Об опасных технологиях, их источниках и нормативных ловушках
Любая опасность объекта или вещества измеряется темпом изменения их внутренней структуры с последующим изменением свойств и функций. Этот темп может быть естественным, но может и меняться под воздействием различных нагрузок. Задача ученых — сделать этот темп регулируемым там, где это важно для человека. Пока же это не получается. Причина, скорее всего, лежит в разделенности наук, в рамках которых классифицированы процессы с разными темпами разрушения структур. В физике, например, темп разрушения вещества назвали «периодом полураспада», в биологии — «гниением» и «тлением», в медицине — «разложением», в механике — «разрушением», а в химии — «окислением».
Единые закономерности структурных изменений в веществах до сих пор никем не обозначены. Пока всем понятно, что под воздействием механических, вибрационных и радиационных нагрузок и при наличии внутренних дефектов в структуре темп ее разрушения увеличивается.
При этом полноценных исследований пороговых значений нагрузок, при воздействии которых темпы изменений структуры вещества становятся критическими, не проводятся. Даже зная, например, то, что изменения в структуре органических веществ начинаются уже при вибрациях 30 Гц, никто не проводит оценку пороговых значений транспортных или технологических нагрузок хотя бы на наиболее чувствительные к таким нагрузкам азотосодержащие вещества и материалы на их основе.
Поэтому в промышленных технологиях темпы изменения структуры используемых веществ всегда были и остаются до настоящего времени нерегулируемыми. Но это не означает, что технологии, в которых применяются такие вещества и материалы в качестве исходного сырья, должны автоматически иметь статус «опасных» или даже «особо опасных». Такая нормативная чехарда необходима только для того, чтобы изменить направления финансовых потоков от технологов, инженеров и проектантов в сторону служб обеспечения промышленной безопасности, надзорных органов и страховых компаний.
К настоящему времени именно из-за непонимания разницы между опасностью и безопасностью в промышленных технологиях сформировались три источника опасности, которые являются вынужденными проектными ошибками или недоработками.
Первая проектная ошибка была допущена из-за того, что предыдущие поколения инженеров не нашли способов и методов наблюдения за динамикой поведения параметров вещества и не разработали варианты остановить его аномальное поведение, когда, например, концентрация продуктов его разложения приближается к своему пороговому уровню. Таких задач в 20-м веке никто и не ставил. Поэтому мы умеем только ликвидировать последствия аварии, а как предотвращать процесс ее зарождения на самой первой стадии, мы не знаем и не желаем знать. Хотя все возможности для этого у нас есть.
Надо полагать, что эта вынужденная или запланированная проектная издержка породила в технологиях первый источник опасности: отсутствие систем контроля состояния и поведения веществ и материалов в режиме реального времени. Естественно, что за прошедшие сто лет использования органического сырья и материалов на его основе негативным следствием одной такой проектной издержки стали не только аварии и разрушения объектов с огромными жертвами, но и постоянно растущие производственные затраты на обеспечение безопасности.
Задача проектанта 21-го века заключается в том, чтобы с использованием высокочувствительных сенсоров создать различные варианты наблюдения за поведением структурных связей, хотя бы у чересчур чувствительных химических соединений и быстродействующих механизмов автоматического останова аномального их поведения в объеме контейнера. Такие решения уже есть, и настала пора внедрять их в промышленные технологии.
Вторая проектная недоработка связана с конструкцией и принципами работы оборудования, используемого в технологических процессах синтеза сырья и его переработки в продукты. Все эти шестеренки, лопасти в смесителях, электрические приводы и возвратно-поступательные движения механизмов генерируют трение, электростатику и импульсные нагрузки, способные изменять структуру перерабатываемых веществ. Можно ли сегодня предложить для промышленных технологий способы воздействия на частицы вещества, исключающие их трение вообще? Да, можно.
Однако неисправимое желание приобрести оборудование с фиксированной (а не с регулируемой в широком диапазоне) производительностью увлекает нас в ловушку старого технического противоречия: «объем–производительность–опасность». Суть его в том, что я не могу увеличить объемы производства, так как производительность оборудования ограничена по причине опасности перерабатываемых веществ и материалов. Противоречие возникло еще в начале 20-го века, и три поколения инженеров не смогли разрешить его до сих пор.
Выход из этой ловушки видится только в стратегии постепенных преобразований технологических процессов за счет использования оборудования, функционирующего на новых (волновых и магнитных) принципах действия. Уже доказали свою безопасность резонансно-волновые смесители и магнитные реакторы. Задач на разработку такого оборудования пока никто не ставит. Но мы неизбежно придем к таким техническим решениям.
В качестве третьего проектного источника опасности можно уверенно назвать человека в производственной зоне. Его непредсказуемое поведение при выполнении технологических операций связано не только с физическими или психологическими нагрузками, но в первую очередь с его ожиданием будущих угроз, т. е. постоянными мыслями о их неизбежности. Такова уж у нас физиология стресса. После каждого очередного инструктажа по правилам поведения и выполнения опасных операций у человека в голове включается метафорический «сигнал опасности», ежедневное действие которого приводит к истощению организма, нервному срыву и болезням. Критический порог стресса у человека как исполнителя в системе «человек-машина» также существует, но его уровни не исследуются. Может быть, по этой причине любые рекомендации типа «не прикасайся», «не трогай» и «убегай от опасностей» не работают в производственных условиях. Не получается у человека на производстве как у животного в дикой природе, где всё просто: если ты убежал — проблемы закончились, а если не убежал, то проблемы тоже закончились, так как тебя съели.
Установление всё новых и новых норм поведения человека бесполезно и недопустимо еще и потому, что за каждую норму никто не несет ответственности. Здесь проектанту надо понять, что любые нормативные законы, акты или правила могут быть приемлемыми или неприемлемыми, правильными или неправильными, но их нельзя называть истинными или ложными, так как все они описывают не факты, а ориентиры замкнутого поведения человека в производственной зоне.
Выход у проектанта один: необходимо вывести человека из опасной зоны. Для этого сегодня существует масса технических решений, начиная от автоматизации, роботизации операций и заканчивая методами регулирования темпов разложения веществ и материалов с использованием волновых генераторов.
Таким образом, любая опасность, создаваемая в результате человеческой деятельности, проявляется как опасность только на уровне принятия решения ответственным лицом. В дальнейшем при эксплуатации технологии всем остается только приспосабливаться к этой опасности.
Кто же является этим загадочным лицом, принимающим решения об опасности или безопасности объекта?
Оказывается, в этом месте существует еще одна нормативная ловушка: для обоснования безопасности объекта (технологии) создаются три разных по сути и по содержанию документа. Есть «технико-экономическое обоснование», есть «техническое обоснование безопасности» и есть такой документ, как «эксплуатационное обоснование безопасности». Всё это, не считая еще и заключения экспертизы по промышленной безопасности, создает иллюзию работы по обеспечению безопасности и исключает любую ответственность проектанта технологического процесса. Можно, конечно же, назначить ответственным за всё руководителя промышленного объекта, в обязанности которого входит представление декларации о промышленной безопасности. Но и здесь присутствует важная оговорка: всё, что в таких декларациях пишется, основано на вероятностном анализе безопасности. Этот метод сегодня превратился из полезного инструмента ранжирования производственных систем в универсальное средство оценки приемлемости любого опасного объекта без количественных оценок последствий. А там, где вместо четкого количественного учета присутствуют вероятностные параметры счета, всегда возникают фундаментальная проблема «контроля за контролерами» и экономический интерес со стороны финансовых институтов, страховых компаний и надзорных служб. Последним очень выгодно убеждать всех в том, что повышение безопасности должно идти через регулирование и надзор.
Это новая угроза для промышленных технологий 20-го века, так как у нас на глазах идет процесс их технологического «забвения». Уже нет специалистов, которые могли бы модернизировать технологии начала 20-го века и тем более сделать их безопасными и безотходными. Все учатся только эксплуатировать, следуя нормам обеспечения промышленной безопасности.
Чтобы защититься от такой угрозы, надо бы вместо формальных деклараций разрабатывать конкретные технические задачи для инженеров, ученых и проектантов. Решая их, можно постепенными действиями в производственных зонах промышленных объектов нейтрализовывать все три существующих источника опасностей.
В этом случае понятие «безопасность» из состояния с определенной опасностью превращается в постепенный процесс сокращения и нейтрализации выявляемых источников опасности за счет волновых методов регулирования темпов разложения используемых веществ и материалов.
Именно на решение этой задачи и нацелено наше проектное технологическое сообщество.