Vestnik of Don State Technical UniversityVestnik of Don State Technical UniversityВестник Донского государственного технического университета1992-59801097910.12737/18270Машиностроение и машиноведениеMACHINE BUILDING AND MACHINE SCIENCEМашиностроение и машиноведениеHuman factor in a safety problem of high-duty welded objects Человеческий фактор в проблеме безопасности сварных объектов ответственного назначе-нияЛукьяновВиталий ФедоровичLukyanovVitaliy Федоровичvfl1@bk.ruКоробцовАлександр СергеевичKorobtsovAleksandr Сергеевичdstu.koras@yandex.ru2201201622012016161107114https://naukaru.ru/en/nauka/article/10979/view
Цель данной работы — изучение роли человеческого фактора в проблеме надежности ультразвукового контроля сварных объектов ответственного назначения. Проанализированы основные объективные и субъективные факторы, опре-деляющие надежность работы оператора человеко-машинных систем. Показано, что субъективные факторы подразделяются на три основные подгруппы: уровень под-готовленности, индивидуальные особенности и функцио-нальное состояние человека-оператора. На основе профес-сиографического подхода выявлены наиболее важные навыки операторов ультразвукового контроля (УЗК) и разработаны оригинальные тренажерные средства для их целенаправ-ленного формирования. Для обучения и комплексной оценки квалификации операторов УЗК сварных соединений раз-работано несколько модификаций компьютеризированного тренажера-экзаменатора. На основе проведенного анализа индивидуальных особенностей личности установлено, что в профессии оператора УЗК медико-биологическая структура человека играет важнейшую роль и обусловливает сразу несколько основных профессионально важных качеств. Экспериментально исследовано влияние функционального состояния операторов ультразвукового контроля на резуль-таты профессиональной деятельности.
The work goal is to study the human factor role in a safety problem of the ultrasonic testing of high-duty welded objects. The key objective and subjective factors determining the human reliability of the man-machine systems are analyzed. It is shown that subjective factors are divided into three main subgroups: the level of training, individual characteristics and functional state of the human-operator. On the basis of the job specification approach, the most important skills of the ultrasonic testing (UST) operators are determined, and the original training facilities for their purposeful development are worked out. Some modifications of the computerized simulator-examiner for training and the integrated proficiency assessment of the UST operators of the joint welds are developed. Based on the conducted analysis of the individual peculiarities of the personality, it is found that the medicobiologic structure of a person plays a crucial role and determines some basic professionally important qualities for the UST operator occupation. The influence of the functional state of the ultrasonic testing operators on the results of the professional activities is investigated by experiment.
В настоящее время техногенная безопасность является проблемой мирового масштаба. На территории России насчитывается около 100 тыс. опасных производств и объектов. Из них около 1,5 тыс. — ядерные, 3 тыс. — химические и биологические объекты особо высокой опасности. Следует отметить, что в подавляющем большинстве случаев речь идет о сварных конструкциях. Так, в стране насчитывается более 40 тыс. резервуаров, 22 тыс. городских мостов и путепроводов. В нефтяной и газовой промышленности эксплуатируются более 170 тыс. км магистральных газопроводов и более 50 тыс. км магистральных нефтепроводов [1].Выполненные в разных организациях исследования реальной дефектности сварных конструкций ответственного назначения показали, что технологические дефекты отмечаются даже при высоком техническом уровне процесса сварки. Так, при автоматической сварке сосудов давления на каждые 10 м шва в среднем приходится 3–4 дефекта, при ручной дуговой сварке их количество возрастает до 35. Согласно заключению Международного института сварки, этой причиной обусловлено около 40 % разрушений сосудов давления и трубопроводов. Проблема техногенной безопасности осложняется тем, что большая часть объектов ответственного назначения в нашей стране выработали плановый ресурс на 50–70 %. 25 % общей протяженности нефтепроводов эксплуатируются свыше 30 лет, 33 % — от 20 до 30 лет. Каждый год происходит 75–80 прорывов на магистральных нефтепроводах, что наносит огромный экологический ущерб. Около 60 % котельного оборудования ТЭС отработало нормативные сроки. Порядка 40 % российских атомных подводных лодок находятся на вооружении более 30 лет [2]. Один из главных путей решения проблемы безопасности данных объектов — их техническая диагностика на основе методов неразрушающего контроля (НК). При этом в 70–80 % случаев при неразрушающем контроле используется УЗК. Однако выявляемость дефектов в ответственных объектах штатным УЗК находится в пределах 45–70 %. Об этом свидетельствуют результаты реализации международной программы PISC (ProgramofInspectionofSteelComponents) [3] и данные российских исследований [4]. С 1997 года регулярно проводится Американо-Европейский семинар по надежности НК, на котором, в частности, была особо отмечена следующая проблема. Человеческий фактор существенно снижает потенциальную надежность и эффективность системы контроля. Таким образом, очевидна необходимость соответствующих научных исследований и разработка мер, позволяющих снизить негативное влияние указанного фактора [5].
Стеклов, О. И. Проблемные задачи сварочного производства в России / О. И. Стеклов // Сварочное производство. - 2000. - № 12. - С. 3-7.Steklov, О.I. Problemnye zadachi svarochnogo proizvodstva v Rossii. [Problem tasks of welding production in Russia.] Svarochnoe Proizvodstvo, 2000, no. 12, pp. 3-7 (in Russian).Диагностика технических устройств / Г. А. Бигус [и др.]. - Москва : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. - 587 с.Bigus, G.A., et al. Diagnostika tekhnicheskikh ustroystv. [Technical equipment diagnostics.] Moscow: Bauman MSTU Publ. House, 2014, 587 p. (in Russian).Crutzen, S. Summary of the PISC II project: PISC II report № 1 - June1985 / S. Crutzen // International Journal of Pressure Vessels and Piping. - 1987. - Vol. 28. - Р. 311-346.Crutzen, S. Summary of the PISC II project: PISC II report no. 1, June1985. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 1987, vol. 28, pp. 311-346.Щербинский, В. Г. Технология ультразвукового контроля сварных соединений / В. Г. Щербинский. - Москва : Тиссо, 2005. - 326 с.Shcherbinskiy, V.G. Tekhnologiya ul´trazvukovogo kontrolya svarnykh soedineniy. [Ultrasonic testing technology of welded joints.] Moscow: Tisso, 2005, 326 p. (in Russian).Американо-Европейский семинар по надежности НК / ООО «Изд. дом «Спектр» // Контроль. Диагностика. - 2000. - № 10. - С. 52.Amerikano-Evropeyskiy seminar po nadezhnosti NK. [US-European Workshop on NC Reliability.] Izdatel´skiy dom "SPEKTR". Testing. Diagnostics, 2000, no. 10, pp. 52 (in Russian).Гурвич, А. К. Надежность неразрушающего контроля как надежность комплекса «дефектоскоп - опера-тор - среда» / А. К. Гурвич // Дефектоскопия. -1992. - № 3. - С. 5-12.Gurvich, А.К. Nadezhnost´ nerazrushayushchego kontrolya kak nadezhnost´ kompleksa «defektoskop - op-erator - sreda». [Non-destructive testing reliability as reliability of the “flaw detector - operator - environment” complex.] Russian Journal of Nondestructive Testing, 1992, no. 3, pp. 5-12 (in Russian).Коробцов, А. С. Тренажер для целенаправленного формирования навыков сканирования у операторов УЗК / А. С. Коробцов, В. Ф. Лукьянов, Э. П. Горбачевская // Контроль. Диагностика. - 2004. - № 11. - С. 51-53.Korobtsov, А.S., Lukyanov, V.F., Gorbachevskaya, E.P. Trenazher dlya tselenapravlennogo formirovaniya na-vykov skanirovaniya u operatorov UZK. [Simulator for the purposeful formation of scanning skills of ultrasonic testing operators.] // Testing. Diagnostics. 2004, no. 11, pp. 51-53 (in Russian).Лукьянов, В. Ф. Экзаменатор надежности оператора УЗК / В. Ф. Лукьянов, А. С. Коробцов, Н. П. Алешин // Дефектоскопия. - 1995. - № 10. - С. 38-43.Lukyanov, V.F., Korobtsov, А.S., Aleshin, N.P. Ekzamenator nadezhnosti operatora UZK. [Examiner of ultrason-ic testing operator reliability.] Russian Journal of Nondestructive Testing, 1995, no. 10, pp. 38-43 (in Russian).Коробцов, А. С. Методики создания искусственных дефектов заданных размеров и местоположения / А. С. Коробцов // Заводская лаборатория. - 2004. -№ 11. - С. 51-53.Korobtsov, А.S. Metodiki sozdaniya iskusstvennykh defektov zadannykh razmerov i mestopolozheniya. [Methods of creation of artificial defects of the specified sizes and location.] Industrial laboratory. Material diagnostics. 2004, no. 11, pp. 51-53 (in Rus-sian).Коробцов, А. С. Человеческий фактор в производственной деятельности / А. С. Коробцов, М. В. Сагирова // Проблемы теории и практики управления. - 2012. - № 4. - С. 48-51.Korobtsov, А.S., Sagirova, M.V. Chelovecheskiy faktor v proizvodstvennoy deyatel´nosti. [Human factor in pro-duction activities.] Theoretical and Practical Aspects of Management, 2012, no. 4, pp. 48-51 (in Russian).Коробцов, А. С. Человеческий ресурс в системе менеджмента качества сварочной продукции / А. С. Коробцов // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2011. - № 9 - С. 1611-1620.Korobtsov, А.S. Chelovecheskiy resurs v sisteme menedzhmenta kachestva svarochnoy produktsii. [Human re-source in quality management system of welded products.] Vestnik of DSTU, 2011, no. 9, pp. 1611-1620 (in Russian).Коробцов, А. С. Роль оператора в обеспечении достоверности ультразвукового контроля опасных объектов / А. С. Коробцов // Безопасность жизнедеятельности. - 2007. - № 12. - С. 4-9.Korobtsov, А.S. Rol´ operatora v obespechenii dostovernosti ul´trazvukovogo kontrolya opasnykh ob´´ektov. [The role of operator in adequacy of ultrasonic testing of hazardous objects.] Life Safety, 2007, no. 12, pp. 4-9 (in Russian).Коробцов, А. С. Влияние функционального состояния оператора УЗК на результаты профессиональной деятельности / А. С. Коробцов // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Проблемы машиностроения. -2005. - Специальный выпуск. - С. 108-112.Korobtsov, А.S. Vliyanie funktsional´nogo sostoyaniya operatora UZK na rezul´taty professional´noy deyatel´nosti. [Influence of the functional state of ultrasonic testing operator on the professional activities results.] University News. North-Caucasian region. Machine Building problems. 2005, Spec. Iss., pp. 108-112 (in Russian).