ЦИФРОВИЗАЦИЯ МОНИТОРИНГА ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ И УМНЫЕ СИЗ КАК ИНСТРУМЕНТ СНИЖЕНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ РИСКОВ В АРКТИКЕ

DIGITALIZATION OF WORKING ENVIRONMENT MONITORING AND SMART PPE AS A TOOL FOR OCCUPATIONAL RISK REDUCTION IN THE ARCTIC

Polyakova Nina Maksimovna

Master’s student, Department of Technosphere Safety, Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

Litvinova Natalya Anatolyevna

Scientific Supervisor, Doctor of Technical Sciences, Professor, Department of Technosphere Safety, Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

АННОТАЦИЯ

В работе исследована проблема снижения профессиональных рисков персонала на объектах добычи и подготовки углеводородов в условиях Крайнего Севера. На основе полуколичественной модели Файна-Кинни обоснована необходимость управляемого сокращения фактора экспозиции работника в агрессивной производственной среде. Предложена комплексная цифровая система превентивного контроля, включающая бесконтактную диагностику технологического оборудования (стационарные тепловизоры и ультразвуковые акустические камеры), автоматизацию операций дренирования, а также интеграцию «умных» средств индивидуальной защиты с датчиками неподвижности, встроенными газоанализаторами и телеметрией функционального состояния работника. Доказано, что цифровизация мониторинга позволяет перевести интегральный профессиональный риск в допустимую категорию и минимизировать влияние экстремального климата Арктики.

ABSTRACT

The paper investigates the problem of reducing occupational risks for personnel at hydrocarbon production and processing facilities in the Far North. Based on the Fine-Kinney semi-quantitative model, the necessity of a managed reduction of the worker exposure factor in an aggressive production environment is substantiated. A comprehensive digital preventive monitoring system is proposed, including contactless diagnostics of technological equipment (stationary thermal imagers and ultrasonic acoustic cameras), automation of drainage operations, and the integration of «smart» personal protective equipment with immobility sensors, built-in gas detectors, and telemetry of the worker's functional state. It is demonstrated that monitoring digitalization allows transferring the integral occupational risk into an acceptable category and minimizing the impact of the extreme Arctic climate.

Ключевые слова: техносферная безопасность; профессиональный риск; метод Файна-Кинни; цифровая трансформация; умные СИЗ; тепловизионный мониторинг; ультразвуковая камера; Крайний Север.

Keywords: technosphere safety; occupational risk; Fine-Kinney method; digital transformation; smart PPE; thermal imaging monitoring; ultrasonic camera; Far North.

Освоение углеводородных месторождений в климатических условиях Ямало-Ненецкого автономного округа сопряжено с уникальным комплексом рисков, где экстремальные природные факторы накладываются на тяжелые техногенные условия эксплуатации оборудования под высоким давлением [1, 2]. По результатам специальной оценки условий труда на объектах газодобычи наиболее неблагоприятная обстановка традиционно формируется в машинных залах дожимных компрессорных станций (ДКС), где рабочие места машинистов технологических компрессоров классифицируются классом вредности 3.3 [3, 4].

При этом внедрение исключительно строительно-акустических мероприятий и пассивных барьеров безопасности не решает проблему полностью, поскольку специфика регламентных работ требует личного присутствия человека в опасных зонах [3]. В связи с этим ключевым вектором совершенствования системы управления техносферной безопасностью становится цифровизация контроля производственной среды и дистанционирование персонала [5].

В соответствии с концепцией риск-ориентированного подхода оценка уровня угрозы базируется на полуколичественном методе Файна-Кинни, где совокупный индекс риска определяется выражением [6]:

R=W×E×C,

где W – это вероятность наступления опасного события;

E – частота и продолжительность нахождения работника в опасной зоне (подверженность/экспозиция); C – степень тяжести возможных последствий [1, 2].

В условиях газокомпрессорного производства параметр

C практически неизменен, так как любая аварийная разгерметизация контура высокого давления несет катастрофические последствия [2]. Вероятность W обусловлена заводской надежностью оборудования и качеством технического обслуживания [2]. Следовательно, наиболее чувствительным и управляемым параметром является показатель экспозиции E [1, 2]. Достижение нормативного уровня безопасности возможно только путем физического вывода человека из агрессивной среды за счет роботизации и внедрения систем непрерывной цифровой телеметрии [5].

Традиционный регламент обхода машинного зала предполагает нахождение работника в зоне воздействия шума интенсивностью до 102 дБА и паров токсичных углеводородов не менее 30 минут за смену [2, 7]. Для устранения субъективного органолептического контроля предлагается комплекс цифровой бесконтактной диагностики [2]:

1. Стационарные тепловизионные матрицы, ориентированные на узлы трения газоперекачивающих агрегатов (ГПА). В режиме 24/7 система фиксирует градиенты температур опорно-упорных подшипников нагнетателей и выхлопных трактов газовых турбин, исключая необходимость приближения машиниста к высокотемпературным поверхностям [1, 2].

2. Направленные ультразвуковые акустические камеры. Приборы фиксируют акустическую эмиссию в высокочастотном диапазоне (20–100 кГц), формируя визуализированную тепловую карту утечек газа непосредственно на видеоизображении фланцевых соединений и сухих газовых уплотнений [1, 2].

3. Автоматизация дренирования сепараторов. Замена ручных вентилей на дублированные электромагнитные клапаны с волноводными радарными уровнемерами позволяет перевести процесс сброса водометанольной смеси в автоматический режим под управлением АСУ ТП, полностью устраняя риски острых отравлений метанолом и контактных криогенных обморожений из-за дроссельного эффекта Джоуля-Томсона [1, 2].

Внедрение указанных цифровых комплексов позволяет безопасно сократить время регламентного обхода цеха с 30 до 10 минут за смену, снижая расчетный параметр E по методу Файна-Кинни в 3 раза, что переводит интегральный индекс профессионального риска из зоны «существенного» (R>150)в категорию «приемлемого» (R<70) [2, 6].

При выполнении наружных работ в условиях Арктики технические средства коллективной защиты должны дополняться цифровыми индивидуальными решениями [8]. Для климатических условий ЯНАО разработан концепт интеграции «умных» СИЗ на базе спецодежды для IV и Особого климатических поясов (ГОСТ 12.4.303 – 2016) [2, 9]:

• Модуль Man-down (контроль неподвижности): акселерометрический трекер в защитной каске передает экстренный сигнал дежурному диспетчеру при отсутствии движения работника свыше 60 секунд или падении с высоты [2].

• Индивидуальный микрогазоанализатор: встроенный в плечевую зону костюма портативный детектор непрерывно передает в общую беспроводную сеть данные о концентрации паров метанола и метана в зоне дыхания [2].

• Биометрический трекинг: носимый браслет регистрирует частоту сердечных сокращений и температуру кожных покровов, выявляя переохлаждение на ранней стадии и предотвращая развитие сердечно-сосудистых кризов, спровоцированных синдромом полярного напряжения [1, 2].

Комплексный переход к цифровизации производственного контроля и внедрение «умных» СИЗ обеспечивают системную модернизацию охраны труда на газоконденсатных месторождениях Крайнего Севера [2, 5]. Снижение физической экспозиции машиниста компрессорных установок в агрессивной среде в сочетании с онлайн-мониторингом физиологических параметров позволяет кардинально уменьшить вероятность производственного травматизма и профессиональной заболеваемости, обеспечивая реализацию нулевого травматизма (Vision Zero) в Арктической зоне РФ [2, 6].

Список литературы:

1. Бахтияров А.И. Специфика условий труда на газоконденсатных месторождениях Крайнего Севера // Вестник техносферной безопасности. – 2023. – № 4. – С. 45⁠–⁠52.
2. СанПиН 1.2.3685⁠–⁠21. Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания: утверждены постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 28 янв. 2021 г. № 2 // СПС «КонсультантПлюс». – URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_375782/ (дата обращения: 10.10.2026).
3. Шипилов Р.М. Перспективы применения «умных» средств индивидуальной защиты в нефтегазовой отрасли // Безопасность труда в промышленности. – 2023. – № 8. – С. 12⁠–⁠18.
4. ГОСТ 12.0.230.5⁠–⁠2018. Система стандартов безопасности труда. Системы управления охраной труда. Методы оценки риска для обеспечения безопасности выполнения работ: межгосударственный стандарт: введен 01.06.2019. – Москва: Стандартинформ, 2018. – 32 с.
5. Тимофеева С.С. Оценка профессиональных рисков в нефтегазовой отрасли: монография. – Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2021. – 186 с.
6. Бабанов С.А., Будаш Д.С. Профессиональные болезни: учебник. – Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2020. – 576 с.
7. ГОСТ 12.4.303⁠–⁠2016. Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная для защиты от пониженных температур. Технические требования: межгосударственный стандарт: введен 01.10.2017. – Москва: Стандартинформ, 2017. – 24 с.