MAT2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA PSA Probabilistic Safety
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA • PSA; Probabilistic Safety Assessment • PRA; Probabilistic Risk Assessment • alkujaan ydinvoimalaitosten turvallisuustarkasteluihin kehitetty menetelmä (WASH-1400, GRS, jne. ) • myöhemmin sovellettu myös muissa yhteyksissä
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA • tarkoitettu hyvin laajojen teknisten järjestelmien riskien analyysiin • PSA hyödyntää luotettavuustekniikan menetelmiä (vikapuut, tilamallit, tilastolliset analyysit, tapahtumapuut) • lisäksi tarvitaan myös fysikaalisia malleja esim. onnettomuuksien seurauksien arviointiin
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA: n TAVOITTEET: • tunnistaa erilaiset teknisen järjestelmän häiriöistä johtuvat onnettomuudet • arvioida (kvantitatitiivisesti) em. onnettomuuksien esiintymistodennäköisyys tai -taajuus (vrt. riskin määritelmiä koskeva osuus kurssissa) • tunnistaa onnettomuuksista johtuvat vahingolliset seuraukset • arvioida seurauksien suuruutta (kvantitatiivisesti)
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA MÄÄRITELMIÄ ONNETTOMUUS: Alkuhäiriöstä (alkutapahtumasta) liikkeellelähtevä, turvallisuustoimintojen erilaisten vikayhdistelmien kautta epätoivottuun seuraukseen johtava tapahtumasarja ALKUTAPAHTUMA: prosessin häiriö tai vika, jonka hoitaminen vaatii turvallisuustoimenpiteitä (esim. prosessin pysäyttämisen), ja joka ilman onnistuneita turvallisuustoimenpiteitä johtaa epätoivottuihin seurauksiin
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA MÄÄRITELMIÄ TURVALLISUUSTOIMINTO: alkutapahtuman edelleenkehittymisen estävä tai sitä lieventävä toiminto TURVALLISUUSJÄRJESTELMÄ: tekninen järjestelmä, joka toteuttaa turvallisuustoiminnon
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA MÄÄRITELMIÄ ONNETTOMUUSKETJU: onnettomuus, joka alkaa tietystä alkutapahtumasta ja josta tiettyjen turvallisuustoimintojen vikojen tai toimimattomuuden kautta päädytään tiettyyn epätoivottuun seuraukseen TASON 1 PSA: PSA, joka sisältää vain onnettomuusketjujen esiintymistaajuuden arvioinnin
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA MÄÄRITELMIÄ TASON 2 PSA: PSA, joka tason 1 lisäksi sisältää erilaisten seurausten suuruuden arvioinnin (esim. ympäristöön karkaavan myrkkymäärän arviointi) TASON 3 PSA: PSA, joka tasojen 1 ja 2 lisäksi sisältää fysikaalisten seurausten aiheuttamien terveys-, ympäristö- yms. haittojen kvantitatiivisen arvioinnin
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA ESIMERKKEJÄ: 1) tulipalo kemikaalivarastossa ONNETTOMUUS: • kemikaalivarastossa syttyneen tulipalon aiheuttama vahingollinen tapahtuma ALKUTAPAHTUMA: • varomattomasta tulenkäsittelystä johtuva palonalku • staattisen sähkön aiheuttamasta kipinästä johtuva palonalku • varastossa toimivan laitteen viasta aiheutuva palonalku • jne.
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA ESIMERKKEJÄ: 1) tulipalo kemikaalivarastossa TURVALLISUUSTOIMINTO: • palon automaattinen sammuttaminen sprinklerijärjestelmällä • palon havaitseminen ajoissa ja ”manuaalinen” sammutus • automaattinen palohälytys ja palokunnan toteuttama sammutus TURVALLISUUSJÄRJESTELMÄ: • sprinklerijärjestelmä • palohälytysjärjestelmä • palokunta
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA ESIMERKKEJÄ: 1) tulipalo kemikaalivarastossa ONNETTOMUUSKETJU: • staattisen sähkön kipinästä syttyvä palo, joka etenee sprinklerijärjestelmän toimimattomuuden takia, mutta jonka automaattisen palohälytyksen kutsuma palokunta sammutetuksi tietyn ajan kuluessa • staattisen sähkön kipinästä syttyvä palo, joka etenee totaaliseksi tuhoksi, sprinklerijärjestelmän ja automaattisen palohälytyksen toimimattomuuden takia
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA ESIMERKKEJÄ: 1) tulipalo kemikaalivarastossa TASON 1 PSA: • analyysi, jossa lasketaan eri palo-onnettomuusketjujen esiintymistaajuudet TASON 2 PSA: • analyysi, jossa edellisen lisäksi arvioidaan kunkin onnettomuusketjun seurausten suuruus • automaattisen sammutusjärjestelmän sammuttamasta palosta (taajuus x/vuosi) syntyy pienet vesivahingot, eikä myrkkypäästöjä synny
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA ESIMERKKEJÄ: 1) tulipalo kemikaalivarastossa TASON 2 PSA: • tai kaikkien turvallisuustoimintojen epäonnistuttua varasto räjähtää, josta seuraa suuri paineaalto ja erittäin suuri myrkkypäästö TASON 3 PSA: • edellisten lisäksi arvioidaan myrkkypäästöjen lyhyt- ja pitkäaikaisia ympäristön asukkaille aiheutuvia terveyshaittoja
MAT-2118 Luotettavuustekniikka PSA MÄÄRITELMIÄ ONNETTOMUUSKETJUN ESIINTYMISTAAJUUS: missä Urho Pulkkinen
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA MÄÄRITELMIÄ ONNETTOMUUSKETJUN ESIINTYMISTODENNÄKÖISYYS: todennäköisyys, että tietty onnettomuusketju esiintyy tietyn ajanjakson kuluessa = tn. että ko. ajanjaksolla esiintyy alkutapahtuma ja tietyt turvallisuustoiminnot eivät toteudu alkutapahtuman esiintyessä
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA ONNETTOMUUKSIEN ESIINTYMISTAAJUUDEN LASKENTA VAIHEET: 1. Alkutatapahtumien tunnistaminen ja järjestelmävasteen määritteleminen • kvalitatiiviset tunnistusmenetelmät (HAZOP, VVA; esitellään myöhemmin) • periaate: käydään tarkasteltavan prosessin tilat läpi järjestelmällisesti ja tunnistetaan eri häiriöiden syyt ja esiintymismahdollisuudet kussakin tilassa
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA ONNETTOMUUKSIEN ESIINTYMISTAAJUUDEN LASKENTA VAIHEET: 1. Alkutapahtumien tunnistaminen ja järjestelmävasteen määritteleminen • selvitetään, mitkä turvallisuustoiminnot tai onnettomuuksien etenemistä estävät keinot ovat käytettävissä ko. alkutapahtuman yhteydessä • selvitetään turvallisuustoimintojen onnistumiskriteerit
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA ONNETTOMUUKSIEN ESIINTYMISTAAJUUDEN LASKENTA VAIHEET: 2. Onnettomuuden etenemisen mallintaminen • kuvataan sopivalla loogisella (tai rakenteellisella) mallilla onnettomuuden kulku • malli sisältää aikajärjestyksessä turvallisuustoimintojen onnistumisten ja vikaantumisten aiheuttamat onnettomuuden kulun haarautumat • tapahtumapuuanalyysi
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA ONNETTUMUUKSIEN ESIINTYMISTAAJUUDEN LASKENTA VAIHEET: 3. Turvallisuustoimintojen luotettavuusanalyysi • kuvataan sopivalla loogisella (tai rakenteellisella) mallilla turvallisuustoimintojen vikaantumiset niiden osien vikaantumisten avulla • vikapuuanalyysi
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA ONNETTUMUUKSIEN ESIINTYMISTAAJUUDEN LASKENTA VAIHEET: 4. Mallin kvantifiointi • johdetaan mallin perustapahtumien esiintymistodennäköisyydet (tai taajuudet) lähtien tilastotiedoista, komponenttimalleista ja asiantuntija-arvioista • lasketaan onnettomuusketjujen todennäköisyydet ja - taajuudet noudattaen tapahtuma- ja vikapuumallien logiikkaa ja todennäköisyyslaskun sääntöjä
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA TAPAHTUMAPUUANALYYSI • tapahtumapuu esittää annetusta alkutapahtumasta seuraavat onnettomuusketjut loogisen puun muodossa • tapahtumapuu etenee alkutapahtumasta aikajärjestyksessä esiintyvien turvallisuustoimintojen tilojen kautta lopputiloihin • yleensä tapahtumapuu on binäärinen eli turvallisuustoiminnoilla on kaksi tilaa, onnistunut ja epäonnistunut (S, F), mutta ei-binääristen tapahtumapuiden käyttö on myös mahdollista • vaikka aikajärjestys onkin mukana tapahtumapuussa, malli on pohjimmiltaan staattinen
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen TAPAHTUMAPUUN KONSTRUOINTI ALKUTAPAHTUMIEN MÄÄRITTELY TARVITTAVIEN TURVALLISUUSTOIMINTOJEN MÄÄRITTELY ALUSTAVA TAPAHTUMAPUU RIIPPUVUUKSIEN JA AIKATEKIJÖIDEN HUOMIOONOTTO LOPULLINEN TAPAHTUMAPUU TURVALLISUUSTOIMINTOJEN TILOJEN MÄÄRITTELY
MAT-2118 Luotettavuustekniikka TAPAHTUMAPUUN KONSTRUOINTI Urho Pulkkinen
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen TAPAHTUMAPUUN KONSTRUOINTI • riippuvuudet otettu huomioon; A: n epäonnistuessa toiminnot B ja C eivät enää vaikuta tilanteeseen, B: n epäonnistuessa C: llä ei ole merkitystä
MAT-2118 Luotettavuustekniikka Urho Pulkkinen PSA TAPAHTUMAPUUANALYYSI • tapahtumapuun haarojen todennäköisyydet lasketaan vikapuilla • riippuvuuksien (esim. usealla tuvallisuustoiminnolla on yhteisiä osia) huomioonotto tärkeää: • vikapuun laskenta yleensä ottaa riippuvuudet huomioon • mahdollisuus jakaa turvallisuustoiminnot riippumattomiin osiin • haarautumistodennäköisyydet ehdollisia (ehtona aiemmin onnistuneet tai epäonnistuneet toiminnot) • kompromissi vikapuu/tapahtumapuumallien välillä
- Slides: 24