваемые факторы располагаются по порядку важности, таким образом, факторы будут проранжированы. В итоге экспертной оценки составляется матрица опроса,где в первом столбце указывается участок строительства и опасности, возникающие на указанном участке выполнения строительных работах, в следующих столбцах отображаются мнения экспертов в виде ранга (таблица 10). Таблица 10 Матрица опроса экспертов Участок строительства морского трубопровода Прибрежный Опасности технологического риска F Т.1.Потеря металла Т.4.Нарушение геометрии Т.3.Локальное смятие Т.2.Лавинное смятие Х.2 Механические повреждения балластного покрытия …… Эксперты 1 2 3 4 5 Оценки экспертов xij(ранг) 1 … 2 5 4 3 … n … После проведения экспертной оценки и получения данных экспертов о рангах каждого фактора риска проводится обработка полученной информации. Определяетсясредняя арифметическая оценкаχ̅̅̅ ij каждого i-ого фактора риска в качестве обобщенной оценки экспертов: χij = ∑ni=1 xij /m, ̅̅̅ (34) 90 где xij – оценка i-ого фактора риска, данная j-ым экспертом, число сравниваемых факторов, ∑ni=1 xij -суммарная ,n– , оценка i-ого фактора риска всеми экспертами, m – число экспертов. Определяется доля средней оценки i-ой опасности wi по формуле (35): 𝑛 wi = ∑ni=1 xij / ∑𝑚 𝜒𝑖𝑗 , (35) 𝑗=1 ∑𝑖=1 ̅̅̅̅ где ∑ni=1 xij - суммарная оценка i-ого фактора риска группой экспертов, n ∑m 𝜒𝑖𝑗 – общая средняя суммарная оценка всех факторов риска всеми j=1 ∑i=1 ̅̅̅̅ экспертами. Определение согласованности мнений экспертов. Степень согласованности мнений экспертов определяется с помощью коэффициента конкордации, так как для оценки факторов риска используется метод ранжирования и в проведении экспертной оценкипринимало участие более двух экспертов. Согласно [58] коэффициент конкордации (согласия) определяем по формуле Кендалла: 𝑊= 12∗𝑆 , 𝑚2 ∗(𝑛3 −𝑛) (35) где S = ∑ni=1(∑𝑛𝑗=1 𝑥𝑖𝑗 − 0,5 ∗ 𝑚 ∗ (𝑛 + 1))2 - сумма квадратов разностей (отклонений), ∑ni=1 xij - суммарная оценка (сумма рангов) i-ого фактора риска, полученная от всех экспертов, m - число экспертов, n - количество факторов риска. Коэффициент W изменяется в диапазоне от 0 до 1. Чем ближе значение коэффициента W к 0, тем менее согласованными являются оценки экспертов. Если W> 0,5, то между мнениями экспертов имеется определенное согласие. Значимость коэффициента согласованности W определяем с помощью критерия χ2 . Если табличного χт2 расчетное значение χр2 = mW (k –1) будет больше при степени свободы ν=k-1 и уровне доверительной вероятности Р, то коэффициент W значим и согласование мнений экспертов не случайно. В таком случае результаты экспертизы могут быть признаны удовлетворительными и адекватными. Если коэффициент конкордации W< 91 0,5 или χр2<χт2 при W> 0,5, то проводится анализ причин отрицательного результата с последующей повторной экспертизой. На основе полученных экспертных оценок и путем перевода доли рангов в относительную величину вероятности от 0 до 1 (таблица 11) устанавливается опасности количественная технологического величина риска вероятности при возникновения строительстве морского трубопровода. Например, средняя экспертная оценка i-ой опасности 𝑛 𝑛 составляет от 0,3*∑𝑚 𝜒𝑖𝑗 до 0,4*∑𝑚 𝜒𝑖𝑗 , тогда количественная величина 𝑗=1 ∑𝑖=1 ̅̅̅̅ 𝑗=1 ∑𝑖=1 ̅̅̅̅ вероятности реализации данной опасности равняется 0,3, а качественная характеристика вероятности определяет данное опасное событие как «маловероятное, редкое событие» с «низкой вероятностью» возникновения. Для наглядности результатов третьего этапа оценки рисков можно построить гистограмму распределения опасностей по участкам строительства и мнению экспертов. Гистограмма опасностей на прибрежном участке строительства морского трубопровода 40 35 Ранги опасностей 30 25 20 15 10 5 0 Д.2. U.1. U.4. U.3. U.2. Д.1. L.3. С.1. Х.3. I.1. С.2. F.2. А.1. А.2. F.1. Х.2 Н.2. Н.1. Б.2. Б.1. Y.1. З.2. Т.4. П.2. П.1. Т.1. З.1. Х.1. П.3. I.5. I.7. I.6. L.5. L.1. L.2. L.4. I.4. I.2. I.3. Средняя оценка рангов 34 34 33 33 33 33 33 32 32 30 30 опасности, связанные с условиями строительства 30 28 27 26 25 24 22 21 21 19 19 17 опасности , связанные с конструкцией трубопровода отказы\сбои СМР 15 13 12 12 12 11 11 10 8,9 7,3 6,5 6,4 5,4 5,2 4,3 4 опасности, связанные с нарушением сбой в работе оборудования Рисунок 21 Гистограмма результатов экспертного ранжирования опасностей 92 Таблица 11 Оценка вероятности возникновения и уровня опасности Уровень Качественная оценка уровня опасности 1 2 Качественное описание вероятности возникновения (P) опасности Очень низкая вероятность, слабо вероятные, невозможные опасности Низкая вероятность, маловероятные 3 Умеренная вероятность 4 Высокая вероятность, весьма вероятные события Очень высокая вероятность. Почти возможные события 5 Лингвистическая переменная вероятности возникновения: вида отказа События Практически невозможный, невероятный отказ Отказ маловероятен, но возможен хотя бы раз. Редкий отказ Отказы возможны Вероятный отказ, наличие повторных отказов Частый отказ, который почти неизбежен Количественная оценка вероятности Соотношение ранг (больше 10) –вероятность Доля средней Вероятность оценки возникновен опасности wi ия 0,1 Событие может произойти в исключительных <0,1 случаях, невероятные события Редкое событие 0,1 до 0,29 События вероятные, возможные Событие может произойти. Ожидается, что событие произойдёт 0,2 0,3 до 0,4 0,3 0,41 до 0,49 0,5 до 0,6 0,61 до 0,69 0,7 до 0,8 0,81 до 0,89 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9* до 0,95 0,9 > 0,95 1 93 Следующим этапом оценки технологических рисков при строительстве морского трубопровода является качественная и количественная оценка последствий реализации опасностей, которая начинается с идентификации последствий. Для идентификации возможных последствий строятся «деревья событий», в которых рассматриваются процесс развития аварийной ситуации (сценария) в процессе сооружения морского трубопровода с возможными последствиями. Сначала строится вершина «дерева», которой является инициирующее или нежелательного событие, т.е. опасности. Далее от вершины дерева исходят «ветви», которые отражают возможные пути или сценарии развития опасных ситуаций. Каждая ветвь заканчивается описанием возможных последствий. «Дерево событий» содержит три главных элемента: инициирующее событие (опасности), сценарии развития событий, последствия. Пример составления «дерева событий» для идентификации последствий реализации технологических опасностей при строительстве морского трубопровода представлен ниже. Для количественной оценки последствий реализации технологических опасностей используются следующие подходы и формулы. Поскольку стоимость проекта строительства включает в себя комплекс разных статей затрат, в разработанной методике расчет увеличение стоимости проекта проводится как расчет финансового ущерба от вынужденного простоя в виде упущенной выгоды от недопоставок продукта по трубопроводу: 𝑔 𝑞 С𝑛р = ∑1 (𝑉пл /365) ∙ 𝑡пр ∙ Ц𝑞 (36) где Ц𝑞 –оптовая отпускная цена единицы q-го вида недопоставленной 𝑞 продукции углеводородов; 𝑉пл – средний планируемый объем поставок q-го вида углеводородов в течение года, 𝑡пр –время увеличения сроков строительства, необходимое для ликвидации повреждений и разрушений, проведения g-го вида ремонтных работ. 94 Инициирующее событие Последствия Сценарии развития событий Обрыв плети трубопровода Поломка лебедки во время спуска или подъема плети тп Остановка строительства Ремонтные работы Денежные потери Замена трубопровода с недопустимой величиной повреждения Остановка СМР Восстановительные работы Возможность поднятия плети Удержание плети тп Ремонт лебедки Кратковременная остановка работ Рисунок 22 -«Дерево событий» авариных ситуаций при сооружении морских трубопроводов (фрагмент), где тп- сокращено трубопровод Расчет затрат на ремонтно-восстановительные работы проводится по формуле: 𝑔 С𝑙рем. =∑1 [𝑆𝑜.𝑘 ∗ 𝑣 + 𝑆моб.𝑔 ∗ 𝑡р + 𝑆𝑛.𝑔 ∗ 𝑡р + 𝑆д. ] (37) где 𝑆𝑜.𝑘 –стоимость материальных ценностейдля замены, деньги; 𝑆𝑛.𝑔 – стоимость фонда оплаты труда для производства g-го вида ремонтных работ, деньги; 𝑆моб.𝑔 – стоимость мобилизации оборудования для выполнения g-го вида ремонтных работ, деньги; 𝑆д. - стоимость дополнительного производства и поставки конструктивных элементов, необходимых для замены, деньги, 𝑡р - –время проведения ремонтно-восстановительных работ, дни, 𝑣–количество конструктивных элементов, требуемых к замене на l-ь участке производства работ. 95 Упрощенная формула (37) представлена через удельный вес стоимости строительных работ в общей стоимости строительства морской части проекта сооружения морского трубопровода и имеет вид: 𝑔 С𝑙рем. = ∑1 [𝑆проект ∙ 𝑦𝑘 ] 100 (деньги) (38) где 𝑆проект – стоимость строительства морской части проекта сооружения морского трубопровода, деньги; 𝑦k – удельный вес стоимости отдельных kого вида строительно-монтажных работ, относящиеся к морских операциям, %. Качественная оценка последствий реализации опасностей технологических рисков проводится по степени их воздействия на проект сооружении морского трубопровода с использованием характеристики уровней последствий (таблица 12). Таблица12. Качественная оценка последствий реализации идентифицированных опасностей технологического риска при сооружении морского трубопровода Уровень Качественная оценка уровня последствий Степень воздействия на проект сооружения морского трубопровода 1 Очень слабое воздействие 2 Слабое воздействие 3 Среднее воздействие 4 Значительное воздействие 5 Весьма значительное воздействие Характеристики уровней качественной оценки последствий Увеличение сроков строительства Увеличение стоимости проекта строительства в процентах от Ссмр Затраты на ремонтновосстановительные работы в процентах от Ссмр Задержки в расписании нет Общая задержка проекта мен. 5%, Задержка в расписание проекта 5-15% Задержка проекта 1525% Задержка проекта больше 25%. <0,01*C <0,01*C 0,01-0,05*C 0,01-0,04*C 0,05-0,17*C 0,05-0,15*C 0,18-0,3*C 0,14-0,27*C >0,3*C >0,28*C На пятом этапе проводится оценка технологического риска для каждого участка строительства морского трубопровода. Количественный 96 расчет технологических рисков реализуется путем умножения вероятности возникновения опасности на величину его последствий по формуле: Σ𝑙 𝑅𝑖𝑘 = Σ𝑙𝑖 𝑃𝑖𝑘 ∙ 𝐶𝑖𝑘 (руб), (39) где Pik – вероятность i-ой опасности k-ой строительной операции, [0;1]; Cik – Σ𝑙 последствия i-ой опасности k-ой строительной операции, (руб);𝑅𝑖𝑘 – общая количественная оценка технологического риска всех опасностей всех строительных операций на l-ь участке строительства морского трубопровода (руб.). Следующим шагом пятого этапа является качественная оценка технологических рисков на стадии строительства морского трубопровода. Формируется карта рисков, границы которых установлены по степени воздействия последствий на увеличение стоимости проекта в процентах от общей стоимости проекта: риски, величина потерь от которых может быть перекрыта экономией по проекту, приняты в качестве приемлемых; риски, потери от которых не превышают расчетной прибыли относятся к разряду умеренных; риски, при котором инвестор в результате потерь вынужден закрыть проект - катастрофический риск или риск чрезвычайной ситуации. Карта образует 25 областей, в каждую из которых попадает i-ый вид опасности по соответствующим ей уровням вероятности и последствий, определенных на идентифицированной предыдущих опасности этапах. Т.4. Например, (нарушение если для геометрии трубы) установлен 3-ий уровень вероятности возникновения опасностей и 1-ый уровень последствий, то Т.4. попадает в поле на карте с координатами «вероятность-последствия» 3-1. (таб.13). Красное рисковое поле на карте соответствует высокому уровню риска или зоне риска возникновения чрезвычайных ситуаций, желтое поле – умеренному уровню риска, а зеленое поле является зоной приемлемого уровня риска и соответствует низкому уровню риска. Таким образом, все опасности технологического риска распределяются по всей карте рисков для каждого участка строительства морского трубопровода. 97 Таблица13 Уровни Карта технологических рисков сооружения морского трубопровода на l-ь участке строительства 1 2 Уровни вероятность возникновения опасностей очень низкая низкая (редкие умеренная высокая (весьма очень высокая опасности) (вероятные вероятные (вероятно (невозможные Последствия опасности) опасности) частое опасности) возникновение опасностей) 1 2 3 4 5 Очень слабое Т.4. воздействие Слабое воздействие Среднее воздействие 4 Значительное воздействие 5 Весьма значительное воздействие - зона приемлемого уровня риска, чрезвычайных ситуаций 3 - зона умеренного уровня риска, - зона риска Завершающим этапов методики оценки рисков является принятие решений по их управлению. Предлагаются следующие рекомендации по управлению технологическими рисками по их зонам: 1) управление чрезвычайных опасными ситуаций, ситуациями, проводится попавшие путем технологическую часть проекта строительства в внесения зону риска изменений в морского трубопровода с последующим проведением повторной оценки рисков и соответствующим хеджированием рисков [110]; 2) опасные ситуации в зоне умеренного риска подвергаются превентивным мерам управления посредством усиления контроля качества строительства и соответствующем хеджированием рисков; 3) опасные ситуации в зоне приемлемого риска могут быть приняты без принятия мер по уменьшению риска и без изменений проекта. Предложенная методика позволяет идентифицировать опасные ситуации, проводить оценку технологических рисков на этапе строительства морского трубопровода, использовать результаты оценки рисков в инструкциях по 98 монтажу трубопровода с целью мониторинга опасных процессов монтажа морских трубопроводов, а также предусмотреть меры по своевременному реагированию на возникновение чрезвычайных ситуаций при строительстве. 99 ГЛАВА 4.ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ ДЛЯ ПЕРСПЕКТИВНОГО ПРОЕКТА СТРОИТЕЛЬСТВА МОРСКОГО ТРУБОПРОВОДА В качестве объекта реализации методики был выбран технологический процесс строительства морского трубопровода «Турецкий поток» на глубоководном участке. Морской глубоководный участок проектов газопроводов «Южный поток» и «Турецкий поток» запроектированы в коридоре протяженностью 660 км, при использовании аналогичной технологии укладки на глубоководном участке. На основе анализа технологического процесса сооружения морского трубопровода на глубинах свыше 600 м, представленного в документе URS-EIA-REP-204635 SouthStream «Гл. 5 Описание проекта», построена модель сооружения морского трубопровода на глубоководном участке (рисунок 23). С Д С Д Д Сn И, Б, А Д У (J ме то д) Д З Тр Рисунок 23. Модель строительства морского трубопровода на глубоководном участке (от -600 м и более), где СД- установка трубоукладочного судна (ТУС) с помощью системы динамического позиционирования, Тр- поставка труб и складирование на борт судна– трубоукладчика с помощью палубных кранов, С и Сn- сварка автоматическая на ТУС, Д- перемещение ТУС , И, Б, А- изоляционные работы на ТУС, балластировка на ТУС, установка анодов, У (J метод)подача плети на загрузочную стрелу, которая затем осуществляет подъем плети трубопровода на вертикальную установку J-образной укладки, дальнейшая сборка и сварка труб происходит посредством вертикального наращивания в башне; укладка плети трубопровода через установку с помощью натяжения труб или опорной рамы. 100 На втором этапе оценки технологических рисков сформированная группа экспертов идентифицировала технологические опасности по месту их возникновения в технологическом процессе строительства. Всего идентифицировано 37 видов опасностей, которые представлены в матрице «технологическая операция - опасности» на глубоководном участке строительства морского трубопровода в виде выделенных ячеек (таблица 14). Идентифицированные опасности были проранжированы экспертами, результаты экспертной оценки сведены в таблицу 15. На основе данных таблицы 15 построена гистограмма опасностей при строительстве морского трубопровода через акваторию Черного моря на глубоководном участке, на которой видно, что высокие оценки эксперты присвоены опасностям, связанные с нарушением конструкции трубы и его покрытием (рисунок 24). Согласно расчетам коэффициент конкордации W равен 0,8255: 𝑊= 12∗𝑆 𝑚2 ∗(𝑛3 −𝑛) = 12 ∗ 2176338/(25 ∗ 25 ∗ (373 − 37) = 0,8255. В результате обработки экспертных оценок установлено, что расчетное значение критерия Пирсонаχр2= mW (n –1) =25*0,8255(37-1) = 742,95 больше табличного χт2 67,99 при степени свободы ν=n-1=36 и уровне доверительной вероятности 0,001 и коэффициент W = 0,8255 больше 0,5, следовательно коэффициент конкордации Wзначим и согласование мнений экспертов не случайно. Таким образом, экспертные оценки можно использовать для дальнейшего анализа опасностей. Результаты третьего этапа количественной и качественной оценки вероятности реализации опасностей сведены в таблице 16. Следуя алгоритму разработанной методики, на четвертом этапе для каждой опасности были построены «деревья событий» и проведена идентификация последствий (рисунок 25). Результаты качественной оценки последствий реализации опасностей представлены в таблице 17. 101 Таблица14 Матрица «технологическая операция - опасности» на глубоководном участке строительства морского трубопровода Модель строительства морского трубопровода на глубоководном участке (J-метод укладки) от 600 м Строительные потоки техоперации Виды опасностей Труба Т1 1. Установка системы динамического позиционирования 2.Поставка труб и складирование на ТУС 3. Сварка автоматическая на ТУС 4. Перемещение ТУС 5. Изоляционные работы на ТУС 6. Балластировка на ТУС 7. Установка анодов 8. Перемещение ТУС 9.Подъем плети на вертикальную установку J-образной укладки для сварки и т.д. 10. Укладка трассы J-методом Т2 Т3 Покрытие Т4 П1 П2 П3 Анод П4 З.1 З.2 Экскав., земснаряд Балласт Х1 Х2 Х3 Х4 F1 F2 Лебед. A A1 2 Натяж. устройства Б1 Б2 102 Продолжение таб.14 Модель строительства морского трубопровода на глубоководном участке (J-метод укладки) от 600 м Спуск .дорожка Y1 Y2 Система динам. позицион. и якор.сист. Стингер В 1 В2 В3 В4 Г1 Г2 Г3 Сварочное оборудование ННБ/микр отуннел. Нарушение технологии Д1 Н1 U1 Д2 Н2 U2 U3 U4 1. Установка системы динамического позиционирования 2.Поставка труб и складирование на ТУС 3. Сварка автоматическая на ТУС 4. Перемещение ТУС 5. Изоляционные работы на ТУС 6. Балластировка на ТУС 7. Установка анодов 8. Перемещение ТУС 9.Подъем плети на вертикальную установку J-образной укладки для сварки и т.д. 10. Укладка трассы J-методом Пдолжение таб.14 Модель строительства морского трубопровода на глубоководном участке (J-метод укладки) от 600 м 1. Установка системы динамического позиционирования 2.Поставка труб и складирование на ТУС 3. Сварка автоматическая на ТУС 4. Перемещение ТУС 5. Изоляционные работы на ТУС 6. Балластировка на ТУС 7. Установка анодов 8. Перемещение ТУС Траншея С1 С2 С3 Отказы/сбои СМР L1 L2 L3 L4 Условия строительства L5 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 103 9.Подъем плети на вертикальную установку J-образной укладки для сварки и т.д. 10. Укладка трассы J-методом аблица15 Матрица результатов экспертных оценок Участок строительства n Эксперты i=1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Глубоководный участок Опасности или факторы риска F N 𝑛 ∑ xij (∑ 𝑥𝑖𝑗 𝑗=1 − 0,5 ∗ 𝑚 ∗ (𝑛 + 1))2 Оценки экспертов xij(ранг) 1 Т.1.Потеря металла 36 31 22 29 32 37 18 36 32 31 36 32 37 32 28 36 31 32 36 31 32 32 37 37 32 805 108900 2 Т.2.Лавинное смятие 37 30 20 28 36 35 22 37 36 32 37 36 35 36 35 37 32 36 37 30 36 36 35 35 36 842 134689 3 Т.3.Локальное смятие 34 29 37 31 35 35 28 34 35 27 34 35 35 35 31 34 37 35 34 29 35 35 35 35 35 839 132496 4 Т.4.Нарушение геометрии 33 36 21 30 33 34 27 33 34 28 33 33 34 33 29 33 36 33 33 36 34 33 34 34 33 810 112225 5 П.1.Механические повреждения покрытия 14 12 13 12 13 11 10 12 25 10 6 23 14 14 11 9 25 21 15 5 11 23 11 6 331 20736 6 П.2Нарушение сплошности покрытия 11 13 14 14 11 16 12 10 12 13 11 13 8 9 9 9 13 13 11 13 12 13 11 16 13 300 30625 5 104 7 П.3Адгезия 4 3 2 4 4 1 4 6 13 4 2 14 2 3 3 4 4 4 4 3 13 14 9 8 14 146 108241 8 П.4 Антикоррозионная защита 3 4 1 3 1 4 2 1 4 2 3 3 4 4 4 3 1 1 3 4 4 9 4 4 3 79 156816 9 З.1Потеря анода 2 1 4 2 3 2 3 2 2 3 4 4 1 2 2 2 2 3 2 1 2 4 1 2 4 60 172225 10 З.2Потеря контакта с трубой 5 5 5 6 5 10 6 5 10 7 6 5 6 8 5 7 7 5 5 5 10 5 6 10 5 159 99856 11 Х.1Смещение одиночных пригрузов 1 2 3 1 2 1 1 3 1 1 1 2 3 1 1 1 3 2 1 2 1 2 3 1 2 42 187489 12 Х.2Механические повреждения балластного покрытия 31 35 30 32 34 27 26 31 30 36 31 34 27 34 30 31 18 34 31 35 30 34 27 27 34 769 86436 13 Х.3Недостаточная отрицательная плавучесть 30 37 31 33 27 33 25 30 33 29 30 27 33 27 33 30 29 27 30 37 33 27 33 33 27 764 83521 14 Х.4Растрескивание покрытия балласта при изгибе 28 32 32 37 30 27 31 28 27 33 28 37 27 30 37 28 33 30 28 32 27 30 27 27 30 756 78961 15 Б.1 Отказ натяжных устройств 12 19 11 7 15 19 15 15 14 15 12 15 12 12 12 14 15 14 12 19 14 15 12 19 15 354 14641 16 Б.2 Недостаточная мощность натяжных устройств 22 16 27 26 21 15 19 22 22 17 22 21 15 21 25 22 17 21 22 16 22 21 15 15 21 503 784 17 Г1.Сбой системы динамического позиционирования 23 25 25 18 24 14 29 23 23 10 23 24 14 24 24 23 10 24 23 25 23 24 14 14 24 527 2704 105 18 Г.2 Неверные координаты судна. Неверная расстановка якорей. 20 26 34 20 17 24 30 20 17 5 20 17 24 17 21 20 26 17 20 26 17 17 24 24 17 520 2025 19 Г.3 Отказ судна якорезаводчика 16 21 16 10 16 21 13 14 23 15 16 16 5 7 6 5 15 16 21 7 16 16 21 16 355 14400 18 28 9 24 19 32 37 18 19 35 18 19 32 19 19 18 35 19 18 28 19 19 32 32 19 585 12100 21 Д.2 Нарушение синхронизации сварки с процессом укладки 25 23 17 22 22 29 35 25 25 16 25 22 29 22 32 25 16 22 25 23 25 22 29 29 22 607 17424 22 U.1Недостаточный объем инженерных изысканий 21 15 26 16 25 22 36 21 21 14 21 25 22 25 17 21 14 11 14 12 21 25 22 22 25 514 1521 23 U.2Несоблюдение проектных решений 10 22 15 13 10 12 9 7 15 11 14 12 10 16 16 15 11 12 10 22 15 12 10 12 12 323 23104 24 U.3Недостаточная квалификация исполнителей 9 8 7 5 9 8 7 4 9 8 8 9 9 7 8 5 8 6 9 8 9 3 15 13 9 200 75625 25 U.4Низкое качество строительного контроля и надзора 15 14 10 15 14 13 14 16 6 21 16 7 15 6 6 8 6 16 15 14 6 7 2 7 270 42025 26 L.1.Задержка в мобилизации строительной техники и флота 32 27 35 34 37 20 24 32 37 37 32 30 20 37 20 32 27 37 32 27 37 37 20 20 37 760 81225 20 Д.1.Дефект сварки 7 1 106 27 L.2.Нарушение в поставке материалов 29 34 19 36 26 28 32 29 28 34 29 26 28 26 34 29 34 26 29 20 28 26 28 28 26 712 56169 28 L.3 Нарушение синхронизации процесса работ 27 18 36 35 28 30 33 27 20 30 27 28 30 28 36 27 30 28 27 18 20 28 30 30 28 699 50176 29 L.4 Простои техники из-за отказа 26 20 33 17 29 18 21 26 29 20 26 29 18 29 23 26 20 29 26 34 29 29 18 18 29 622 21609 30 L.5Простои техники из-за условий строительства 35 33 28 27 31 19 20 35 31 18 35 31 19 31 27 35 28 31 19 10 18 31 19 19 31 661 34596 13 11 12 11 12 7 16 13 3 12 13 10 13 13 13 10 12 10 13 11 3 20 13 7 10 281 37636 6 6 18 8 6 5 5 16 26 5 11 5 10 10 12 23 9 6 6 16 6 5 5 11 245 52900 8 7 8 19 8 6 11 11 8 9 7 8 23 18 22 19 25 8 8 7 8 8 8 6 8 278 38809 7 9 6 9 7 9 8 11 6 9 1 7 15 15 16 21 7 7 9 11 1 7 9 1 216 67081 24 17 23 23 23 25 17 24 24 19 24 23 25 23 18 24 19 23 24 17 24 23 25 25 23 559 7056 17 24 24 25 20 31 23 17 26 22 17 20 31 20 26 17 22 20 17 24 26 10 31 31 20 561 7396 19 10 29 21 18 23 34 19 18 24 19 18 11 11 11 13 24 18 35 33 31 18 23 23 18 521 2116 31 32 33 34 35 36 37 I.1 Донные отложения I.2Сейсмичность I.3 Ледовый режим I.4 Туманы I.5 Режим осадков I.6 Скорость течения I.7 Высота волн 9 8 107 Рисунок 24. Гистограмма результатов экспертного ранжирования опасностей 108 Таблица 16 Результаты количественной оценки вероятности и качественной оценки уровня вероятности реализации опасности N Опасности или факторы риска, идентифицированные на глубоководном участке Сумма рангов 𝑛 ∑ 𝑥𝑖𝑗 Средняя арифме тическая оценка χij ̅̅̅ Доля опасности от среднего значения всех опасностей рангаwi 𝑖=1 1 Т.1.Потеря металла 805 32,2 1,15 2 Т.2.Лавинное смятие 842 33,68 1,20 3 Т.3.Локальное смятие 839 33,56 1,19 4 Т.4.Нарушение геометрии 810 32,4 1,15 Количественная вероятность реализации i-ого опасного события Уровень вероятности 0-5 5 1 1 5 5 1 5 1 5 П.1.Механические повреждения покрытия 331 13,24 3 0,47 0,5 6 П.2Нарушение сплошности покрытия 300 12 0,43 7 П.3Адгезия 146 5,84 0,21 3 0,4 2 0,2 8 П.4 Антикоррозионная защита 79 3,16 0,11 9 З.1Потеря анода 60 2,4 0,09 2 0,2 1 0,1 10 З.2Потеря контакта с трубой 159 6,36 2 0,23 0,2 11 Х.1Смещение одиночных пригрузов 12 Х.2Механические повреждения балластного покрытия 42 1,68 1 0,06 0,1 5 769 30,76 1,09 1 109 13 Х.3Недостаточная отрицательная плавучесть 14 Х.4Растрескивание покрытия балласта при изгибе 764 30,56 5 1,09 1 5 756 30,24 1,08 1 15 Б.1 Отказ натяжных устройств 16 Б.2 Недостаточная мощность натяжных устройств 17 Г1.Сбой системы динамического позиционирования 18 Г.2 Неверные координаты судна. Неверная расстановка якорей. 354 14,16 3 0,50 0,5 4 503 20,12 0,72 0,7 4 527 21,08 0,75 0,7 4 520 20,8 0,74 0,7 19 Г.3 Отказ судна якорезаводчика 355 14,2 0,50 20 Д.1.Дефект сварки 585 23,4 0,83 3 0,5 4 0,8 21 Д.2 Нарушение синхронизации сварки с процессом укладки 22 U.1Недостаточный объем инженерных изысканий 23 U.2Несоблюдение проектных решений 323 12,92 0,46 24 U.3Недостаточная квалификация исполнителей 200 8 0,28 4 607 24,28 0,86 0,8 4 514 20,56 0,73 0,7 3 0,4 2 0,2 25 U.4Низкое качество строительного контроля и надзора 26 L.1.Задержка в мобилизации строительной техники и флота 2 270 10,8 0,38 0,3 5 760 30,4 1,08 1 110 27 L.2.Нарушение в поставке материалов 712 28,48 1,01 28 L.3 Нарушение синхронизации процесса работ 699 27,96 0,99 5 1 5 1 29 L.4 Простои техники из-за отказа 622 24,88 4 0,88 0,8 30 L.5Простои техники из-за условий строительства 661 26,44 0,94 31 I.1 Донные отложения 281 11,24 0,40 5 0,9 3 0,4 32 I.2Сейсмичность 245 9,8 2 0,35 0,3 33 I.3 Ледовый режим 278 11,12 0,40 34 I.4 Туманы 216 8,64 0,31 3 0,4 2 0,3 35 I.5 Режим осадков 559 22,36 0,80 36 I.6 Скорость течения 561 22,44 0,80 4 0,8 4 0,8 37 I.7 Высота волн 521 20,84 4 0,74 0,7 111 Инициирующее событие Начало местной потери устойчивости,рнар уж.изб.>рраспр. Датчик местной потери устойчивости сработал Ограничители лавинного смятия Последствия Остановка СМРВосстановит ельные работы Да 4. Да Нарушение геометрии смятие, складка, местный продольный и глобальный изгиб Да Остановка СМР Замена участка трубопровода (тп) до ограничителя смятия Нет Нет Лавинное смятие Нет Остановка СМР Замена уложенного участка трубопровода Продолжение СМР Дефекты в пределах допустимых норм Рисунок 25 а) - «Дерево событий» для i-ого вида опасности 5. 6. 7. 8. 1.Увеличение стоимости проекта строительства (ПП.1) 2.Увеличение сроков строительства (ПП.2) 3.Затраты на ремонтновосстановительные работы (ПП.3) 112 Последствия Инициирующее событие Дефекты трубопровода без необходимости его замены Потеря металла вследствие механического повреждения или дефектов технологии изготовления Уменьшение срока безотказной работы Рисунок 25 б) «Дерево событий» для i-ого вида опасности в) Инициирующие события Сценарии развития событий Дефекты не обнаружены П.1.Механические повреждения покрытия П.2Нарушение сплошности покрытия П.3Адгезия П.4Антикоррозионная защита Дефекты обнаружены Более 50% дефектов Последствия Продолжение СМР Кратковременная остановка работ Замена участка трубы 9. Увеличение сроков строительства(ПП.2) Затраты на ремонтновосстановительные работы (ПП.3) 113 г) Не идентифицированы Продолжение СМР З.1Потеря анода З.2Потеря контакта с трубой Х.1Смещение одиночных пригрузов Обнаружены отклонения от установленных норм Более 50% дефектов д) Х.2Механические повреждения балластного покрытия Х.4Растрескивание покрытия балласта при изгибе Повреждения балласта не существенны Уменьшение прочности трубы Разрушение балласта Кратковременная остановка работ Восстановительные работы Увеличение сроков строительства (ПП.2) 10. Затраты на ремонтновосстановительные работы (ПП.3) Продолжение СМР Остановка работ Замена участка трубы 11. Увеличение стоимости проекта строительства (ПП.1) Увеличение сроков строительства (ПП.2) 12. Затраты на ремонтновосстановительные работы (ПП.3) Рисунок 25 в), г), д) - «Дерево событий» для i-ого вида опасности 114 е) Инициирующие события Х.3Недостаточная отрицательная плавучесть Сценарии развития событий Всплытие на незначительном участке Всплытие трубы ж) Продолжение СМР Установка пригрузов Кратковременная остановка работ Работы по установке пригрузов Проникновение воды внутрь трубы и смятие трубопровода Обрыв плети трубы во время спуска Б.2. Недостаточная мощность натяжных устройств Удержание плети Последствия Возможность поднятия плети без проникновения в нее воды Увеличение стоимости проекта строительства (ПП.1) Увеличение сроков строительства (ПП.2) Затраты на ремонтновосстановительные работы (ПП.3) Остановка строительства Ремонтные работы Кратковременная остановка работ Восстановительные работы Ремонт натяжных устройств Кратковременная остановка работ Рисунок 25 е), ж) - «Дерево событий» для i-ого вида опасности 13. Увеличение стоимости проекта строительства (ПП.1) Значительное увеличение сроков строительства (ПП.2) 14. Затраты на ремонтновосстановительные работы (ПП.3) Увеличение сроков строительства (ПП.2) Затраты на ремонтновосстановительные работы (ПП.3) Увеличение сроков строительства (ПП.2) Затраты на ремонтновосстановительные работы (ПП.3) 115 Инициирующие события Сценарии развития событий Обрыв трубы и проникновение воды з) Последствия Остановка строительства Ремонтные работы В процессе спуска плети Удержание плети Б.1. Отказ натяжных устройств При проверке готовности оборудования и) Изменение координат месторасположе ния судна Г.1. Сбой системы динамического позиционирования судна Смещение(сдвиг) трубопровода Сдвиг в допустимых пределах Удержание судна в заданныхкоординатах Рисунок 25 з), и) - «Дерево событий» для i-ого вида опасности Ремонт натяжных устройств Кратковременная остановка работ Ремонт натяжных устройств Кратковременная остановка работ Остановка строительства Восстановительные работы Восстановление системы позиционирования Кратковременная остановка работ Продолжение СМР Восстановление системы позиционирования 15. Увеличение стоимости проекта строительства (ПП.1) Значительное увеличение сроков строительства (ПП.2) 16. Затраты на ремонтновосстановительные работы (ПП.3) Увеличение сроков строительства (ПП.2) Затраты на ремонтновосстановительные работы (ПП.3) Увеличение сроков строительства (ПП.2) Затраты на ремонтновосстановительные работы (ПП.3) Значительное увеличение сроков строительства (ПП.2) 17. Затраты на восстановительные работы (ПП.3) Увеличение сроков строительства (ПП.2) Затраты на ремонтновосстановительные работы (ПП.3) 116 Инициирующие события Сценарии развития событий Дефекты не обнаружены и) Д.1 Дефекты в процессе сварки морского трубопровода Дефекты обнаружены Более 50% дефектов сварки к) U.1Недостаточный объем инженерных изысканий U.2Несоблюдение проектных решений Быстро устранимые технологические опасности Дефекты трубопровода Невозможность ведения смр Последствия Продолжение СМР Кратковременная остановка работ Замена участка трубы, сварка Продолжение СМР Кратковременная остановка работ Замена участка трубы, сварка Увеличение сроков строительства(ПП.2) Затраты на ремонтновосстановительные работы (ПП.3) Увеличение сроков строительства(ПП.2) Затраты на ремонтновосстановительные работы (ПП.3) Увеличение стоимости проекта строительства (ПП.1) Увеличение сроков строительства (ПП.2) Затраты на ремонтновосстановительные работы (ПП.3) л) U.3Недостаточная квалификация исполнителей U.4Низкое качество строительного контроля инадзора Дефекты не обнаружены в процессе смр Ремонтные виды работ Продолжение СМР Кратковременная остановка работ Замена участка трубы, сварка Увеличение стоимости проекта строительства (ПП.1) Увеличение сроков строительства (ПП.2) Затраты на ремонтновосстановительные работы (ПП.3) Рисунок 25 и), к), л) - «Дерево событий» для i-ого вида опасности 117 н) Инициирующие события L.1.Задержка в мобилизации строительной техники и флота L.2.Нарушение в поставке материалов Сценарии развития событий Кратковременная остановка работ Сбои в процессе СМР п) L.3 Нарушение синхронизации процесса работ L.4 Простои техники из-за отказа L.5Простои техники из-за условий строительства Увеличение сроков строительства (ПП.2) Увеличение стоимости проекта строительства (ПП.1) Увеличение сроков строительства (ПП.2) Продолжение СМР Быстро устранимые технологические опасности Дефекты трубопровода Невозможность ведения СМР р) Последствия Пуск в работу запасного оборудования Невозможность ведения СМР Увеличение сроков строительства(ПП.2) Кратковременная остановка работ Замена участка трубы Увеличение стоимости проекта строительства (ПП.1) Увеличение сроков строительства (ПП.2) Затраты на ремонтновосстановительные работы (ПП.3) Продолжение СМР Кратковременная остановка работ Увеличение сроков строительства (ПП.2) Рисунок 25 н) п), р) - «Дерево событий» для i-ого вида опасности 118 Инициирующие события т) Сценарии развития событий Последствия Остановка работ I.1 Донные отложения I.2Сейсмичность I.3 Ледовый режим I.4 Туманы I.5 Режим осадков I.6 Скорость течения I.7 Высота волн Увеличение сроков строительства (ПП.2) Ухудшение погоды Увеличение стоимости проекта строительства (ПП.1) Увеличение сроков строительства (ПП.2) Затраты на ремонтновосстановительные работы (ПП.3) Сбои оборудования Нарушение целостности трубы Остановка работ Погодные условия в установленных пределах ведения работ Продолжение СМР Рисунок 25 т) «Дерево событий» для i-ого вида опасности Таблица17 Идентифицированные последствия Участок строительства морского трубопровода: «глубоководный» Технологические опасности Виды последствий 1. 1.Увеличение стоимости2. 2.Увеличение сроков проекта строительства(ПП.2) строительства(ПП.1) 3. –остановка смр 4. 3.Затраты на ремонтновосстановительные работы(ПП.3) Т.1.Потеря металла 4.Иные + Т.2.Лавинное смятие + + + Т.3.Локальное смятие + + + 119 Т.4.Нарушение геометрии + + П.1.Механические повреждения покрытия + + П.2Нарушение сплошности покрытия + + П.3Адгезия + + П.4 Антикоррозионная защита + + З.1Потеря анода + + З.2Потеря контакта с трубой + + Х.1Смещение одиночных пригрузов + + + + Х.2Механические покрытия повреждения + балластного Х.3Недостаточная отрицательная плавучесть + + + Х.4Растрескивание покрытия балласта при изгибе + + + Б.1 Отказ натяжных устройств + + + Б.2 Недостаточная мощность натяжных устройств + + + Г1.Сбой системы динамического позиционирования + + Г.2 Неверные координаты судна. Неверная расстановка якорей. + + Г.3 Отказ судна якорезаводчика + + Д.1.Дефект сварки + + Д.2 Нарушение синхронизации сварки с + + 120 процессом укладки U.1Недостаточный объем инженерных изысканий + + + U.2Несоблюдение проектных решений + + + U.3Недостаточная квалификация исполнителей + + + U.4Низкое качество строительного контроля и надзора + + + L.1.Задержка в мобилизации строительной техники и флота + + L.2.Нарушение в поставке материалов + + L.3 Нарушение синхронизации процесса работ + + L.4 Простои техники из-за отказа + L.5Простои техники из-за условий строительства + + I.1 Донные отложения + + + I.2Сейсмичность + + + I.3 Ледовый режим + + + I.4 Туманы + I.5 Режим осадков + I.6 Скорость течения + + + I.7 Высота волн + + + 121 Расчет увеличения стоимости проекта Спр в виде упущенной выгоды от недопоставок продукта по трубопроводу проводился при условиях учета проектной экспортной цены Цq природного газа из РФ в Германию по данным IMF (International Monetary Fund), планируемой пропускной q способность Vпл одной нитки проекта. Таким образом была оценена величина возможной упущенной выгоды от недопоставок продукта по трубопроводу при задержке на один день сдачи проекта в эксплуатацию (или g q при увеличении сроков строительства на один день) Сnр = ∑1(Vпл/365) ∙ t пр ∙ Цq . При расчете затрат на ремонтно-восстановительные работы было принято, что на строительство глубоководного участка морского трубопровода предположительно приходится 48 % от общей стоимости строительства проекта морского трубопровода (Ссмр), из которых удельный вес стоимости строительных работ на глубоководном участке составит: для сварочных работ 𝑘св = 3 % или 0,03*Ссмр (деньги/1 км), для изоляционных работ 𝑘из = 3% или 0,03*Ссмр (деньги/1 км), для работ по балластировке и установки анодов 𝑘б = 2 % или 0,02*Ссмр (деньги/1 км), для работ по поставке труб 4% или 0,04*Ссмр (деньги/1 км), для работ по укладке труб на глубоководном участке 𝑘укл.гл. = 34 % (24% или 0,24*Ссмр (деньги/1 км) на укладку и 10% или 0,1*Ссмр (деньги/1 км) на работу системы динамического позиционирования и перемещение ТУС). На основе результатов оценки вероятности возникновения опасности и последствий проведена оценка рисков. Результаты количественной оценки рисков, качественной и количественной оценки последствий представлены в табличной форме (таблица 18). 122 Таблица18 Результаты количественной оценки рисков, качественной и количественной оценки последствий Модель строительства морского трубопровода на глубоководном участке (J-метод укладки) 1. Установка системы динамического позиционирования 2.Поставка труб и складирование на ТУС 3. Сварка автоматическая на ТУС 4. Перемещение ТУС 5. Изоляционные работы на ТУС 6. Балластировка на ТУС 7. Установка анодов 8. Перемещение ТУС 9.Подъем плети на вертикальную установку Jобразной укладки для сварки 10. Укладка трассы J-методом Удельный вес стоимости работ Ссмр или С, деньги/1 км Т1 Т2 1 1 Труба Т3 1 Т4 П1 1 0,5 Покрытие Анод П2 П3 П4 З.1 З.2 Вероятность 𝑃𝑖𝑘 0,4 0,2 0,2 0,1 0,2 Х1 Х2 0,1 1 Балласт Х3 Х4 1 1 0,24·С /4 0,24·С /4 0,24·С 0,24·С 0,1·С 0,04·С 0,03·С (0,04·Сп.2) 0,03· С 0,02·С 0,02· С (0,04· С п.2) 0,24·С Последствия 𝐶𝑖𝑘 : затраты на ремонт (деньги)/уровень Σ𝑙 Количественный риск (деньги) 𝑅𝑖𝑘 𝐶𝑖𝑘 Виды опасностей = 0,03· С /2 Σ𝑖𝑙 𝑃𝑖𝑘 ∙ 0,03· С 0, 24 ·С /4 0, 24 ·С 0,24· С /4 0,03·С +0,24·С =0,27·С /4 0,24· С 0,27·С 0,2 0,28·С /5 0,14·С 4·С /4 0.0 96· С 0,24 ·С /4 0,04 8·С 0,52 0,24· С /4 0,24· С /4 0,52 0,04 ·С/ ·С/ ·С/ 5 5 5 0,10 4·С 0,024· С 0,048· С 0,04 8·С 0,04 ·С 123 Продолжение таб.18 Натяж. устройства Удельный вес стоимости работ Ссмр или С, деньги/1 км 0,1·С Модель строительства морского трубопровода на глубоководном участке (J-метод укладки) 1. Установка системы динамического позиционирования 2.Поставка труб и складирование на ТУС 3. Сварка автоматическая на ТУС 4. Перемещение ТУС 5. Изоляционные работы на ТУС 6. Балластировка на ТУС 7. Установка анодов 8. Перемещение ТУС 9.Подъем плети на вертикальную установку J-образной укладки для сварки и т.д. 10. Укладка трассы J-методом 𝐶𝑖𝑘 Б2 0,5 0,7 0,24·С /4 0,24·С /4 Сварочное оборудовани е Д1 Д2 U1 Вероятность 𝑃𝑖𝑘 Г1 Г2 Г3 0,7 0,7 0,5 0,8 0,8 0,1·С +0,04·С =0,14·С /4 0,14· С /4 0,1·С/3 0,03· С/2 0,14·С *0,7=0,098·С 0,098· С 0,05·С 0,024· С Нарушение технологии U2 U3 U4 0,7 0,4 0,2 0,3 0,03· С/2 0,34·С/ 5 0,52·С/ 5 0,42·С/5 0,14·С/4 0,024· С 0,24·С 0,208·С 0,084·С 0,042·С 0,04·С 0,03·С (0,04· С п.2) 0,03· С 0,02·С 0,02· С (0,04· С п.2) 0,24·С Последствия 𝐶𝑖𝑘 : затраты на ремонт (деньги)/уровень Σ𝑙 Количественный риск (деньги) 𝑅𝑖𝑘 Б1 Система динам. позицион. и якорн.системы = Σ𝑖𝑙 𝑃𝑖𝑘 ∙ 0,12·С 0,168·С 124 Продолжение таб.18 Отказы/сбои СМР Модель строительства морского трубопровода на глубоководном участке (J-метод укладки) 1. Установка системы динамического позиционирования 2.Поставка труб и складирование на ТУС 3. Сварка автоматическая на ТУС 4. Перемещение ТУС 5. Изоляционные работы на ТУС 6. Балластировка на ТУС 7. Установка анодов 8. Перемещение ТУС 9.Подъем плети на вертикальную установку J-образной укладки для сварки и т.д. 10. Укладка трассы J-методом Удельный вес стоимости работ Ссмр или С, деньги/1 км 0,1·С L1 L2 L 3 L4 Условия строительства L5 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 0,8 0,7 Вероятность 𝑃𝑖𝑘 1 1 0,14·С/ 4 0,04·С/ 2 0,14·С 0,04·С 1 0,8 0,9 0,4 0,3 0,4 0,3 0,8 - - 0,24·С/ 4 0,34·С/ 5 0,38·С/ 5 - - 0,46·С/ 5 0,46·С/5 - - 0,096· С 0,102· С 0,152· С - - 0,368· С 0,322·С 0,04·С 0,03·С (0,04· С п.2) 0,03· С 0,02·С 0,02· С (0,04· С п.2) 0,24·С Последствия 𝐶𝑖𝑘 : затраты на ремонт (деньги)/уровень Σ𝑙 Количественный риск (деньги) 𝑅𝑖𝑘 = Σ𝑖𝑙 𝑃𝑖𝑘 ∙ 𝐶𝑖𝑘 - 125 Отметим, что в данной работе проводилась количественная оценка только тех рисков, опасности которых могут привести к ремонтновосстановительным работам, поэтому в таблице18 имеются ячейки с прочерками. Полученные данные качественной оценки уровня возникновения опасностей и их последствий сведены в карту рисков Уровни (рисунок 26). Последствия Уровни вероятность возникновения опасностей умеренная высокая (весьма очень высокая очень низкая низкая (редкие опасности) (вероятные вероятные (вероятно частое (невозможны опасности) опасности) возникновение е опасности) опасностей) 1 Очень слабое воздействие 2 Слабое воздействие 3 Среднее воздействие 4 Значительное З1 воздействие 5 Весьма Х1, значительное воздействие - зона приемлемого уровня риска, чрезвычайных ситуаций 2 3 4 5 1 П3, З2, U4 П4, U3, I2, П2, Б1, Г3, I1, П1, U2, I3 Д1, Д2 Т1, L2, Б2, Г1, Г2 Т3, Т2, Т4,Х3, Х4, L1, U1, L4, I6, I7, Х2 - зона умеренного уровня риска, - зона риска Рисунок 26 - Карта технологических рисков для глубоководного участка строительства морского трубопровода через акваторию Черного моря без регулирующих риски мероприятий По карте рисков видно, что технологические опасности попали в желтую зону рисков и зону рисков чрезвычайных ситуаций. Для уменьшения уровня рискавозможно предпринять меры по уменьшению вероятности возникновения опасности или меры по снижению уровня последствий реализации опасности. Так как в данной работе мы рассчитывали последствия как материальные затраты на ремонтные работы и упущенную выгоду, то данным видом последствий в виде денежного эквивалента можно управлять с помощью такого инструмента как хеджирования (страхования) рисков. Если риски строительных работ застрахованына сумму эквивалентную уровню последствий, то все убытки будут нести страховые компании и ущерб 126 строительной компании будет возмещен. В таком случае, все опасности на карте рисков (рисунок 26) переместятся с высшего уровня 5 или 4 на низшие уровни 3 и 2, и с уровня 2 на уровень 1. Перемещение рисков для инвесторов, заказчика или генподрядчика ( в зависимости от застрахованного лица) при контроле уровня последствий реализации технологических Уровни опасностейпредставлено на рисунке 27. Последствия Уровни вероятность возникновения опасностей умеренная высокая (весьма очень высокая очень низкая низкая (редкие опасности) (вероятные вероятные (вероятно частое (невозможны опасности) опасности) возникновение е опасности) опасностей) 1 Очень слабое воздействие 2 Слабое З1 воздействие 3 Среднее Х1, воздействие 4 Значительное воздействие 5 Весьма значительное воздействие - зона приемлемого уровня риска, чрезвычайных ситуаций 2 3 1 П3, З2, U4 П4, U3, I2, П2, Б1, Г3, I1, П1, U2, I3 4 5 Д1, Д2 Т1, L2, Б2, Г1, Г2 Т3, Т2, Т4,Х3, Х4, L1, U1, L4, I6, I7, Х2 - зона умеренного уровня риска, - зона риска Рисунок 27 - Карта технологических рисков для глубоководного участка строительства морского трубопровода через акваторию Черного моря после принятия мер по контролю уровня последствий реализации технологических опасностей Управлять уровнем вероятности наступления опасного события возможно путем применения превентивных мер промышленной безопасности или путем внесений изменений в технологическую часть проекта строительства. Рекомендуемые мероприятия по управлению опасными ситуациями являются меры по контролю выполнения требований промышленной безопасности и проектных решений (таблица19). Таблица 19 Рекомендуемые мероприятия по предупреждению возникновения опасностей Опасность I.7. Высота волн Мероприятия промышленной безопасности и строительного контроля для предотвращения реализации опасности контроль обмена метеорологической 127 I.6. Скорость течения информации между станцией прогноза и строительным судном; проверка качества и скорости передачи данных перед началом выполнения строительных работ; создание более коротких цепей передачи данных между людьми для увеличения скорости информирования; назначение ответственных за остановкой работ в случае превышения высоты волн и скорости течения и информирование об этом управляющего проектом L.4. Простои техники из- проведение независимого строительного за отказа контроля со стороны заказчика для проверки Б.2. Недостаточная работоспособности техники, устройств до начала мощность натяжных ее использования с последующим составлением устройств акта проверки, в случае необходимости замена техники, устройств или проведение ремонтных работ; L.1.Задержка в своевременное планирование мобилизации мобилизации строительной техники и флота: строительной техники и распределение обязанностей между флота работниками за мобилизацией строительной L.2. Нарушение в техники и флота; поставке материалов формирование контактного списка ответственных за поставку техники; установление сроков мобилизации техники в контрактах с подрядчиками и проверки со стороны заказчика или генподрядчика качества арендуемой техники и флота; проведение независимой оценки технологического оборудования, флота со стороны генподрядчика или заказчика до начала мобилизации U.1 Недостаточный корректная и подробная постановка объем инженерных технического задания на инженерные изыскания; изысканий выбор компании, имеющей опыт в проведении аналогичных изысканий Г.2. Неверные проверка координат расстановки якорей до координаты судна. начала проведения работ, согласование координат Неверная расстановка с генподрядчиком и капитаном судна якорей. динамического позиционирования; Г1. Сбой системы соблюдение регламентированных динамического требований контроля координат на этапе позиционирования установки системы динамического 128 Х.3. Недостаточная отрицательная плавучесть Б.2. Недостаточная мощность натяжных устройств Х.2. Механические повреждения балластного покрытия Х.4. Растрескивание покрытия балласта при изгибе Т.1. Потеря металла Т.4. Нарушение геометрии позиционирования и на этапе перемещения ТУС проведение независимой экспертизы проектных решений до начала реализации проекта с указанием ошибок при расчете отрицательной плавучести трубопровода, расчета требуемой мощности натяжных устройств и предоставление возможных способов решения проблемы; поиск экспертов, формирование экспертной группы, заключение контракта на проведение экспертизы подготовки площадки на ТУС для перемещения труб с доставочного судна; контроль соблюдения технологических требований поставки и временного складирования труб на судне; входной и операционный контроль поставленных труб строительный контроль соблюдения проектных технологических решений в процессе подъема плети на вертикальную установку Jобразной укладки и последующей укладки; проведение испытаний прочности балласта в заводских условиях до начала проведения строительства независимый контроль процесса сварки; подбор квалифицированных сварщиков использование датчика местной потери устойчивости; Т.2. Лавинное смятие проверка работоспособности датчика; Т.3. Локальное смятие установка ограничителей лавинного смятия; Т.4. Нарушение экспертиза проектных данных в части геометрии расчета количества планируемого количества использования ограничителей лавинного смятия независимый контроль процесса сварки; Д.1. Дефект сварки подбор квалифицированных сварщиков, Д.2. Нарушение проведение независимой аттестации сварщиков синхронизации сварки с перед приемом на работу; процессом укладки проведение дефектоскопии или иного метода контроля качества сварки В случае реализации указанных в таблице 19 мероприятий, вероятность реализации опасностей на карте рисков переместятся на низшую категорию (рисунок 28). Уровни 129 Последствия Уровни вероятность возникновения опасностей умеренная высокая (весьма очень высокая очень низкая низкая (редкие опасности) (вероятные вероятные (вероятно частое (невозможны опасности) опасности) возникновение е опасности) опасностей) 1 1 2 3 4 Очень слабое воздействие Слабое воздействие Среднее воздействие Значительное воздействие 2 3 4 Д1, Д2 З1 5 Т1, L2 П3, З2, U4 Весьма Х1, значительное воздействие - зона приемлемого уровня риска, чрезвычайных ситуаций 5 П2, Б1, Г3, Т3, Т2, Т4,Х3, I1, Б2, Г1, Х4, L1, Г2 П4, U3, I2, П1, U2, I3 U1, L4, I6, I7, Х2 - зона умеренного уровня риска, - зона риска Рисунок 28 - Карта технологических рисков для глубоководного участка строительства морского трубопровода через акваторию Черного моря в случае управления вероятностью реализации опасности Окончательный вид карты рисков для заказчика, инвесторов, генподрядчика после выполнения мер по уменьшению уровня вероятности Уровни возникновения опасности и последствийпредставлен на рисунке 29. Последствия Уровни вероятность возникновения опасностей умеренная высокая (весьма очень высокая очень низкая низкая (редкие опасности) (вероятные вероятные (вероятно частое (невозможны опасности) опасности) возникновение е опасности) опасностей) 1 1 2 3 Очень слабое воздействие Слабое воздействие Среднее воздействие 2 3 Д1, Д2 З1 П3, З2, U4 Х1, П4, U3, I2, Значительное воздействие 5 Весьма значительное воздействие - зона приемлемого уровня риска, чрезвычайных ситуаций П2, Б1, I1, Б2, Г2 П1, U2, U1, L4, I7, Х2 4 5 Т1, L2 Г3, Г1, Т3, Т2, Т4,Х3, Х4, L1 I3 I6, 4 - зона умеренного уровня риска, - зона риска Рисунок 29 - Карта технологических рисков для глубоководного участка строительства морского трубопровода через акваторию Черного моря при применении мер по контролю уровня риска 130 При сопоставлении первой (рисунок 26) и последней (рисунок 29) карт рисков видно, что технологические опасности переместились из зоны рисков ЧС в зону умеренного и приемлемого уровня риска, что означает уменьшение риска для заказчика, инвесторов, генподрядчика. Таким образом, разработанная методика оценки технологических рисков на стадии строительства морского трубопровода позволяет избежать чрезвычайных ситуаций технологического и экономического характера при строительстве крупномасштабных проектов морских трубопроводов. 131 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 1. На основе анализа мирового опыта оценки и анализа рисков опасных производственных объектов и проектов морского нефтегазового строительства установлено, что в настоящее время отсутствует методика комплексной оценки технологических рисков, характерных для стадии строительства морского трубопровода. 2. В рамках решения задачи оценки технологических рисков при сооружении морского трубопровода была построена модель сооружения морского трубопровода, использующая в качестве логико-структурной основы аппарат сетей Петри. Разработанная модель обеспечивает возможность идентификации опасностей по месту их возникновения в технологическом процессе по всей протяженности трассы строительства морского трубопровода. 3. Разработана методика качественной и количественной оценки технологических рисков в процессе строительства морского трубопровода с учетом предусмотренных проектом методов укладки трубопровода, которая позволяет выявить потенциально опасные элементы технологического процесса. С целью практического использования предложенной методики оценки технологических рисков в процессе строительства морского трубопровода разработан алгоритм, основные этапы реализации которого соответствуют основным этапам методики оценки рисков. Проведена апробация использования разработанного алгоритма и методики на базе исходных данных проекта строительства морского трубопровода через акваторию Черного моря на глубоководном участке, что позволило продемонстрировать возможности ее практической реализации. 4. Показаны возможности применения методики оценки технологических рисков при сооружении морского трубопровода для своевременного планирования мероприятий по снижению предотвращению чрезвычайных ситуаций в процессе рисков и строительно- монтажных работ на основе оценки эффективности мероприятий по снижению уровня технологических рисков по их зонам, включая снижение вероятности развития опасных ситуаций в зоне риска чрезвычайных 132 ситуаций путем внесения изменений в технологическую часть проекта строительства морского трубопровода с последующим проведением повторной оценки рисков и хеджированием рисков; опасных ситуаций в зоне умеренного риска посредством превентивных мероприятий усиления контроля качества строительства. 133 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Дмитриевский А.Н., Забанбарк А. Перспективы освоения нефтегазовых ресурсов акваторий морей и океанов // Труды Пятой международной конференции «Освоение шельфа арктических морей России» (RAO-01). – СПб., 2001. – С.26-27. 2. Географическая картина мира: пособие для вузов. 3. Алексеев С.П., Добротворский А.Н., Яценко С.В. и др. О комплексной системе обеспечения нефтегазовых месторождений безопасности Сахалина // освоения Морские морских исследования и технологии изучения природы Мирового океана. – 2005. – Вып. 1. С.21-38. 4. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года. Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 13 ноября 2009 г. № 1715-р. 5. http://www.gazprom.ru/about/production/projects/pipelines/turk- 6. Северный поток //: http://ru.wikipedia.org/wiki/Северный_поток. stream/ Дата обращения: 14.05.2015. 7. http://www.gazprom.ru/about/production/projects/pipelines/blue- 8. http://www.gazprom.ru/about/production/projects/pipelines/dls/ 9. http://www.gazprom.ru/f/posts/01/509532/yamal_1_final.jpg stream/ 10. Отчет Эспо по Nord Stream: Документ по основным вопросам Безопасность на море. 2009. 11. http://www.gazprom.ru/about/production/projects/deposits/shp/ 12. Safety of offshore oil and gas operations: Lessons from past accident analysis 2012 // European Commission. JRC Scientific and Policy reports. – Joint Research Centre Institute for Energy and Transport. 134 13. PARLOC 2001: The Update of Loss of Containment Data for Offshore Pipelines / B.Courban, J.E.Cooper, M.R.Pray. – 2003. – MRP/JEC/200700AA01/PARLOC. 14. Sim M., Williamson T.D. Pipeline failure in the Mediterranean Sea // World pipelines. – 2011. – Vol. 11. – №1. – Р. 51-54. 15. Recommended Practice DNV-RP-F116. Integrity management of submarine pipeline systems. – 2009. 16. Summary of proceedings and presentations «Pipeline risk assessment and management». – March 1999. Р. 125-140. 17. Аварийность на морских объектах нефтегазовых месторождений / Лисанов М.В., Савина А.В. и др. URL: http://riskprom.ru/publ/avarijnost_na_morskikh_truboprovodakh/34-1-0-129 18. Risk Assessment Data Directory. – Report No. 434 – 18. – 2010. 19. Бочаров В.В. Финансовый анализ. – СПб.: Питер, 2002. – 240с. 20. Управление проектами / Под общ. ред. В.Д.Шапиро. – СПб.: ДваТри, 2000. – 317 с. 21. Бирман Г., Шмидт С. Экономический анализ инвестиционных проектов. – М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1997. 22. Васильев Г.Г., Лаврентьева А.Н. Сравнение подходов к анализу риска (на примере подводных трубопроводов). Материалы VII научнотехнической конференции «Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта», г. Новополоцк, 22-25 ноября 2011г., стр.14-19. 23. Шихов А.К., Шихов Л.Л. К вопросу о предпринимательских и финансовых рисках // Страховое дело. 2005. № 5. С. 40 – 48. 24. Васильев Г.Г., Левин С.Н., Лаврентьева А.Н. Анализ методов оценки риска аварий и идентификации опасностей при разработке мероприятий по предупреждению чрезвычайных ситуаций. НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» - 2011 г.-№4(86)стр. 141-151. 25. Балабанов И.Т. Риск-менеджмент. – M., – 325 с. 135 26. СТО ГАЗПРОМ 2-2.3-351-2009 Методические указания по проведению анализа риска для опасных производственных объектов газотранспортных предприятий ОАО «Газпром». 27. Методическое руководство по оценке степени риска аварий на магистральных нефтепроводах и нефтепродуктопроводах. ОАО «АК «Транснефть». – 2011. 28. РД 03-418-01 «Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов». Утв. Госгортехнадзором России 10.07.01 №30. 29. Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах. Утв. Приказом МЧС России №404 от 04.07.2009 с изменением от 14.12.2010. 30. Руководство по безопасности «Методика оценки риска аварий на опасных производственных объектах нефтегазоперерабатывающей, нефте- и газохимической промышленности». Утв. приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 27 декабря 2013 г. – № 646. Серия 09. Выпуск 38 / Колл. авт. – М.: ЗАО «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности», 2014. – 44 с. 31. ГОСТ Р 51901.12-2007 (МЭК 60812:2006). Менеджмент риска. Метод анализа видов и последствий отказов (FMEA). Утвержден 27 декабря 2007 г. 32. ГОСТ 27.310-95 Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Утвержден 1 января 1997 г. 33. ГОСТ Р ИСО/МЭК 31010—2011.Менеджмент риска. Методы оценки риска. Утвержден 1 декабря 2011 г. № 680-ст. 34. ГОСТ Р 51901.11-2005 (МЭК 61882:2001) Менеджмент риска. Исследование опасности и работоспособности. Прикладное руководство. 35. Морские ГОСТ Р ИСО 17776-2012. Нефтяная и газовая промышленность. добычные установки. Способы и методы идентификации опасностей и оценки риска. Основные положения. Утвержден 28.11.2012 136 36. ГОСТ Р 51901-2002. Управление надежностью. Анализ риска технологических систем. Утвержден 01.09.2003. 37. Самусева Е. А. Разработка методических подходов к анализу риска аварий на морских трубопроводах: дисс. … канд. тех. наук. – М., 2011. – 112 с. 38. Федоров А.С. Моделирование и анализ рисков на стадиях проектирования и эксплуатации трубопроводов (на примере газопровода «Россия-Турция»): дисс. … канд. тех. наук. – М., 2000. – 110 с. 39. Горяинов Ю.А. Управление проектами строительства морских газонефтепроводов: дисс. …д-ра тех. наук. – М., 2005. – 335 c. 40. Козлитин А.М. Развитие теории и методов оценки рисков для обеспечения промышленной безопасности объектов нефтегазового комплекса: дисс. … д-ра тех. наук. – Уфа, 2006. – 395 с. 41. Козлитин А.М., Попов А.И., Козлитин П.А. Теоретические основы и практика анализа техногенных рисков. Вероятностные методы количественной оценки опасностей техносферы. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2002. 178 с. 42. Васильев Г.Г., Ланге Б.С., Горяинов Ю.А., Лаврентьева А.Н. Идентификация терминов «техногенная опасность» и «риск» при строительстве и эксплуатации морских трубопроводов. М.: Управление качеством в нефтегазовом комплексе (УКАНГ)-2012г.-№ 1- стр.30-32. 43. Косариков А.Н., Иванов А.В., Шевченко Ж.А. Экологическое страхование и оценка рисков: учебное пособие. – Нижний Новгород, 2002. – 170 с. 44. Гальченко С. А., Матвиенко Ю.Г. Проблемы анализа и управления риском аварийных ситуаций на объектах нефтедобычи // Проблемы безопасности и ЧС. – 2005. – №4. – С. 25-37. 45. Елохин А.Н. Декларирование безопасности промышленной деятельности: методы и практические рекомендации. – М.: НК «ЛУКойл», 1999. – 114 с. 137 46. URS-EIA-REP-204635 SouthStream «Гл. 5 Описание проекта». 47. Сафонов В.С., Одишария Г.Э., Шеберстов Е.В. Обоснование показателей безопасности и анализ риска при эксплуатации подводного перехода газопровода «Россия-Турция» через Черное море // Материалы тематического семинара «Об опыте декларирования промышленной безопасности и страхования ответственности. Развитие методов оценки риска аварий на опасных производственных объектах». НТЦ «Промышленная безопасность». – М., 2003. – С. 124-142. 48. Гражданкин А.И., Лисанов М.В., Печеркин А.С., Дегтярев Д.В. Риск аварии и оценка нежелательных потерь // Безопасность труда в промышленности. – 2002. – № 11. – С. 7-11. 49. М.В. Лисанов, В.В. Симакин, А.И. Макушенко и др. Применение методов анализа опасностей HAZID и HAZOP при проектировании газотранспортного терминала // Безопасность труда в промышленности. – 2008. – № 8. 50. Гражданкин А.И., Лисанов М.В., Печеркин А.С. Использование вероятностных оценок при анализе безопасности опасных производственных объектов // Безопасность труда в промышленности. – 2001. – №5. – С.33-36. 51. Гражданкин А.И., Федоров А.А. К вопросу об оценке риска при декларировании промышленной безопасности опасных производственных объектов // Безопасность жизнедеятельности. – 2001. – №4. – С.2-6. 52. Акимов В. А., Лапин В. Л., Попов В. М., Пучков В. А., Томаков В. И., Фалеев М. И. Надежность технических систем и техногенный риск. – М.: ЗАО ФИД «Деловой экспресс», 2002. – 368 с. 53. Ветошкин А.Г. Надежность технических систем и техногенный риск. – Пенза: Изд-во ПГУАиС, 2003. 54. С.В. Овчаров. О некоторых методах оценки частоты аварий на магистральных трубопроводах при расчете пожарного риска // Безопасность труда в промышленности. – 2011. – № 2. – С. 61-69. 138 55. Орлов А.И. Экспертные оценки: учебное пособие. – М.: ИВСТЭ, 2002. – 31 с. 56. Абдуллаев Г.И., Величкин В.З., Солдатенко Т.Н. Повышение организационно-технологической надежности строительства линейно- протяженных сооружений методом прогнозирования отказов // Инженерностроительный журнал. 2013. – №3. – С. 43-50. 57. Бешелев С.Д., Гурвич Ф.Г. Экспертные оценки. – М.: Наука, 1973. – 246 с. 58. Бешелев С.Д., Гурвич Ф.Г. Математико-статистические методы экспертных оценок. – М.: Статистика, 1980. – 263 с. 59. Добров Г.М., Ершов Ю.В., Левин Е.И., Смирнов Л.П. Экспертные оценки в научно-техническом прогнозировании. – Киев: Наукова думка, 1974. – 263 с. 60. Литвак Б.Г. Экспертная информация: Методы получения и анализа. – М.: Радио и связь, 1984. – С. 118. 61. В.В.Притула. Проблема учета рисков аварийных отказов магистральных трубопроводов для технико-экономического обоснования принятия практических решений // Трубопроводный транспорт (теория и практика). – 2010. – № 1 (17). – С. 4-5. 62. Лычев А. С. Надежность строительных конструкций. – М.: АСВ, 2008. – 184 с. 63. Райзер В.Д. Теория надежности в строительном проектировании. – М.: АСВ, 1998. – 304 с. 64. Мельчаков А.П. Расчет и оценка риска аварии и безопасного ресурса строительных объектов. (Теория, методики и инженерные приложения): учебное пособие. – Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2006. – 49 с. 65. Бойко О. Г., Шаймарданов Л. Г. Математические модели и методы расчета надежности сложных систем // Вопросы современной науки и практики. – 2009. – № 8(22). – С. 64–72. 139 66. Меньшиков В.В., Швыряев А.А. Опасные химические объекты и техногенный риск: учебное пособие. – М.: Химия, 2003. – 254 с. 67. Шалягин, Г.Л. Организационно-технологическая надежность: метод. пособие по проведению практических занятий / Г.Л. Шалягин, И.В. Потапова. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2006. – 52 с. 68. Кузьмин И.И., Махутов Н.А., Хетагуров С.В. Безопасность и риск: эколого-экономические аспекты. – СПб.: Изд-во Сп.ГУЭиФ, 1997. – 164 с. 69. Недавний О.И., Базилевич С.В., Кузнецов С.М. Оценка организационно-технологической надежности строительства объектов // Системы. Методы. Технологии. – 2013. – № 2 (18). – С. 137-141. 70. Анферов В.Н., Кузнецов С.М., Васильев С.И. Организационнотехнологическая надежность эксплуатации башенных кранов // Системы. Методы. Технологии. – 2013. – № 2 (18). С. 35-41. 71. Ременников В.Б. Управленческие решения: учебное пособие для студентов вузов. – М.: МИЭМП, 2010. – 141 с. 72. Потапов Г.П. Безопасность жизнедеятельности с учетом аспектов экономики. – Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2003. – 415 с. 73. СТП ВНИИГ 210.02.НТ-04 Методические указания по проведению анализа риска аварий гидротехнических сооружений. 2-е издание / Под ред. Е.Н. Беллендира, Н.Я. Никитиной. СПб.: Изд-во ОАО «ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева». 2005. 74. Руководство по оценке пожарного риска для промышленных предприятий. Утверждено ФГУ ВНИИПО МЧС России 17 марта 2006 г. 75. Колодкин В. М., Мурин А. В.,Петров А. К., Горский В. Г. Количественная оценка риска химических аварий. – Ижевск: Издательский дом «Удмуртский университет», 2001. – 228 с. 76. Якуш С.Е., Эсманский Р.К.. Анализ пожарных рисков. Часть I: Подходы и методы // Проблемы анализа риска. – 2009. – Т. 6. – № 3. – С. 825. 140 77. Баранов В.Н. Экономика ЧС и управление рисками. – М., 2004. 78. РД 03-409-01 «Методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей». Утверждена Госгортехнадзором России 26.06.2001. РД-03-26-2007 «Методические указания по оценке последствий 79. аварийных выбросов опасных веществ». Утверждены приказом Ростехнадзора от 14.12.2007 № 859. 80. Методика оценки последствий химических аварий (методика «Токси»). – Согл. с Госгортехнадзором России 03.07.98. 81. аварий РД 03-496-02 «Методические рекомендации по оценке ущерба от на опасных производственных объектах». Утверждены Госгортехнадзором России 25.07.2000. 82. DNV-RP-H101 Risk management in marine - and subsea operations Управление рисками при выполнении морских и подводных работ. 83. DNV-RP-F116 Integrity management of submarine pipeline systems (1.5 Relation to other codes, 1.2 Objectives) Интегрированное управление морскими трубопроводными системами. 84. Guidance notes on Risk assessment applications for the marine and offshore oil and gas industries. – June 2000. – American Bureau of Shipping (ABS). 85. СП 11-112-2001. Порядок разработки и состав раздела «Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны. Мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций» градостроительной документации для территорий городских и сельских поселений, других муниципальных образований. – МЧС России, 2002. 86. Милошевич Д. M60 Набор инструментов для управления проектами. – М.: Компания АйТи; ДМК Пресс, 2008. – 729 с. 87. Заренков В.А. Управление проектами. – М., СПб.: АСВ, 2006. 141 88. Zeng J., An M., Smith N.J. Application of a fuzzy based decision making methodology to construction project risk assessment // International Journal of Project Management. – 2007. – №25. – Р. 589–600. 89. Zayed T., Amer M., Pan, J. Assessing risk and uncertainty inherent in Chinese highway projectsusing AHP // International Journal of Project Management. – 2008. – №26. – Р. 408–419. 90. Yang J., Xu L. On the Evidential Reasoning Algorithm for Multi- attribute Decision Analysis Under Uncertainty // IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics Part A: Systems and Humans. – 2002. – № 32(3). – Р. 289304. 91. Zou P., Zhang G., Wang J. Understanding the key risks in construction projects in China // International Journal of Project Management. – 2007. – № 25. – Р. 601–614. 92. Tavares L.V., Ferreira J.A.A., Coelho S. On the optimal management of project risk // European Journal of Operational Research. – 1998. – № 107. – Р. 451-469. 93. Baccarini D., Archer R. The risk ranking of projects: a methodology // International Journal of Project Management. – 2001. – №19. – Р. 139-145. 94. Васильев "Технологические Г.Г. риски , отказа Горяинов на Ю.А., стадии Лаврентьева строительства А.Н. морских трубопроводов". М.: Научно-технический и производственный «Журнал нефтегазового строительства»– 2013 г.-№ 3- стр. 26-29. 95. Rezakhani Р. Fuzzy Risk Analysis Model for Construction Projects // International journal of civil and structural engineering. – 2011. – Vol.2. – № 2. 96. Nasirzadeh F., Khanzadi M., Mianabadi H. A Fuzzy Group Decision Making Approach to Construction Project Risk Management // 2013. – Vol.24. – №1. – Р. 71-80. 97. Yong-Huang Lin, Chen-Chung Lin and Yaw-Yauan Tyan. An integrated quantitative risk analysis method for major construction accidents using 142 fuzzy concepts and influence diagram // Journal of Marine Science and Technology. – 2011. – Vol. 19. – № 4. – Р. 383-391. 98. Васильев Г.Г. , Горяинов Ю.А., Лаврентьева А.Н. «Проблема выбора методики оценки рисков при инвестиционном проектировании морских трубопроводов». М.: «Нефтяное хозяйство»-2013. - № 9.- С. 108-110 99. Sotoudeh Gohar A., Khanzadi M., Parchami Jalal M. A Fuzzy MCDM for Evaluating Risk of Construction Projects // Australian Journal of Basic and Applied Sciences. – 2011. – № 5(12). – Р. 162-171. 100. Tah J. H. M., Carr V. A proposal for construction project risk assessment using fuzzy logic // Construction Management and Economics. – 2010. – 21 Oct. 101. Коган Е.А. Элементы теории вероятностей и математической статистики: учебное пособие по дисциплине «Математика» для студентов, обучающихся по специальности «Автомобиле- и тракторостроение». – М.: МАМИ, 2007. – 224 с. 102. Крылов Э.И. Основные принципы оценки эффективности инвестиционного проекта. – СПб.: СПбГУАП, 2003. – 47 с. 103. Шульман Г.С., Романов М.В. Надежность инженерных сооружений. – СПб.: СПбГТУ, 1997. – 48 с. 104. Томаев Б.М. Надежность строительного потока.– М.: Стройиздат, 1983. – 128 с. 105. Бородавкин П.П. Морские нефтегазовые сооружения. Часть 2. Технология строительства. – М.: ООО Недра-Бизнесцентр, 2007. – 408 с. 106. Теория вероятностей и математическая статистика: учебнометодическое пособие для студентов специальности «Прикладная информатика в менеджменте» / В.В. Алексеенков, В.П. Василенков. – Смоленск: Изд-во СмолГУ, 2010. – 100 с. 107. Rezakhani P. Fuzzy Risk Analysis Model for Construction Projects // International journal of civil and structural ngineering. – 2011. – Vol. 2. – № 2. – Р. 507-522. 143 108. Nasirzadeh F., Khanzadi M., Mianabadi H. A Fuzzy Group Decision Making Approach to Construction Project Risk Management // International Journal of Industrial Engineering & Production Research. – 2013. – Vol. 24. – №1. – Р. 71-80. 109. Аньшин В.М. и др. Применение теории нечетких множеств к задаче формирования портфеля проектов // Проблемы анализа риска. – 2008. – Т. 5. – № 3. – С. 8-21. 110. Лаврентьева А.Н. Страхование рисков строительно-монтажных работ при сооружении морских трубопроводов. Материалы 66-ой Международной молодежной научной конференции «Нефть и газ – 2012», РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, г. Москва, стр. 855. 111. Леоненков А.В. Нечеткое моделирование в среде МАТLAB иfuzzyTECH. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 736 с. 112. Борисов А.Н., Крумберг О.А., Федоров И.П. Принятие решений на основе нечетких моделей. Примеры использования. – Рига: Зинатне, 1990. – 184 с. 113. Каид В.А. Методы построения функций принадлежности нечетких множеств // Известия ЮФУ. Технические науки. – – С. 144-152. 114. Горяинов Ю.А., Васильев Г.Г., Федоров А.С. Морские трубопроводы: учебник. – М.: Недра, 2011. – 131 с. 115. Морская транспортировка природного газа / Мещерин И. В. – М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2009.
