ГОСТ Р 22.2.04

БЕЗОПАСНОСТЬ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

ТЕХНОГЕННЫЕАВАРИИ И КАТАСТРОФЫ

МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХСИСТЕМ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ПРАВИЛА

ГОССТАНДАРТ РОССИИ

Москва

Предисловие

1   РАЗРАБОТАНВсероссийским научно-исследовательским институтом метрологической службы (ВНИИМС) Госстандарта России

ВНЕСЁН Техническим комитетом по стандартизации ТК 71 «Гражданскаяоборона, предупреждение и ликвидация чрезвычайных ситуаций»

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 26декабря 1994г. № 362

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ;

СОДЕРЖАНИЕ

1 областьприменения. 2

2 нормативныессылки. 2

3 определения. 2

4 основныеположения. 3

5 общиетребования. 4

Приложение а (рекомендуемое)Метрологическая экспертиза проектной, конструкторской и технологическойдокументации стс и технических средств,используемых для обеспечения безопасности стс   5

Приложение б (справочное) Типичныесоставляющие погрешности измерений и причины их вызывающие  7

ГОСТ Р 22.2.04-94

Безопасность в чрезвычайных ситуациях

ТЕХНОГЕННЫЕ АВАРИИ И КАТАСТРОФЫ

Метрологическое обеспечение контролясостояния сложных технических систем

Основные положения и правила

Дата введения         1996-01-01

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандартустанавливает основные положения и правила метрологического обеспеченияконтроля состояния сложных технических систем (далее - СТС) в условияхвозникновения техногенных аварий и катастроф, а также в условиях,предшествующих этим чрезвычайным ситуациям, и при устранении их последствий.

Стандарт распространяется наСТС, в которых может возникнуть источник чрезвычайной ситуации или чрезвычайнаяситуация при воздействии внешнего источника.

Положения и правила,изложенные в настоящем стандарте, обязательны при разработке проектной,конструкторской и технологической документация на СТС в части методиквыполнения измерений и средств измерений, входящих в состав СТС или применяемыхдля оценивания и обеспечения безопасности СТС в процессе изготовления,испытаний, транспортирования, строительства, хранения, пусконаладочных работ,эксплуатации, утилизации, ликвидации, для защиты СТС при техногенныхкатастрофах, а также при организации метрологического обслуживания указанныхсредств измерений и их эксплуатации.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандартеиспользованы ссылки на следующие документы:

ГОСТ 8.010-90Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполненияизмерений

МИ 187-86Государственнаясистема обеспечения единства измерений. Критерии достоверности и параметрыметодик поверки

МИ 188-86 Государственнаясистема обеспечения единства измерений. Установление, значений параметровметодик поверки

МИ 1967-89 Государственнаясистема обеспечения единства измерений. Выбор, методов и средств измерений приразработке методик выполнения намерений. Общие положения

МИ 2174-91 Государственнаясистема обеспечения единства измерений. Аттестация алгоритмов и программобработки данных при измерениях. Основные положения

ПР 50.2.009-94Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведенияиспытаний и утверждения типа средств измерений

3 ОПРЕДЕЛЕНИЯ

3.1 В настоящем стандартеприменяют следующие термины:

3.1.1 СТС: Техническаясистема (объект), представляющая собой совокупность взаимодействующих, функциональносамостоятельных подсистем, предназначенных для достижения общей (конкретной)цели.

3.1.2 метрологическоеобеспечение контроля состояния СТС: Установление и применение научных иорганизационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых длядостижения единства, и требуемой точности измерений, выполняемых дляобеспечения безопасности в чрезвычайных ситуациях.

3.1.3 метрологическаяэкспертиза документации: Анализ и оценка технических решений по выборуизмеряемых параметров, установлению требований к точности измерений, выборуметодов и средств измерений, их метрологическому обслуживанию.

3.1.4 тренд; основнаятенденция процесса: Закономерность описывающая некоторый природный илиантропогенный процесс. Тренд - аддитивная детерминированная (систематическая)составляющая процесса.

4 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

4.1 Метрологическоеобеспечение контроля состояния СТС осуществляют в целях получения результатовизмерений, испытаний и контроля, использование которых исключает или сводит кдопустимому уровню риск принять неправильное решение или получить неверныйуправляющий сигнал в системах управления для обеспечения безопасности вчрезвычайных ситуациях.

4.2 Метрологическоеобеспечение контроля состояния СТС должно быть основано на:

- положениях Закона РоссийскойФедерации «Об обеспечении единства измерений» и действующих нормативныхдокументах Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ):

- допущенных к применениюединицах величин;

- государственных эталонахединиц величин;

- системе передачи размеровединиц величин от эталонов всем средствам измерений;

- применении средствизмерений, типы которых утверждены Комитетом Российской Федерации постандартизации, метрологии и сертификации (Госстандарт России);

- осуществлении поверкиприменяемых средств измерений;

- применении аттестованныхметодик выполнения измерений;

- стандартных образцахсостава и свойств веществ и материалов, аттестованных газовых смесях,аттестованных растворах;

- стандартных справочныхданных о физических константах и свойствах веществ и материалов.

4.3 Ответственность занадлежащее метрологическое обеспечение контроля состояния СТС несутруководители организаций и предприятий, проектирующих, изготавливающих иэксплуатирующих СТС.

4.4 В организациях и напредприятиях, изготавливающих и (или) эксплуатирующих CTC, должны быть организованыметрологические службы.

Основными задачамиметрологических служб организаций и предприятий, изготавливающих и (или)эксплуатирующих СТС, являются:

- своевременноепредставление на поверку или поверка (в случаях аккредитации на право поверки)средств измерений;

- организациями проведениеаттестации методик выполнения измерений;

- организация и проведениеметрологической экспертизы проектной, конструкторской и технологическойдокументации, если такая экспертиза не проводилась в процессе проектированияСТС;

- надзор за состоянием иприменением средств измерений, аттестованных методик выполнения измерений,соблюдением метрологических правил и норм, требований нормативных документов пообеспечению единства измерений.

4.5 Организации, проектирующиеСТС, либо технические средства (объекты), используемые для обеспечениябезопасности СТС в процессе изготовления, испытаний, транспортирования,строительства, хранения, пуско-наладочных работ, эксплуатации, утилизации,ликвидации, для защиты СТС при техногенных катастрофах, для метрологическогообслуживания средств измерений, должны на стадии технического или рабочегопроекта организовать и провести метрологическую экспертизу проектной,конструкторской и технологической документации. Этап проектирования, на которомпроводят метрологическую экспертизу, указывают в техническом задании наразработку СТС и указанных выше технических средств.

4.6 Предприятия,эксплуатирующие СТС, документация на которые не подвергалась метрологическойэкспертизе, должны определить сроки и привлечь компетентные организации дляпроведения метрологической экспертизы этой документации.

4.7 Рекомендации поорганизации и проведению метрологической экспертизы проектной, конструкторскойи технологической документации СТС и технических средств, используемых дляобеспечения безопасности СТС, приведены в приложении А.

5 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

5.1 Номенклатура измеряемых,величин, их номинальные значения и допускаемые отклонения должны бытьобоснованы разработчиком СТС и обеспечивать оценивание параметров, полно иадекватно отражающих состояние и безопасность СТС, опасные факторы ивоздействия на СТС, а также прогноз их изменений.

5.2 Требования к точности измеренийустанавливают, исходя из необходимости исключения или снижения до допустимогоуровня риска принять неправильное решение о состоянии СТС, о трендеопределяющих параметр СТС, о размерах опасных факторов и воздействий на СТС илиполучить неверный управляющий сигнал в системах управления.

Требования к точностиизмерений устанавливают в виде пределов допускаемых значений погрешностиизмерений или в виде предела допускаемых значений среднего квадратическогоотклонения погрешности измерений. Указанные требования устанавливают кпогрешности измерений, включающей все ее составляющие (методическую,инструментальную, вносимую оператором, вносимую при отборе и приготовлениипробы). Типичные составляющие погрешности измерений, и причины, их вызывающие,приведены в приложенииБ.

Требования к точностиизмерений устанавливают как для нормальных условий, функционирования СТС, так,и для условий техногенных аварии и катастроф, а также для условий, при которыхликвидируют их последствия.

5.3 Методики, выполненияизмерений должны обеспечивать требуемую точность измерений. Методики,выполнения измерений должны быть аттестованы в соответствии с нормативнымидокументами Госстандарта России. Аттестации подлежат алгоритмы обработкирезультатов наблюдений (алгоритмы преобразования результатов наблюдений взначения измеряемой величины), если эти алгоритмы не изложены в документе нааттестованную методику выполнения измерений. Методика аттестации алгоритмаприведена в МИ 2174.

5.4 Применяемые средстваизмерений должны быть работоспособными в соответствии с требованиями,предъявляемыми к контролю СТС в нормальных условиях функционирования, вусловиях техногенных аварий и катастроф и при ликвидации их последствий. Типыприменяемых средств измерений, в том числе используемые в измерительных каналахинформационно-измерительных систем (ИИС), измерительных вычислительныхкомплексов (ИВК) и автоматизированных систем управления технологическимипроцессами (АСУ ТП), должны быть утверждены в порядке, установленном в ПР50.2.009.

Измерительным каналомсчитают всю совокупность технических средств, используемых для измеренийпараметров СТС от точки «отбора» информации о параметре до шкалы, табло, экранадисплея, диаграммы регистрирующего прибора или распечатки на бланке.

5.5 Методы и средстваповерки средств измерений должны обеспечивать заданные параметры методикповерки. Параметры методик поверки устанавливают исходя из критериевдостоверности поверки. Критерии достоверности и параметры методик поверкиустанавливают в проектной, конструкторской или технологической документации наСТС или технические средства, указанные в 4.5 настоящего стандарта, в соответствии с МИ 187 и МИ 188.

В соответствии сустановленными параметрами методик поверки выбирают или разрабатываютсоответствующие методы и средства поверки.

5.6 Дополнительнаяинформация, возникающая за счет функциональной связи измеряемых параметров СТС,должна быть использована для контроля работоспособности средств измерений иизмерительных каналов ИИС, ИВК и АСУ ТП в процессе функционирования СТС.Типичными видами взаимосвязи параметров, которые могут быть использованы дляконтроля работоспособности средств измерений и измерительных каналов, могутбыть: баланс расходов в системе трубопроводов, связь давления и температурыгаза в замкнутом объеме, расходные коэффициенты (отношение количеств продукциина выходе и сырья на входе технологической установки) и т.п.

ПРИЛОЖЕНИЕА
(рекомендуемое)

МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА ПРОЕКТНОЙ, КОНСТРУКТОРСКОЙИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ СТС И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ СТС

При метрологическойэкспертизе выявляют ошибочные или недостаточно обоснованные решения,вырабатывают рекомендации по конкретным вопросам метрологического обеспечения.

А.1 Организация работ по проведению метрологической экспертизы

A.1.1 Метрологическую экспертизу техническогозадания на проектирование СТС или ее основных частей проводят эксперты из числаразработчиков СТС или компетентная организация.

А.1.2 Метрологическую экспертизупроектной документации проводят при приемке эскизного или технического проектаСТС специально выделенной группой специалистов из состава комиссии по приемкепроекта. В состав группы включают специалистов-метрологов из государственныхнаучных метрологических центров и технических комитетов по метрологии.

По решению заказчика СТСметрологическая экспертиза может быть проведена при приемке рабочего проектаСТС.

Метрологическую экспертизупроектной документации действующей СТС проводят по решению руководителяпредприятия, эксплуатирующего СТС, или руководителя вышестоящей организацииспециально назначенной комиссией специалистов с участием представителейгосударственных научных метрологических центров.

А.1.3 Конструкторскую итехнологическую документации на отдельные части СТС или технические средства,предназначенные для обеспечения безопасности CTС, подвергаютметрологической экспертизе в процессе ее разработки экспертами-метрологамипредприятия или экспертами, из числа разработчиков документации.

Конкретные виды документов,этапы их разработки, подразделения или лица, проводящие метрологическуюэкспертизу, устанавливают в документе предприятия, разрабатывающегодокументацию (инструкция, распоряжение и т.п.).

Метрологическую экспертизуконструкторской и технологической документация на отдельные части действующейСТС проводят метрологические службы предприятия, эксплуатирующего СТС.

А.2 Основные задачи метрологической экспертизы

А.2.1 Метрологическая экспертиза технического задания (ТЗ)

В ТЗ анализируют исходныеданные, на основе которых осуществляют выбор измеряемых величин, назначениетребований к точности измерений, выбор или разработку методик и средствизмерений, определяют методы и средства метрологического обслуживания средствизмерений.

А.2.1.1 В ТЗ на СТСпроверяют наличие и четкость формулировок следующих характеристик:

- требования к надежностиСТС, их систем контроля и управления, другим частям СТС, к техническимсредствам, используемым для обеспечения безопасности СТС;

- нормальные условияэксплуатации СТС, условия, в которых должна функционировать СТС иобеспечиваться ее безопасность при возникновении техногенных аварий и катастрофи ликвидации их последствий (параметры питания, окружающей среды, различных воздействийи факторов, возможности обслуживания СТС, включая их системы контроля иуправления и т.п.);

- требования к персоналу,выполняющему измерения при обслуживании СТС;

- условия транспортирования,хранения, строительства (монтажа), ликвидации и утилизации СТС.

А.2.1.2 К анализируемымисходным данным в ТЗ на системы контроля и управления СТС относят следующиехарактеристики для нормальных условий эксплуатации, а также для условийтехногенных аварий и катастроф и ликвидации их последствий:

- номенклатуру измеряемыхпараметров (она должна удовлетворять требованиям 5.1 настоящего стандарта);

- требования к достоверностиизмерительного контроля (вероятность неверных решений из-за погрешностиизмерений должна составлять заданную долю от вероятности неисправного состоянияСТС или ее части);

- требования к точностиизмерений параметров (должны быть установлены в соответствии с 5.2настоящего стандарта);

-требования к надежности ипогрешности средств измерений, измерительных каналов ИИС, ИВК и АСУ ТП (этитребования должны быть согласованы с предыдущими и должны учитывать возможностьвозникновения методических и других неинструментальных составляющих погрешностиизмерений);

- условия транспортирования,хранения, монтажа, эксплуатации, обслуживания, ликвидации и утилизации средствизмерений (эти условия должны быть согласованы с условиями для СТС);

- требования к критериям ипараметрам методик поверки средств измерений, условия проведения поверки.

А.2.2 Метрологическая экспертиза проектной документации на CTС, систем контроля и управленияСТС

К анализируемым объектам ихарактеристикам в проектной документации относят:

- номенклатуру измеряемыхпараметров (должна быть адекватна характеристикам, по которым оцениваютсостояние СТС и принимают меры по обеспечению ее безопасности, и устанавливаютна основе модели контролируемого объекта; наименования измеряемых величин недолжны допускать различных толкований);

- точность измерений (должнаудовлетворять установленным в ТЗ на систему контроля и управления требованиям,а при отсутствии такого ТЗ требованиям 5.2 настоящего стандарта);

- способы оцениванияточности измерений (должны основываться на соответствующих методических документахГСИ);

- методики выполненияизмерений (анализируют: соответствие ГОСТ 8.010, возможность их реализации взаданных условиях, обоснованность затрат на измерения и трудоемкость, а также,если методика не аттестована, - программу и методику метрологическойаттестации);

- средства измерений(проверяют: утверждение типа, соответствие надежности и метрологическиххарактеристик установленным требованиям, возможность эксплуатации в заданныхусловиях, наличие методов и средств поверки, которые можно реализовать напредприятии, эксплуатирующем СТС, или имеются в соответствующем органегосударственной метрологической службы, возможности встроенных средств поверки,алгоритмы и устройства самоповерки и контроля работоспособности в условияхфункционирования СТС, использование для этих целей избыточности измерительнойинформации в ИИС и АСУ ТП);

- алгоритмы обработкирезультатов наблюдений, если алгоритм не аттестован в соответствии с МИ 2174(определяют: соответствие результата обработки измеряемой величине, наличие методическойпогрешности и ее значимость в суммарной погрешности измерений).

Если в материалах проектаСТС содержатся описание процедур и результаты испытании СТС или ее частей, токроме указанных объектов и характеристик анализируют следующие:

- соответствие условийиспытаний условиям эксплуатации, а также возникающим при техногенных авариях икатастрофах и ликвидации их последствий;

- методы и средстваизмерений параметров СТС и внешних воздействий при испытаниях (соответствиепогрешности измерений задачам испытаний);

- наличие составляющейпогрешности результата испытаний, вызванной неточностью установления режима ивнешних воздействий при испытаниях, объективность ее оценки и значимость этойсоставляющей в погрешности результата испытаний.

А.2.3. Во всей техническойдокументации, подвергаемой метрологической экспертизе, контролируютсоответствие метрологических терминов, наименований измеряемых величин иобозначений их единиц установленным в соответствующих нормативных документах.

А.3. Оформление и реализация результатов метрологической экспертизы

А.3.1 Результатыметрологической экспертизы документации на объекты, указанные в 1.1и 1.3,излагают в экспертном заключении, которое утверждает руководитель организации,проводившей метрологическую экспертизу.

А.3.2 Результатыметрологической экспертизы эскизного или технического проекта (1.2) излагают в соответствующих материалахкомиссии по приемке проекта (акт и т.п.).

А.3.3 По замечаниям ипредложениям, изложенным в экспертных заключениях или материалах комиссии,которые не могут быть реализованы разработчиками документации в короткие сроки,составляют и утверждают в установленном порядке план мероприятий посовершенствованию метрологического обеспечения контроля состояния СТС (илисоответствующий раздел плана мероприятий по реализации замечаний и предложенийкомиссии по приемке проекта).

А.3.4 Контроль зареализацией замечаний и предложений по совершенствованию метрологическогообеспечения, изложенных в экспертном заключении, а также за выполнением планамероприятий осуществляет метрологическая служба предприятия-заказчика СТС илипредприятия, эксплуатирующего СТС, либо подразделение этого предприятия,назначенное руководителем предприятия.

ПРИЛОЖЕНИЕБ
(справочное)

ТИПИЧНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ И ПРИЧИНЫ ИХ ВЫЗЫВАЮЩИЕ

При анализе составляющихпогрешности измерений необходимо учитывать условия функционирования СТС привозникновении, чрезвычайных ситуаций и ликвидации их последствий.

Б.1 Методические составляющие погрешности измерений

Б.1.1 Неадекватность принятой модели контролируемомуобъекту

Пример. Прочность,запрессовки детали определяет надежность функционирования ответственного узла СТСв условиях чрезвычайных ситуаций. Механическая обработка детали (тела вращения)приводит к определенным отклонениям от правильной цилиндрической формы.Прочность запрессовки детали определяют средним диаметром сечения, которыйнеобходимо было бы измерять. С целью упрощения модель детали принимается в видецилиндра правильной формы, а в качестве измеряемой величины - диаметр описаннойокружности. Таким образом, неадекватность принятой модели приводит ксоответствующей методической составляющей погрешности измерений.

Б.1.2 Отклонения аргументов функции, связывающейизмеряемую величину с величиной на «входе» средства измерений (первичногоизмерительного преобразователя), от принятых значений

Пример. Измерение массыжидкого топлива в резервуаре осуществляют с помощью поплавкового уровнемера.При этом принимают определенное (номинальное) значение плотности жидкости.Отклонения от принятого значения плотности жидкости (из-за измененийтемпературы, состава и т.п.) приводят к указанному виду методической составляющейпогрешности измерений.

Б.1.3 Отклонения разницы между значениями измеряемойвеличины на «входе» средства измерений и в «точке» отбора (погрешностьпередачи) от принятых значений

Пример. Измерениеабсолютного давления в конденсаторе турбины можно осуществлять с помощьюизмерительного канала с датчиком абсолютного давления, соединенного с «точкой»отбора импульсной трубкой. При колебаниях давления и температуры плотностьсреды (конденсата) в импульсной трубке может отклоняться от принятых значенийприводить к колебаниям давления столба среды в импульсной трубке исоответствующей методической составляющей погрешности измерений давления всосуде.

Б.1.4 Отклонение алгоритма вычислений от функции, строгосвязывающей результаты наблюдений с измеряемой величиной

Пример. Вместо функциисинуса ЭВМ вычисляет соответствующий ряд.

Б.1.5 Погрешности отбора и приготовления проб (прихимических анализах)

Пример. Пробу отбирают наскладе из верхних (доступных) слоев продукта и по этой причине она не полностьюотражает его средний состав.

Б.2 Инструментальные составляющие погрешности измерений

Б.2.1 Основные погрешности идополнительные статические погрешности средств измерений, вызываемые медленноменяющимися внешними влияющими величинами.

Б.2.2 Погрешности,вызываемые ограниченной разрешающей способностью средств измерений.

Б.2.3 Динамическиепогрешности средств измерений (погрешности, вызываемые инерционными свойствамисредств измерений).

Б.2.4 Погрешности,вызываемые взаимодействием средств измерений с объектом измерений и спредвключенными средствами измерений.

Б.3 Погрешности, вносимые оператором (субъективные погрешности)

Б.3.1 Погрешности считываниязначений измеряемой величины со шкал и диаграмм.

Б.3.2 Погрешности обработкидиаграмм (без применения технических средств).

Б.3.3 Погрешности, вызванныевоздействием оператора на объект и средства измерений (например теплоизлучениеоператора).

Б.4 При анализе составляющихпогрешности измерений целесообразно использовать МИ 1967.