ANALYSIS OF THE RISK FACTORS OF EXPLOITATION OF DIESEL ICEBREAKERS
Authors:
1.
Astrakhan State Technical University
Type:
Article
Pages:
from 42
to 50
Status:
Published
Received:
20.02.2015
Accepted:
25.02.2015
Published:
25.02.2015
Subject area:
UDK [629.561.1.004:629.5.016/.017]:656.08
GRNTI 45.01 Общие вопросы электротехники
GRNTI 55.42 Двигателестроение
GRNTI 55.45 Судостроение
GRNTI 73.34 Водный транспорт
GRNTI 44.31 Теплоэнергетика. Теплотехника
GRNTI 45.01 Общие вопросы электротехники
GRNTI 55.42 Двигателестроение
GRNTI 55.45 Судостроение
GRNTI 73.34 Водный транспорт
GRNTI 44.31 Теплоэнергетика. Теплотехника
Language:
Russian
Keywords:
theory of risks, diesel icebreaker, risk factor, ship exploitation, accident, disaster
Abstract (English):
The emergency incidents with diesel icebreakers are considered. The risk factors of exploitation are singled out. The dependence of the number of emergency incidents of diesel icebreakers is analyzed in accordance with each year for each dangerous situation. The most dangerous factors for accidents and disasters: insufficient structural strength, difficult ice conditions, human factor and violation of safety rules and exploitation of sea transport are considered. For each of these factors the dependences of the number of accidents (disasters) are built. The tendencies of the influence of the factors on the outcome of the emergency are defined. It is stated that while analyzing the risk factors for accidents and disasters it is necessary to take into account the service life of the vessel at the time of the accident. The influence of the vessel service life on each dangerous factor compared to the average value of the service life in all accidents (disasters) is analyzed. In conclusion, the results of the analysis for each most dangerous risk factor in relation to the number of accidents (disasters) in the time interval and compared of the vessel service life to the average value of the service life in all accidents (disasters) are presented. It was suggested to reduce the negative impact of these factors on the outcome of an emergency.
The emergency incidents with diesel icebreakers are considered. The risk factors of exploitation are singled out. The dependence of the number of emergency incidents of diesel icebreakers is analyzed in accordance with each year for each dangerous situation. The most dangerous factors for accidents and disasters: insufficient structural strength, difficult ice conditions, human factor and violation of safety rules and exploitation of sea transport are considered. For each of these factors the dependences of the number of accidents (disasters) are built. The tendencies of the influence of the factors on the outcome of the emergency are defined. It is stated that while analyzing the risk factors for accidents and disasters it is necessary to take into account the service life of the vessel at the time of the accident. The influence of the vessel service life on each dangerous factor compared to the average value of the service life in all accidents (disasters) is analyzed. In conclusion, the results of the analysis for each most dangerous risk factor in relation to the number of accidents (disasters) in the time interval and compared of the vessel service life to the average value of the service life in all accidents (disasters) are presented. It was suggested to reduce the negative impact of these factors on the outcome of an emergency.
Keywords:
theory of risks, diesel icebreaker, risk factor, ship exploitation, accident, disaster
theory of risks, diesel icebreaker, risk factor, ship exploitation, accident, disaster
Введение Теория риска - разновидность неопределенности, когда наступление события (авария судна) вероятна и может быть определена [1, с. 61]. При рассмотрении риска эксплуатации судов анализ вероятности ущерба дает не полную картину и не может дать ответов, зависят ли эти факторы от периода эксплуатации, какие причины привели к возникновению опасных факторов и какие мероприятия необходимо провести для снижения опасности данных факторов. В связи с этим необходимо провести помимо анализа вероятности ущерба, анализ наиболее опасных факторов. Анализ аварий и катастроф дизельных ледоколов Условно все последствия аварий можно разделить на следующие категории: воздействие на людей, воздействие на окружающую среду, повреждение технических средств и экономические последствия [2, 3]. В [2, с. 50] рассмотрены две группы факторов риска: внутренние и внешние (табл. 1). Таблица 1 Факторы риска эксплуатации дизельных ледоколов Внутренние факторы Внешние факторы 1.1 Поломка лопастей и повреждение винтов 2.1 Заклинивание во льдах 1.2 Выход из строя механизмов и оборудования 2.2 Ледовая ловушка 1.3 Нарушение водонепроницаемости 2.3 Тяжелые ледовые условия 1.4 Недостаточная прочность конструкций 2.4 Неблагоприятные погодные условия 1.5 Нарушение техники безопасности 2.5 Человеческий фактор 1.6 Человеческий фактор 2.6 Нарушение правил безопасности движения и эксплуатации морского транспорта 1.7 Нарушение правил безопасности движения и эксплуатации морского транспорта 2.7 Неудовлетворительное техническое состояние 1.8 Плохие маневренные качества 2.8 Некорректная работа навигационной службы 1.9 Посадка на мель 1.10 Столкновение с объектом 1.11 Пожар на борту Для анализа факторов риска рассматривается 51 аварийное происшествие с дизельными ледоколами, находившимися под надзором российских и зарубежных классификационных обществ (табл. 2). Таблица 2 Аварийные происшествия дизельных ледоколов Судно Год постройки Год происшествия Первичное событие Последствия аварии Фактор Воздействие на людей Воздействие на окружающую среду Повреждение технических средств, состояние судна Экономические последствия, не связанные с остальными видами последствий Капитан Белоусов 1954 1957 Сложные ледовые условия - - Повреждения гребных винтов - 1.1; 2.3 Капитан Воронин 1955 1957 Сложные ледовые условия - - Повреждения гребных винтов и валопровода - 1.1; 1.4; 2.3 Капитан Белоусов 1954 1957 Сложные ледовые условия - - Повреждение винтов Смена винтов, простой 1.1; 2.3 Капитан Белоусов 1954 1957 Сложные ледовые условия - - Повреждение винтов, потеря мореходных качеств - 1.1; 2.3 Glacier 1955 1962 Сложные ледовые условия - - Незначительные повреждения обшивки - 1.4; 2.3 John A. Macdonald 1960 1969 Тяжелые ледовые условия - - Повреждения правого винта - 1.1; 2.3 Капитан Белоусов 1954 1973 Шторм - - Ударами волн вышибло несколько иллюминаторов - 1.4; 2.4 Glacier 1955 1975 Ледовая ловушка - - Срезаны 3 лопасти одного из винтов - 1.1; 2.2; 2.3 Михаил Сомов 1975 1977 Ледовая ловушка - - - Судно легло в дрейф 2.2; 2.3 Вулканолог 1976 1980 Человеческий фактор - - Взрыв главного двигателя - 1.2; 1.6 Max Waldeck 1966 1981 Пожар на борту - - Серьезные повреждения судна, отбуксировано на верфь для ремонта - 1.11 Polar Sea 1978 1981 Зажат льдами - - - Судно легло в дрейф 2.1; 2.3 Капитан Мецайк 1984 1984 Неблагоприятные погодные условия - - Увяз в снежно-ледовой каше - 2.4 Авраамий Завенягин 1984 1984 Неблагоприятные погодные условия - - Увяз в снежно-ледовой каше - 2.4 Михаил Сомов 1975 1985 Зажат льдами - - - Судно легло в дрейф 2.1; 2.3 Bahía Paraíso 1981 1989 Судно село на мель - Разлив топлива Судно потерпело крушение - 1.7; 1.9 Капитан Николаев 1978 1990 Шторм - - Разрушения и трещины в корпусе, протечки в машинном отделении; в результате слеминга отлетело всё оборудование в каютах - 1.3; 1.4; 2.4 Михаил Сомов 1975 1991 Зажат льдами - - - Судно легло в дрейф 2.1; 2.3 Polar Sea 1978 1994 Поломка лопасти винта - - - Спасательные операции 1.1; 2.3 Капитан Мецайк 1984 1999 Зажат льдами - - Получил пробоину и частично затоплен - 1.3; 1.4; 2.1 Ермак 1974 2003 Столкновение с круизным судном - - Повреждения на шлюпочной палубе, повреждение спасательных шлюпок - 1.10; 2.5; 2.6 Продолжение табл. 2 Аварийные происшествия дизельных ледоколов Судно Год постройки Год происшествия Первичное событие Воздействие на людей Последствия аварии Фактор Воздействие на окружающую среду Повреждение технических средств, состояние судна Экономические последствия, не связанные с остальными видами последствий Voima 1952 2003 Судно село на мель - - Вмятины в обшивке корпуса и повреждения винтов - 1.1; 1.4; 1.9 Polar Sea 1978 2004 Сложные ледовые условия - - Серьезные повреждения, встал на долгосрочный ремонт - 1.4; 2.3 Polar Star 1976 2004 Сложные ледовые условия - - Повреждение гребного винта - 1.1; 2.3 Mackinaw 1944 2005 Столкновение с дамбой - - Вмятина в носовой части - 1.4; 1.10 Astrolabe 1992 2005 Человек упал за борт 1 погибший, 1 раненый - - - 1.5; 1.6 Красин 1976 2005 Сложные ледовые условия - - В валопроводах обнаружилась течь и вода поступила внутрь - 1.1; 1.3; 1.4; 2.3 Arctic Sunrise 1975 2006 Протаранило китобойный судно - - Судно получило незначительные повреждения Китобойное судно получило незначительные повреждения 1.4; 1.10 Endurance 1991 2006 Неисправность руля - - Судно вернулось в гавань для проверки Экспедиция была прервана 1.1 Healy 1999 2006 Ремонтные водолазные работы 2 погибших - - - 1.1; 1.5; 1.6 Красин 1976 2006 Сложные ледовые условия - - Срез лопасти винта - 1.1; 2.3 Иван Крузенштерн 1964 2007 Нарушение техники безопасности при работе сварщиков - - Выгорела ходовая рубка, навигационное оборудование - 1.5; 1.11 Agulhas 1978 2007 Убийство 1 погибший - - - 1.6 Almirante Irízar 1978 2007 Пожар, загорелся генератор - - Потеря двух вертолетов; экипаж эвакуирован, судно отправлено на ремонт - 1.2 1.11 Академик Фёдоров 1987 2007 Поломка двигателя - - Судно простояло несколько часов на ремонте - 1.2 Endurance 1991 2008 Затопление машинного отделения - - Затопление по нижнюю палубу, выход из строя главных двигателей, потеря управляемости - 1.2; 1.3; 1.7 Polastern 1982 2008 Разбился вертолет 2 погибших, 3 раненых - - - Griffon 1970 2009 Судно сломало лед в устье реки - - - Наводнение в малых городах Онтарио Продолжение табл. 2 Аварийные происшествия дизельных ледоколов Судно Год постройки Год происшествия Первичное событие Воздействие на людей Последствия аварии Фактор Воздействие на окружающую среду Повреждение технических средств, состояние судна Экономические последствия, не связанные с остальными видами последствий Капитан Хлебников 1981 2009 Неблагоприятные погодные условия - - Судно заперто льдами - 2.2; 2.3 Капитан Крутов 1978 2010 Теплоход навалил на ледокол - - Оборван прожектор, деформированы прожекторная площадка и 4 стойки фальшборта У теплохода отбита краска на форштевне 1.4; 1.6; 1.10; 2.6 Polar Star 1976 2010 Судно село на мель - - Судно получило пробоину - 1.3; 1.4; 1.9 Магадан 1982 2011 Нарушение правил безопасности движения и эксплуатации морского транспорта 53 погибших - - Гибель Самоподъемной плавучей буровой установки «Кольская» 1.7; 1.8; 2.6; 2.7 Мудьюг 1982 2011 Человеческий фактор - Разлив топлива - - 1.6 Магадан 1982 2011 Некорректная работа навигациионной службы - - Судно зажато льдами - 2.1; 2.8 Адмирал Макаров 1975 2011 Оборвались буксировочные тросы - - Были повреждены механизмы крепления буксировочных тросов - 1.2 Семен Дежнев 1971 2012 Поломка - - - Перекрыл морской канал 1.2 Aiviq 2012 2012 Отказ буксирного устройства, проблемы с запуском главного двигателя - - - Дрейф буровой платформы 1.2 EVA-316 1980 2012 Столкновение с теплоходом, ошибка экипажа - - Пострадали леерные ограждения, крепление аэротрубы топливного бака У теплохода повреждения невелики 1.4; 1.6; 1.7; 1.10 EVA-316 1980 2012 В электросистеме сгорел преобразователь - - Правый двигатель вышел из строя Все работы по проводке судов в порт приостановлены 1.2 Капитан Мецайк 1984 2012 Теплоход навалил на кормовую часть ледокола - - Ледокол получил повреждения корпуса выше ватерлинии - 1.4; 1.10; 2.6 Капитан Демидов 1984 2012 Сухогруз произвел навал на кормовую часть ледокола - - - Сухогруз получил повреждение левой скулы выше главной палубы 1.10; 2.4; 2.6 Данные об аварийных происшествиях дизельных ледоколов мало публикуются и в большинстве случаев не обнародованы, в связи с чем возникают проблемы с анализом происшествий. Однако даже имеющуюся информацию можно систематизировать и выявить закономерности. На рис. 1 показано количество аварийных ситуаций по годам. Рис. 1. Количество аварийных ситуаций дизельных ледоколов по годам На рис. 1 наблюдается значительный рост количества аварий и, особенно, катастроф за последние годы (2002-2012 гг.), что требует немедленного вмешательства. Это связано не только с тем, что в последние годы информация такого характера обнародуется в средствах массовой информации все чаще, но и с общим наращиванием ледокольного флота в кратчайшие сроки, что неизбежно приводит к ошибкам и появлению других аварийных факторов. Наиболее опасные факторы риска В [2] представлены следующие выводы: - для аварийных ситуаций наиболее опасными факторами являются сложные ледовые условия (фактор 2.3) и недостаточная прочность конструкций (фактор 1.4); - для катастроф наиболее опасным является человеческий (фактор 1.6) и нарушение правил безопасности движения и эксплуатации морского транспорта (фактор 1.7). Следовательно, необходимо и дальше изучать данные факторы для того, чтобы снизить риск, к которому они могут привести. На рис. 2, 3 показано количество аварий (катастроф) от общего их количества по годам происшествия для факторов аварий 1.4 и 2.3 и факторов катастроф 1.6 и 1.7. Пунктирными линиями для аварий показаны значения с учетом катастроф, т. е. как данный опасный фактор для аварий повлек за собой катастрофу. Пунктирными линиями для катастроф показаны значения с учетом аварий, т. е. как данный опасный фактор для катастроф также приводит к аварийным случаям. а б Рис. 2. Количество аварии по годам: а - по фактору 1.4; б - по фактору 2.3 Из рис. 2 видно, что нередко рассматриваемые опасные факторы являются причиной аварии в 100 % случаев за пятилетний промежуток времени. Для катастроф такая тенденция не наблюдается (рис. 3), но то, что данный показатель достигает 50 %, для катастроф является критичным, и несет большую опасность, чем в случаях с авариями. а б Рис. 3. Количество катастроф по годам: а - по фактору 1.6; б - по фактору 1.7 Если рассматривать факторы отдельно, то можно сказать, что: 1. Для аварий фактор 1.4 является постоянным фактором риска и в последние десятилетия все чаще приводит к катастрофам; фактор 2.3 является основным постоянным фактором риска и, на первый взгляд, имеет тенденцию к спаду, но пунктирная линия показывает, что последствия влияния данного фактора усугубляются - возрастает число катастроф. 2. Для катастроф фактор 1.6 является одним из наиболее опасных. Еще десятилетие назад более 60 % катастроф было вызвано человеческим фактором, в настоящее время данный показатель уменьшается, но все равно присутствует, становясь причинами аварий, не переходящих в катастрофы; фактор 1.7 также весьма опасен и имеет тенденцию к росту, что связано, возможно, с недостатками в обучении экипажа. Влияние срока службы судна на исход аварийной ситуации Анализируя факторы риска аварий и катастроф, нельзя забывать о сроке службы судна, т. е. необходимо учитывать возраст судна во время происшествия. На рис. 4, 5 представлены диаграммы возраста судна в тех или иных случаях аварий и катастроф, для сравнения указан также средний возраст судна по всем случаям аварий или катастроф. а б Рис. 4. Возраст судов, с которыми произошли аварии: а - по причине фактора 1.4; б - по причине фактора 2.3 Из рис. 4, а видно, что фактор 1.4 чаще других приводит к авариям, в большей степени старых судов, срок эксплуатации которых составляет порядка 30 лет и более. Присутствие на этой диаграмме судов с небольшим сроком эксплуатации обусловливается недочетами при проектировании либо несоблюдении ограничений в эксплуатации судна, заложенных при проектировании и постройке. Из рис. 4, б видно, что основная часть аварийных ситуаций по фактору 2.3 произошла на судах со сроком эксплуатации ниже среднего значения. Это может быть связано с несовершенством современных методов проектирования и постройки новых судов, недочетами надзорных органов, а также с переоценкой возможностей новых судов и завышенными техническими характеристиками. а б Рис. 5. Возраст судов, с которыми произошли катастрофы: а - по причине фактора 1.6; б - по причине фактора 1.7 Три из четырех аварийных случаев по причине фактора 1.6, приведших к катастрофе, произошли с судами, срок эксплуатации которых ниже среднего. Здесь также прослеживается переоценка возможностей новых судов, что напрямую относится к фактору 1.6. В то же время, если рассматривать фактор 1.7 как причину возникновения катастроф, то очевидно, что возраст судна никак не влияет на исход аварийной ситуации. Заключение По результатам исследования можно сделать следующие выводы: 1. Фактор 1.4 (недостаточная прочность конструкции) является постоянным фактором риска аварий и в последние десятилетия все чаще приводит к катастрофам. Это связано с устареванием и износом ледокольного флота, увеличением срока эксплуатации старых судов. Данный фактор является опасным в большей степени для старых судов, срок эксплуатации которых составляет порядка 30 лет и более. Снижения влияния фактора можно достичь пополнением ледокольного флота новыми судами, своевременным ремонтом старых судов и списанием ледоколов, срок эксплуатации которых превышает установленные значения. 2. Фактор 2.3 (сложные ледовые условия) является причиной большинства аварий дизельных ледоколов, и с течением времени влияние данного фактора усугубляется, что приводит к росту числа катастроф. Отметим, что аварии происходят в основном на судах с небольшим сроком эксплуатации. Это связано с несовершенством современных методов проектирования и постройки новых судов, недочетами надзорных органов. Снизить влияние данного фактора можно путем совершенствования методов проектирования и введением новшеств в конструкцию корпуса судна, а также повышением контроля как со стороны классификационных обществ, так и самих надзорных органов. Влияние данного фактора также может быть связано с переоценкой возможностей новых судов и завышенными техническими характеристиками, что устранить довольно сложно. Одним из способов является проведение дополнительных независимых ходовых испытаний. 3. Фактор 1.6 (человеческий фактор) является одним из наиболее опасных. В настоящее время данный показатель уменьшается, но все же присутствует, становясь причинами аварий, не переходящих в катастрофы. Здесь также прослеживается переоценка возможностей новых судов, что напрямую относится к фактору 1.6. Снижения влияния данного фактора можно достичь путем совершенствования сферы подготовки экипажа. 4. Фактор 1.7 (нарушение правил безопасности движения и эксплуатации морского транспорта) также весьма опасен и имеет тенденцию к росту, при этом возраст судна никак не влияет на исход аварийной ситуации. Значительное влияние данного фактора связано с недостатками в обучении экипажа.
1. Tyukova A. A. Primenenie teorii riskov v proektirovanii ledorazrushayuschih sudov / A. A. Tyukova, K. G. Gasanov, D. A. Pichugin // Vestn. Astrahan. gos. tehn. un-ta. Ser.: Morskaya tehnika i tehnologiya. 2013. № 1. S. 61-70.
2. Temnikova A. A. The risk assessment of diesel icebreakers exploitation / International Conference "Technical sciences: modern issues and development prospects". 10 December, 2013, Sheffield, United Kingdom: Scope Academic House, 2013. 192 p.
3. Egorov G. V. Razvitie trebovaniy k sredstvam kontrolya zagruzki morskih i smeshannogo plavaniya sudov / G. V. Egorov // Avtomatizaciya sudovyh tehnicheskih sredstv: nauch.-tehn. sb. Odesa: OGMA, 2000. № 5. S. 36-53.
