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1,安全系統(tǒng)工程,上節(jié)回顧： 一、安全系統(tǒng)工程的概念 二、安全系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展 三、安全系統(tǒng)工程的研究對(duì)象和研究?jī)?nèi)容 安全系統(tǒng)工程是專(zhuān)門(mén)研究如何用系統(tǒng)工程的原理和方法確保實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全功能的科學(xué)技術(shù)。其主要技術(shù)手段有系統(tǒng)安全分析、系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)和安全決策與事故控制。,2,第二章 系統(tǒng)安全分析,主要內(nèi)容： 什么是系統(tǒng)安全分析？ 系統(tǒng)安全分析方法介紹,3,第二章 系統(tǒng)安全分析,了解系統(tǒng)安全分析的目的、系統(tǒng)安全分析方法的選擇原則 熟悉常用的系統(tǒng)安全分析方法的功能、特點(diǎn)及原理 掌握常用的系統(tǒng)安全分析方法的分析過(guò)程、計(jì)算方法，并會(huì)對(duì)給定條件的系統(tǒng)進(jìn)行分析,4,第一節(jié) 概 述,1．什么是系統(tǒng)安全分析？ 系統(tǒng)安全分析：就是采用安全系統(tǒng)工程的方法和原理找出影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的各種事件出現(xiàn)的條件以及可能導(dǎo)致的后果，尋求消除和控制危險(xiǎn)的對(duì)策，最大限度地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全。,5,第一節(jié) 概 述,2．系統(tǒng)安全分析的方法 系統(tǒng)安全分析方法有多種，可適用于不同的系統(tǒng)安全過(guò)程分析。在危險(xiǎn)因素辨識(shí)中得到廣泛應(yīng)用的系統(tǒng)安全分析方法主要有：,6,第一節(jié) 概 述,（1）安全檢查表； （2）預(yù)先危險(xiǎn)性分析（PHA）； （3）故障類(lèi)型和影響分析（FMEA） （4）危險(xiǎn)性和可操作性研究（HAZOP） （5）事件樹(shù)分析（ETA）； （6）事故樹(shù)分析（FTA）； （7）系統(tǒng)可靠性分析（SRA） （8）因果分析（CCA）。,7,第一節(jié) 概 述,系統(tǒng)安全分析方法的使用范圍,系統(tǒng)安全分析的最終目的是辨識(shí)危險(xiǎn)源,8,第二節(jié) 安全檢查和安全檢查表,一、安全檢查 1、安全檢查的目的和作用 ◆目的：及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除生產(chǎn)過(guò)程中由于設(shè)備、工作環(huán)境、人員操作等存在的可能發(fā)生事故的隱患，防止事故發(fā)生。 ◆作用：發(fā)現(xiàn)不安全狀態(tài)、不安全行為以及管理缺陷的有效途徑。,9,一、安全檢查,2、安全檢查的內(nèi)容 安全檢查內(nèi)容包括 查思想、查管理、查隱患、查整改。 查思想：是否樹(shù)立“安全第一、預(yù)防為主”的方針 查管理：安全管理的各項(xiàng)具體措施 查隱患：檢查現(xiàn)場(chǎng)操作隱患 查整改：檢查對(duì)上一次檢查出的問(wèn)題是否進(jìn)行整改,10,一、安全檢查,3、安全檢查的形式和內(nèi)容 按檢查的性質(zhì)，安全檢查的形式可分為 ●一般性檢查 ●專(zhuān)業(yè)檢查 ●季節(jié)性安全檢查 ●節(jié)假日前后的檢查 。,11,二、安全檢查表,1：安全檢查表? 安全檢查表是把工程、工藝、設(shè)備、操作環(huán)境、管理等方面的不安全因素，以提問(wèn)的方式列成表格。通俗來(lái)說(shuō)就是為檢查某一系統(tǒng)的安全狀況而事先擬好的安全檢查項(xiàng)目清單。,12,二、安全檢查表,安全檢查表是最早開(kāi)發(fā)的一種系統(tǒng)安全性分析方法，也是最基礎(chǔ)、最簡(jiǎn)便的識(shí)別危險(xiǎn)性的方法。 盡管后來(lái)又開(kāi)發(fā)出許多新的安全性分析和安全性評(píng)價(jià)方法，但安全檢查表至今仍是廣大科技人員和管理干部樂(lè)于應(yīng)用的一種安全診斷和危險(xiǎn)性識(shí)別方法。,13,二、安全檢查表,2、安全檢查表形式 形式多種，無(wú)統(tǒng)一格式 例如1 例如2,14,二、安全檢查表,3、安全檢查表的編制 ◆編制依據(jù)： ①有關(guān)的規(guī)程、規(guī)范、規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。 例如：制定壓力容器檢查表時(shí)，應(yīng)根據(jù)壓力容器監(jiān)察規(guī)程等法規(guī)編制檢查內(nèi)容和要求。,15,二、安全檢查表,②國(guó)內(nèi)外的事故案例。 廣泛搜集國(guó)內(nèi)外同行業(yè)和同類(lèi)裝置已發(fā)生的事故的資料，根據(jù)已發(fā)生事故的原因，結(jié)合本單位的實(shí)際，將有可能導(dǎo)致發(fā)生的危險(xiǎn)因素列出來(lái)，以便經(jīng)常檢查，預(yù)防事故發(fā)生。,16,二、安全檢查表,③本單位的經(jīng)驗(yàn)。 由本單位技術(shù)人員、生產(chǎn)管理人員、安技人員和操作人員共同總結(jié)生產(chǎn)操作經(jīng)驗(yàn)，分析導(dǎo)致事故的各種潛在危險(xiǎn)因素和外界環(huán)境條件，列入表內(nèi)進(jìn)行檢查。,17,二、安全檢查表,④系統(tǒng)安全分析方法的結(jié)果。 例如，將采用事故樹(shù)或故障類(lèi)型及影響分析等方法分析結(jié)果及查出的危險(xiǎn)因素列成檢查表，進(jìn)行檢查。,18,二、安全檢查表,◆編制步驟： ①熟悉系統(tǒng)。包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、工藝流程、操作條件、布置和已有的安全衛(wèi)生設(shè)施。 ②搜集有關(guān)安全的法規(guī)、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)、制度及本系統(tǒng)過(guò)去發(fā)生事故的資料，作為編制安全檢查表的依據(jù)。,19,二、安全檢查表,③按功能或結(jié)構(gòu)將系統(tǒng)劃分成子系統(tǒng)或單元，逐個(gè)分析潛在的危險(xiǎn)因素。 ④針對(duì)危險(xiǎn)因素和有關(guān)法規(guī)制度及過(guò)去事故教訓(xùn)和本單位的經(jīng)驗(yàn)，確定安全檢查表的檢查要點(diǎn)和內(nèi)容，然后按照一定的要求列成表格 。,20,二、安全檢查表,4．安全檢查表的優(yōu)點(diǎn) ①安全檢查是企業(yè)安全管理的一種重要手段。采用安全檢查表可以避免傳統(tǒng)的安全檢查中容易發(fā)生疏忽、遺漏等弊端，做到全面找出系統(tǒng)危險(xiǎn)因素和薄弱環(huán)節(jié)。,21,4．安全檢查表的優(yōu)點(diǎn),②編制安全檢查表的依據(jù)之一是有關(guān)的安全規(guī)程、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。因此，使用安全檢查表進(jìn)行檢查，可以監(jiān)督各項(xiàng)安全法規(guī)、規(guī)章制度執(zhí)行情況，使安全檢查工作標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。,22,4．安全檢查表的優(yōu)點(diǎn),③不同的檢查對(duì)象有不同的檢查表，檢查人員依據(jù)安全檢查表進(jìn)行安全檢查，其檢查結(jié)果可作為檢查人員履行檢查職責(zé)的憑據(jù)，更好地實(shí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制。 ④安全檢查表簡(jiǎn)明易懂，實(shí)施方便，易于掌握。,23,4．安全檢查表的優(yōu)點(diǎn),⑤應(yīng)用范圍廣，不僅可以用于工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收及機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造等方面，而且也可以用于在役裝置的日常操作、作業(yè)環(huán)境、人員行為、運(yùn)行狀態(tài)及組織管理各個(gè)方面。,24,5．安全檢查表的種類(lèi)和內(nèi)容,根據(jù)用途和安全檢查表的內(nèi)容，安全檢查表可分為以下幾種類(lèi)型： （1）審查設(shè)計(jì)的安全檢查表 （2）廠(chǎng)級(jí)的安全檢查表 （3）車(chē)間安全檢查表 （4）工段及崗位的安全檢查表 （5）專(zhuān)業(yè)性安全檢查表,25,（1）審查設(shè)計(jì)的安全檢查表,新建、改建和擴(kuò)建的廠(chǎng)礦企業(yè)，革新、挖潛的工程項(xiàng)目，都必須與相應(yīng)的安全衛(wèi)生設(shè)施同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工和同時(shí)投產(chǎn)，即利用“三同時(shí)”原則全面、系統(tǒng)地審查工程的設(shè)計(jì)、施工和投產(chǎn)等各項(xiàng)的安全狀況。檢查表中除了以列入的檢查項(xiàng)目外，還要列入設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則、標(biāo)準(zhǔn)和必要數(shù)據(jù)。用于設(shè)計(jì)安全檢查表主要應(yīng)包括廠(chǎng)址選擇、平面布置、工藝過(guò)程、裝置的布置、建筑物與構(gòu)筑物、安全裝置與設(shè)備、操作的安全性、危險(xiǎn)物品的貯存以及消防設(shè)施等方面。,26,（2）廠(chǎng)級(jí)的安全檢查表,這類(lèi)安全檢查表是全廠(chǎng)進(jìn)行安全檢查，安全分析與評(píng)價(jià)，危險(xiǎn)源辨識(shí)時(shí)采用的檢查表。其主要內(nèi)容包括廠(chǎng)區(qū)各個(gè)產(chǎn)品的工藝和裝置的安全性，要害部位、主要安全裝置與設(shè)施、危險(xiǎn)物品的儲(chǔ)存與使用，有毒有害物質(zhì)的治理、作業(yè)環(huán)境、消防通道及設(shè)施、操作管理及規(guī)章制度的落實(shí)，應(yīng)急措施等。,27,（3）車(chē)間安全檢查表,這類(lèi)安全檢查表是在車(chē)間內(nèi)進(jìn)行安全檢查、安全分析與評(píng)價(jià)時(shí)用的一種檢查表。其主要內(nèi)容包括車(chē)間的設(shè)備布置、通道、進(jìn)出口、通風(fēng)、照明、噪聲振動(dòng)、應(yīng)急、消防設(shè)施與措施、操作管理、崗位責(zé)任制實(shí)施等。,28,（4）工段及崗位的安全檢查表,這類(lèi)安全檢查表供某一工序或某一崗位進(jìn)行自查、互查或進(jìn)行安全教育及注意要點(diǎn)提示的一種檢查表，如物料輸送、車(chē)床加工等，其主要內(nèi)容包括工序或崗位的設(shè)備、環(huán)境、操作人員等方面的不安全因素。,29,（5）專(zhuān)業(yè)性安全檢查表,這類(lèi)安全檢查表是對(duì)重點(diǎn)設(shè)備、設(shè)施，要害部位、特殊工種、專(zhuān)業(yè)操作人員進(jìn)行安全檢查時(shí)采用的一種檢查表，如鍋爐、受壓容器、起重機(jī)具、車(chē)輛、配變電裝置、炸藥庫(kù)、爆破作業(yè)人員、電工、司機(jī)等。其主要內(nèi)容是設(shè)備或裝置的不安全因素或隱患的檢查，人的不安全行為和管理問(wèn)題的檢查，不安全環(huán)境條件的檢查。,30,7．編制和使用安全檢查表應(yīng)注意的問(wèn)題,為了使檢查表既能全面查出潛在危險(xiǎn)因素，又便于操作，達(dá)到預(yù)期效果，在編制和使用時(shí)應(yīng)當(dāng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題： ①檢查內(nèi)容盡可能做到系統(tǒng)化、完整化，不漏掉任何可能導(dǎo)致事故的關(guān)鍵。但應(yīng)突出重點(diǎn)，抓住要害。,31,6．編制和使用安全檢查表應(yīng)注意的問(wèn)題,②各類(lèi)檢查表由于適用的對(duì)象不同，檢查內(nèi)容應(yīng)有所側(cè)重。如專(zhuān)業(yè)檢查表應(yīng)詳細(xì)，日常檢查表則要簡(jiǎn)明，突出要害部位。 ③對(duì)重點(diǎn)危險(xiǎn)部位應(yīng)單獨(dú)編制檢查表，凡能導(dǎo)致事故的一切危險(xiǎn)因素都應(yīng)列出，確保隱患及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除，不至于釀成事故。,32,7．編制和使用安全檢查表應(yīng)注意的問(wèn)題,④每一項(xiàng)檢查內(nèi)容，要定義明確，便于操作。 ⑤安全檢查表的項(xiàng)目和內(nèi)容要求隨工藝改造、設(shè)備變更等變化而修改，使之適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)際的需要。 ⑥實(shí)施安全檢查表時(shí)應(yīng)落實(shí)檢查人員，并在檢查完畢時(shí)簽字。對(duì)查出的問(wèn)題要及時(shí)反饋到有關(guān)部門(mén)并要落實(shí)整改措施，做到責(zé)任明確。,33,第三節(jié) 預(yù)先危險(xiǎn)性分析,1．概述 預(yù)先危險(xiǎn)性分析是指在一項(xiàng)工程活動(dòng)（包括設(shè)計(jì)、施工、生產(chǎn)、維修等）之前，對(duì)系統(tǒng)存在的各種危險(xiǎn)因素，出現(xiàn)的條件以及導(dǎo)致事故的后果進(jìn)行宏觀(guān)的，概略的分析方法。,34,1．概述,預(yù)先危險(xiǎn)性分析這是一種定性的分析方法。 特點(diǎn)：是在每一項(xiàng)活動(dòng)之前進(jìn)行分析，找出危險(xiǎn)物質(zhì)、不安全工藝路線(xiàn)和設(shè)備，以便從設(shè)計(jì)、工藝、設(shè)備上考慮采取安全防護(hù)措施，使危險(xiǎn)因素不致發(fā)展為事故，取得防范于未然的效果。,35,1．概述,應(yīng)用范圍：凡能對(duì)系統(tǒng)造成影響的人、機(jī)、物、環(huán)境中固有的潛在的危險(xiǎn)危害性都可應(yīng)用預(yù)先危險(xiǎn)性分析法進(jìn)行識(shí)別。 開(kāi)發(fā)研制、方案設(shè)計(jì)、樣機(jī)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、新建、改建、擴(kuò)建。,36,2．分析步驟,由于危險(xiǎn)因素具有潛在性，所以在進(jìn)行危險(xiǎn)性分析時(shí)必須要有豐富的知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還要熟練的掌握分析方法。 分析時(shí)可按以下幾個(gè)步驟進(jìn)行： ①熟悉系統(tǒng)。在分析之前，必須首先對(duì)系統(tǒng)的生產(chǎn)目的、工藝流程、操作條件、設(shè)備結(jié)構(gòu)、環(huán)境狀況等以及同類(lèi)裝置或設(shè)備過(guò)去發(fā)生事故的資料，充分的熟悉和廣泛的搜集資料。,,37,2．分析步驟,②識(shí)別危險(xiǎn)源。識(shí)別危險(xiǎn)源就是找出系統(tǒng)存在的各種固有的潛在的危險(xiǎn)因素。其特點(diǎn)為:潛在危險(xiǎn)性、存在狀態(tài)和觸發(fā)因素。 什么是潛在危險(xiǎn)？由潛在的原因會(huì)造成人和物損傷的事件。 例如，使用高速運(yùn)轉(zhuǎn)的物體、高壓電、盛裝高壓氣體的容器設(shè)備、高空作業(yè)、處理化學(xué)危險(xiǎn)品等。這些作業(yè)如果沒(méi)有安全防范措施，就有造成重大事故的可能性，這些危險(xiǎn)狀態(tài)就是潛在的危險(xiǎn)性。,38,2．分析步驟,在危險(xiǎn)性識(shí)別時(shí)，對(duì)凡能造成人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失和系統(tǒng)完不成規(guī)定任務(wù)的各方面因素都要找出，包括人的誤操作、機(jī)械、電氣設(shè)備的失控而發(fā)生能量轉(zhuǎn)移以及環(huán)境因素等。為防止遺漏，可將系統(tǒng)劃分成子系統(tǒng)，一個(gè)個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行查找。,39,2．分析步驟,③分析觸發(fā)事件。 觸發(fā)事件：危險(xiǎn)因素出現(xiàn)的條件事件。 潛在危險(xiǎn)因素只有在一定條件下才有可能引起事故。例如盛裝氫氣的容器具有燃燒爆炸的潛在危險(xiǎn)性，而如果容器封閉性很好，不與空氣接觸是不會(huì)發(fā)生事故的，只有氫氣泄漏到空氣中形成爆炸性混合物，才有可能導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生，所以發(fā)生泄漏的原因就是觸發(fā)事件。,40,2．分析步驟,④找出形成事故的原因事件。就是找出危險(xiǎn)因素發(fā)展為事故的客觀(guān)條件。 ⑤確定事故情況。危險(xiǎn)因素查出以后，能夠?qū)е率裁词鹿?，事故情況如何，則需要進(jìn)行推測(cè)。 ⑥確定危險(xiǎn)因素的危險(xiǎn)等級(jí)。系統(tǒng)或子系統(tǒng)查出的危險(xiǎn)因素可能有很多，為了在采取安全防護(hù)措施時(shí)分輕重緩急、先后次序，對(duì)這些危險(xiǎn)因素按造成后果的嚴(yán)重程度劃分成四個(gè)危險(xiǎn)等級(jí)。見(jiàn)下表：,表1 危險(xiǎn)程度等級(jí)（風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)）劃分及定義,表2 事故發(fā)生可能性等級(jí)劃分及定義,43,,,44,2．分析步驟,⑦制定安全措施。根據(jù)找出的危險(xiǎn)因素及確定的危險(xiǎn)等級(jí)，針對(duì)危險(xiǎn)性出現(xiàn)條件及形成事故的原因制定相應(yīng)安全措施。,45,PHA表格編制,表格基本形式,46,PHA的實(shí)例分析,1. 硫化氫輸送系統(tǒng)預(yù)先危險(xiǎn)性分析 例如,將硫化氫(H2S)輸送到反應(yīng)裝置的設(shè)計(jì)方案。氫意外泄漏作為可能的事故。分析導(dǎo)致事故發(fā)生的原如下: (1) 盛裝硫化氫的壓力容器泄漏或破裂; (2) 化學(xué)反應(yīng)中硫化氫過(guò)剩; (3) 反應(yīng)裝置供料管線(xiàn)泄漏或破裂; (4) 在連接硫化氫儲(chǔ)罐和反應(yīng)裝置的過(guò)程中發(fā)生泄漏。 然后,分析事故后果,確定危險(xiǎn)源以及應(yīng)采取的控制措施。當(dāng)硫化氫發(fā)生大量泄漏時(shí),對(duì)附近人員會(huì)造成嚴(yán)重傷害,根據(jù)泄漏情況將危險(xiǎn)程度劃分為III級(jí)和IV級(jí)。,47,為了防止泄漏事故發(fā)生,分析者向設(shè)計(jì)人員提出如下建議: 考慮用一種低毒性物質(zhì)在需要時(shí)能產(chǎn)生硫化氫的工藝; 開(kāi)發(fā)一套收集和處理過(guò)剩硫化氫的系統(tǒng); 采用硫化氫泄漏報(bào)警裝置; 現(xiàn)場(chǎng)僅儲(chǔ)存最小量的硫化氫,不會(huì)輸送、處理過(guò)量; 發(fā)符合人機(jī)工程學(xué)要求的儲(chǔ)罐連接程序; 設(shè)置由硫化氫泄漏監(jiān)控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的水封系統(tǒng)封閉儲(chǔ)罐; 把儲(chǔ)罐布置在遠(yuǎn)離其他道路、方便輸送的地方; 在投產(chǎn)之前,教育、訓(xùn)練職工了解硫化氫的危害,掌握應(yīng)急程序。,48,硫化氫輸送系統(tǒng)預(yù)先危險(xiǎn)性分析(部分),49,在鋼鐵廠(chǎng)里需要定期進(jìn)行高爐大修。鞍山鋼鐵公司針對(duì)高爐拆裝工程進(jìn)行的預(yù)先危害分析結(jié)果匯總見(jiàn)表1。其中,把危險(xiǎn)性分為發(fā)生事故可能性和后果嚴(yán)重程度兩欄。發(fā)生事故可能性等級(jí)劃分見(jiàn)表2。,2. 高爐拆裝工程預(yù)先危險(xiǎn)性分析,50,表1、預(yù)先危害分析結(jié)果,51,,表2、事故發(fā)生可能性分級(jí),,3. 燃?xì)鉄犭娤到y(tǒng)火災(zāi)爆炸PHA分析,火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)因素： 煤氣 煙氣 汽輪機(jī)油、變壓器及組件 電纜、配電系統(tǒng)等,52,,,53,,,54,55,第四節(jié) 故障類(lèi)型和影響分析,1．概述 故障類(lèi)型和影響分析是采用系統(tǒng)分割的方法，根據(jù)需要將系統(tǒng)分割成子系統(tǒng)或元件，然后逐個(gè)分析子系統(tǒng)或元件潛在的各種故障類(lèi)型、原因及對(duì)子系統(tǒng)乃至整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，并制定措施加以預(yù)防或消除。 定性方法。,56,1．概述,致命度分析：對(duì)其中一些可能造成人員傷亡或重大財(cái)產(chǎn)損失的故障類(lèi)型拿出來(lái)進(jìn)一步分析產(chǎn)生致命影響的概率和等級(jí)，稱(chēng)致命度分析。 區(qū)別：故障類(lèi)型和影響分析是定性分析，致命度分析是對(duì)有致命影響的故障進(jìn)行定量分析。把兩者結(jié)合起來(lái)，就是故障類(lèi)型影響和致命度分析。,57,基本概念,故障：指元件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)在規(guī)定的運(yùn)行時(shí)間、條件內(nèi)達(dá)不到設(shè)計(jì)規(guī)定的功能，因而不能完成規(guī)定的任務(wù)或任務(wù)完成不好。 故障類(lèi)型（模式）：是故障呈現(xiàn)的狀態(tài)。如，一個(gè)閥門(mén)發(fā)生故障可能有四種類(lèi)型：內(nèi)漏、外漏、打不開(kāi)、關(guān)不緊。,58,故障模式,故障模式從可靠性定義來(lái)說(shuō)，一般可從五個(gè)方面來(lái)考慮：運(yùn)行過(guò)程中的故障；提前動(dòng)作；在規(guī)定的時(shí)間不動(dòng)作；在規(guī)定的時(shí)間不停止；運(yùn)行能力降低；超量或受阻。,59,故障模式,容器的故障模式有：泄漏、不能降溫、加熱、斷熱、冷卻過(guò)分等。 水泵、渦輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的故障模式有：誤起動(dòng)、誤停機(jī)、速度過(guò)快、反轉(zhuǎn)、異常的負(fù)荷振動(dòng)、發(fā)熱、線(xiàn)圈漏電、運(yùn)轉(zhuǎn)部分破損等。 熱交換器、配管類(lèi)的故障模式有：堵塞、流速過(guò)大、泄漏、變形、振動(dòng)等。,60,故障模式,閥門(mén)、流量調(diào)節(jié)裝置的故障模式有：不能開(kāi)啟或不能閉合、開(kāi)關(guān)錯(cuò)誤、泄漏、堵塞、破損等。 電力設(shè)備的故障模式有：電阻變化、放電、接地不良、短路、漏電、斷開(kāi)等。 計(jì)測(cè)裝置的故障模式有：信號(hào)異常、劣化、示值不準(zhǔn)、損壞等。,61,故障模式,支承結(jié)構(gòu)的故障模式有：變形、松動(dòng)、缺損、脫落等。 齒輪的故障模式有：斷裂、壓壞、熔融、燒結(jié)、磨耗（損等）。 滾動(dòng)軸承的故障模式有：滾動(dòng)體壓碎、磨損、壓壞、腐蝕、燒結(jié)、裂紋、保持架損壞等。 滑動(dòng)軸承的故障模式有：腐蝕、變形、疲勞、磨損、膠合、破裂等。 電動(dòng)機(jī)的故障模式有：磨損、變形、發(fā)熱、腐蝕、絕緣破壞等。,62,基本概念,故障檢測(cè)機(jī)制 發(fā)現(xiàn)故障的方法和手段 操作人員、維修人員 經(jīng)驗(yàn)方法、儀器儀表檢測(cè) 故障原因、故障影響、故障嚴(yán)重度嚴(yán)重度分級(jí)（在分析步驟中介紹）,63,適用范圍,故障類(lèi)型和影響分析主要用于系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)。 故障類(lèi)型和影響分析是逐個(gè)查明各個(gè)子系統(tǒng)可能發(fā)生的故障，為安全設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 該法是美國(guó)1957年開(kāi)始用在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)中。目前該法已在核電站、動(dòng)力、機(jī)械、儀器儀表等工業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。,64,明確系統(tǒng)的情況和目的,,2．分析步驟,,65,2．分析步驟,①明確和熟悉系統(tǒng)。在分析之前首先要明確分析對(duì)象及范圍，熟悉系統(tǒng)有關(guān)的各種資料，了解系統(tǒng)各部分的功能和相互關(guān)系。 了解系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，技術(shù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，圖紙，使用說(shuō)明書(shū)，標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范，事故情況等資料。,,,66,2．分析步驟,②確定分析的層次。一個(gè)系統(tǒng)由若干子系統(tǒng)組成，子系統(tǒng)可能由更小的子系統(tǒng)或功能件組成，功能件又包含許多元件。 如果是用于系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)，要求分析得詳細(xì)，應(yīng)該盡量分析得深一些，特別是關(guān)鍵部位，要分析到元件為止。如果是用于安全管理，則可以分析得粗淺一些。,,,67,③繪制系統(tǒng)的功能框圖和可靠性框圖。在分析之前要詳細(xì)說(shuō)明系統(tǒng)，并根據(jù)系統(tǒng)的構(gòu)成要素依次畫(huà)出所包含的子系統(tǒng)、元件及相互關(guān)系的框圖，對(duì)簡(jiǎn)單系統(tǒng)可以用流程圖代替系統(tǒng)圖。,,68,④分析故障類(lèi)型和影響 按照可靠性框圖有關(guān)的子系統(tǒng)、功能件或元件，詳細(xì)查明可能出現(xiàn)的故障類(lèi)型、產(chǎn)生的原因，并進(jìn)一步分析其對(duì)子系統(tǒng)、系統(tǒng)及對(duì)人的影響，然后根據(jù)故障類(lèi)型影響的程度劃分故障類(lèi)型等級(jí)，以便分別輕重緩急，采取相應(yīng)的安全措施。,69,故障類(lèi)型等級(jí)的劃分方法有幾種，主要介紹直接判斷法和風(fēng)險(xiǎn)矩陣法。,1）直接判斷法。這種方法是根據(jù)故障類(lèi)型對(duì)系統(tǒng)功能、人員及財(cái)產(chǎn)損失影響的嚴(yán)重程度來(lái)劃分的。其劃分原則如表。,70,下面的分級(jí)方法是一種粗略的分級(jí)法，它基本上是根據(jù)嚴(yán)重度來(lái)確定的，有一定的片面性。,71,風(fēng)險(xiǎn)矩陣法,風(fēng)險(xiǎn)矩陣法是綜合考慮故障發(fā)生的可能性和發(fā)生后引起后果嚴(yán)重度兩個(gè)方面的因素來(lái)確定故障的等級(jí)。這種劃分標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)風(fēng)險(xiǎn)率。其方法是將故障概率和嚴(yán)重度都分為四個(gè)等級(jí)，劃分原則如下： 嚴(yán)重度：是指故障類(lèi)型對(duì)系統(tǒng)功能的影響程度，分級(jí)如下表,72,嚴(yán)重度分析,73,故障概率：表示在一定時(shí)間內(nèi)故障類(lèi)型出現(xiàn)的次數(shù)。時(shí)間單位規(guī)定為一年或一個(gè)月，有的用大修的間隔期。故障概率的分類(lèi)有定量和定性?xún)煞N方法。 定性分析如下表 故障概率等級(jí)的劃分,74,故障概率定量分級(jí)原則如下： Ⅰ級(jí)：元件工作期間，任何單個(gè)故障類(lèi)型出現(xiàn)的概率少于全部故障概率的0.01。 Ⅱ級(jí)：元件工作期間任何單個(gè)故障類(lèi)型出現(xiàn)的概率，多于全部故障概率的0.01而少于0.10。 Ⅲ級(jí)：元件工作期間任何單個(gè)故障類(lèi)型出現(xiàn)的概率，多于全部故障概率的0.10而少于0.20。 Ⅳ級(jí)：元件工作期間任何單個(gè)故障類(lèi)型出現(xiàn)的概率多于全部故障概率的0.20。,75,故障概率和嚴(yán)重度等級(jí)確定后，以故障概率為縱坐標(biāo)，嚴(yán)重度為橫坐標(biāo)，畫(huà)出風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖。 沿矩陣原點(diǎn)到右上角畫(huà)一條對(duì)角線(xiàn)，以對(duì)角線(xiàn)為軸線(xiàn)，軸線(xiàn)兩邊是對(duì)稱(chēng)的。如果知道了某一故障類(lèi)型的概率和嚴(yán)重度等級(jí)，將其填入矩陣圖中，就可以確定故障類(lèi)型風(fēng)險(xiǎn)率或等級(jí)大小。 處在右上角方塊內(nèi)的故障類(lèi)型風(fēng)險(xiǎn)率最大，這是因?yàn)樵摴收项?lèi)型發(fā)生的概率高且后果嚴(yán)重。依次左移，風(fēng)險(xiǎn)率逐漸降低，因?yàn)楣收项?lèi)型發(fā)生的概率雖然高，但造成的后果的嚴(yán)重度卻逐漸降低； 同樣從右上方依次下移，風(fēng)險(xiǎn)率也逐漸降低，雖然故障類(lèi)型造成的后果嚴(yán)重，但因?yàn)榘l(fā)生的概率很少，綜合兩方面因素風(fēng)險(xiǎn)率也就降低了。,,76,,風(fēng)險(xiǎn)率矩陣圖,概率,1,2,3,4,1,2,3,4,嚴(yán)重度,,,,,,,,,,,77,第五節(jié) 危險(xiǎn)和操作性研究,1．概述 危險(xiǎn)和操作性研究是查明生產(chǎn)裝置和工藝過(guò)程中工藝參數(shù)以及操作控制中可能出現(xiàn)的偏差，針對(duì)這些偏差，找出原因，分析后果，提出對(duì)策的一種分析方法。,78,范圍：危險(xiǎn)和操作性研究是1974年由英國(guó)帝國(guó)化學(xué)公司開(kāi)發(fā)出來(lái)的，主要是用于工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)審查階段查明潛在危險(xiǎn)性和操作難點(diǎn)，以便制定對(duì)策加以控制。 特點(diǎn)：它是從工藝參數(shù)（如溫度、壓力、流量等）出發(fā)，研究系統(tǒng)可能出現(xiàn)的偏差，并根據(jù)造成影響的大小，確定防止危險(xiǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槭鹿蚀胧?具體應(yīng)用：在化工、石油化工生產(chǎn)中，工藝參數(shù)的控制是非常重要的，因此，它特別適用于這些裝置的設(shè)計(jì)審查和運(yùn)行過(guò)程中危險(xiǎn)性分析。,79,基本概念及術(shù)語(yǔ),意圖：工藝某一部分完成的功能。 偏差：與設(shè)計(jì)意圖的情況不一致。 原因：產(chǎn)生偏差的原因。 后果：偏離設(shè)計(jì)意圖所造成的后果 引導(dǎo)詞：對(duì)設(shè)計(jì)意圖定性或定量描述的簡(jiǎn)單詞語(yǔ)。,80,2．分析步驟 ①成立研究組。一般由3～5人組成，一人擔(dān)任組長(zhǎng)，并有一人記錄。組長(zhǎng)必須非常熟悉分析對(duì)象并有較為豐富的經(jīng)驗(yàn)，善于引導(dǎo)大家深入思考，并能確定分析點(diǎn)。其他成員應(yīng)包括設(shè)計(jì)、工藝、儀表控制等專(zhuān)業(yè)人員以及管理干部和操作工人。 ②收集系統(tǒng)資料。危險(xiǎn)和操作性研究要求對(duì)系統(tǒng)的每一個(gè)細(xì)節(jié)都要進(jìn)行研究，因此必須掌握詳細(xì)的資料。包括工藝流程圖、平面布置圖、設(shè)備結(jié)構(gòu)圖、各種參數(shù)控制和管路系統(tǒng)圖等以及有關(guān)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。,81,③分解系統(tǒng)、選擇研究節(jié)點(diǎn)、明確節(jié)點(diǎn)功能、應(yīng)用引導(dǎo)詞。從某一個(gè)部分開(kāi)始，用事先制定的表格，以正常的工藝參數(shù)和操作條件為標(biāo)準(zhǔn)，分析偏差，找出偏差發(fā)生的原因及可能產(chǎn)生的后果，并提出安全措施。為了使分析有一定范圍，不至于遺漏和過(guò)多的提問(wèn)，規(guī)定了幾個(gè)引導(dǎo)詞，按照這些引導(dǎo)詞找出偏差。 一個(gè)部分分析結(jié)束后，再以同樣方法分析另一個(gè)部分，直至整個(gè)系統(tǒng)分析為止。 ④提出措施，編制HAZOP報(bào)告。 研究小組分析完畢還要進(jìn)行討論，對(duì)提出的安全防護(hù)措施加以歸納和整理，供設(shè)計(jì)人員修改設(shè)計(jì)或領(lǐng)導(dǎo)人員參考。,82,3．方法的優(yōu)點(diǎn)：利用一組引導(dǎo)詞，對(duì)狀態(tài)參數(shù)逐一分析和考查可能發(fā)生的偏差，因此它能更加完整地識(shí)別危險(xiǎn)，為改進(jìn)設(shè)計(jì)和控制管理提供了很好的依據(jù)。 4．方法的缺點(diǎn)：做起來(lái)比較煩瑣，對(duì)復(fù)雜生產(chǎn)裝置和工藝過(guò)程的分析需要耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間。,83,概念：事件樹(shù)分析是從一個(gè)初事件開(kāi)始，按順序分析事件向前發(fā)展中各個(gè)環(huán)節(jié)成功與失敗的過(guò)程及其結(jié)果，這種分析方法稱(chēng)為事件樹(shù)分析法。 事件樹(shù)分析最初是用于可靠性分析。 特點(diǎn)：每一個(gè)系統(tǒng)都是由若干個(gè)元件組成的，每一個(gè)元件對(duì)規(guī)定的功能都存在具有和不具有兩種可能。 按照系統(tǒng)的構(gòu)成順序，從初始元件開(kāi)始，由左向右分析各元件成功與失敗的兩種可能，直到最后一個(gè)元件為止。分析過(guò)程用圖形表示出來(lái)，就得到水平的樹(shù)形圖。,第六節(jié) 事件樹(shù)分析,84,分析步驟 ①確定初始事件。初始事件就是事件樹(shù)中在一定條件下造成事故后果的最初原因事件。它包括系統(tǒng)故障、設(shè)備失效、人員誤操作和工藝過(guò)程異常等。初始事件可以預(yù)想，也可以是已發(fā)生的事故，一般是選擇分析人員最感興趣的異常事件作為初始事件。 ②找出與初始事件有關(guān)的環(huán)節(jié)事件。所謂環(huán)節(jié)事件就是出現(xiàn)在初始事件后一系列造成后果的其他原因事件。,,85,③建造事件樹(shù)。把初始事件寫(xiě)在最左邊，各種環(huán)節(jié)事件按順序?qū)懺趫D的最上面，從初始事件畫(huà)一條水平線(xiàn)到第一個(gè)環(huán)節(jié)事件，在水平線(xiàn)末端畫(huà)一垂直線(xiàn)段，垂直線(xiàn)段上端表示成功，下端表示失敗。再?gòu)拇怪本€(xiàn)二端分別向右畫(huà)水平線(xiàn)到下個(gè)環(huán)節(jié)事件，同樣用垂直線(xiàn)段表示成功和失敗兩種狀態(tài)。依次類(lèi)推，直到最后一個(gè)環(huán)節(jié)事件為止。如果某一個(gè)環(huán)節(jié)事件不需要往下分析，則水平線(xiàn)延伸下去，不發(fā)生分支，如此便得到事件樹(shù)。 ④說(shuō)明分析結(jié)果，進(jìn)行定性、定量分析 在事件樹(shù)最后要寫(xiě)明由初始事件引起的各種事故結(jié)果或后果。,,,86,3．舉例：由一個(gè)泵和兩個(gè)閥門(mén)串聯(lián)組成的物料輸送系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)和物料流動(dòng)方向如圖所示。,,,,,啟動(dòng)信號(hào),閥門(mén)2,,,閥門(mén)2,,,,閥門(mén)1,成功,,失敗,,,,,,成功,失敗,泵正常,,,,,,,閥門(mén)1,閥門(mén)2,成功,,,,閥門(mén)2,失敗,,,,,88,分析,在這個(gè)系統(tǒng)中泵和二個(gè)閥門(mén)都有正常和失敗兩種可能。當(dāng)泵得到啟動(dòng)指令后，可能啟動(dòng)成功并正常運(yùn)轉(zhuǎn)，也可能啟動(dòng)失敗，因此啟動(dòng)結(jié)果有兩種，或成功或失敗，也就是啟動(dòng)狀態(tài)發(fā)生分支，畫(huà)圖時(shí)將成功狀態(tài)放在上分支，失敗狀態(tài)放在下分支。如果泵啟動(dòng)失敗，系統(tǒng)將失效，不能輸送物料，因此就不需要再分析下去。,,89,如果泵啟動(dòng)正常，物料經(jīng)過(guò)閥門(mén)1時(shí)仍有成功和失敗二種可能，閥門(mén)1失效，系統(tǒng)也失效，不再需要分析閥門(mén)2的狀態(tài)。 閥門(mén)1正常，再分析閥門(mén)2的狀態(tài)，如閥門(mén)2正常，則系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常；否則如閥門(mén)2失效，系統(tǒng)也失效。 只有在泵、閥門(mén)1閥門(mén)2都處于正常狀態(tài)，系統(tǒng)才能正常運(yùn)行，其他三種情況系統(tǒng)均處于失效狀態(tài)。,,,,,,,,,,,,啟動(dòng)信號(hào),成功,失敗,泵正常,泵失敗,閥門(mén)1正常,閥門(mén)1失敗,閥門(mén)2正常,閥門(mén)2失敗,成功,成功,失敗,失敗,,91,4、事件樹(shù)分析的定量計(jì)算,事件樹(shù)分析的定量計(jì)算就是計(jì)算每個(gè)分支發(fā)生的概率。 已知條件：每個(gè)因素的概率（可靠度） 如果各個(gè)因素的可靠度已知，根據(jù)事件樹(shù)就可以求出系統(tǒng)的可靠度。 每個(gè)分支成功的可靠度等于分支上各因素成功可靠度乘積。,92,例如：若泵A、閥門(mén)B、閥門(mén)C的可靠度分別為P(A), P(B), P(C),則系統(tǒng)的可靠度為：,P(S)= P(A) ×P(B) ×P(C); 系統(tǒng)的失敗概率（不可靠度）： F(S)= 1－ P(S) 若泵A、閥門(mén)B、閥門(mén)C的可靠度分別為0.95,0.9,0.9,計(jì)算成功的概率。 P(S)= 0.95 ×0.9 ×0.9=0.7695 F(S)= 1－ P(S)=1－0.7695=0.2305,,,93,,,0.7695,0.2305,0.145,0.05,0.855,0.95,95,作業(yè)1：構(gòu)造圖1示系統(tǒng)事件樹(shù),若泵A、閥門(mén)B、閥門(mén)C的可靠度分別為0.95,0.9,0.9,計(jì)算成功的概率。,圖1,96,第七節(jié) 系統(tǒng)可靠性分析（導(dǎo)讀）,一、基本概念 1、可靠性：指元件、設(shè)備或系統(tǒng)在規(guī)定的運(yùn)行時(shí)間、條件下，完成設(shè)計(jì)規(guī)定的功能的能力。 2、可靠度[R(t)]：系統(tǒng)、設(shè)備或元件在預(yù)期的使用周期內(nèi)和規(guī)定的條件下，完成其規(guī)定功能的概率。,97,一、基本概念,3、維修度[M(τ)]：系統(tǒng)發(fā)生故障后在維修允許的時(shí)間內(nèi)完成維修的概率。 4、有效度[A(t,τ)]：可修復(fù)系統(tǒng)在規(guī)定的使用條件和時(shí)間內(nèi)能夠保持正常狀態(tài)的概率。 二、常用度量指標(biāo) 1、平均無(wú)故障時(shí)間MTTF、平均故障間隔時(shí)間MTBF（平均壽命）：系統(tǒng)發(fā)生故障前連續(xù)正常工作的平均時(shí)間或元件在兩次相鄰故障間隔期內(nèi)正常工作時(shí)的平均時(shí)間。,98,二、常用度量指標(biāo),,平均故障修復(fù)時(shí)間（MTTR）：可修復(fù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障到回復(fù)正常工作平均所需時(shí)間。,其中f(t)是t時(shí)刻發(fā)生故障的概率， f(t) =d F(t) /dt。,99,三、可靠度函數(shù)與故障率,故障率λ(t):工作到某一時(shí)刻尚未失效的產(chǎn)品，在該時(shí)刻后，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生失效的概率。,其中N是產(chǎn)品總數(shù)，n(t)是t時(shí)刻發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)量。,100,由圖可見(jiàn)，元件故障率隨時(shí)間變化有三個(gè)時(shí)期，即 初期故障期 偶發(fā)故障期 磨損故障期。,三、可靠度函數(shù)與故障率,101,三、可靠度函數(shù)與故障率,可靠度R(t):元件在規(guī)定時(shí)間內(nèi)和規(guī)定條件下完成規(guī)定功能的概率稱(chēng)為可靠度，用R（t）表示。,其中N是產(chǎn)品總數(shù)，n(t)是t時(shí)刻發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)量。,可靠度和故障率之間符合下列關(guān)系,作業(yè)2：證明元件的可靠度函數(shù)和故障率的關(guān)系，并推導(dǎo)元件的平均壽命為多少？,或,102,可靠度的補(bǔ)事件故障概率（或不可靠度），用F(t)表示。故障概率由下式表示：,三、可靠度函數(shù)與故障率,103,四、系統(tǒng)可靠度計(jì)算,1．串聯(lián)系統(tǒng)。 元件間的相互聯(lián)接有兩種情況，一種是各元件為串聯(lián)關(guān)系，串聯(lián)結(jié)構(gòu)用邏輯或表示，意思是串聯(lián)的幾個(gè)元件只要一個(gè)元件發(fā)生故障，工藝過(guò)程就會(huì)故障。 串聯(lián)聯(lián)接的元件，總的可靠度等于各元件可靠度相乘，其計(jì)算公式為：,104,四、系統(tǒng)可靠度計(jì)算,2、并聯(lián)系統(tǒng)。并聯(lián)的各元件用邏輯與門(mén)表示，意思是并聯(lián)的幾個(gè)元件同時(shí)發(fā)生故障，會(huì)引起工藝過(guò)程發(fā)生故障或事故。并聯(lián)聯(lián)接的元件，系統(tǒng)的不可靠度（故障概率）等于各元件不可靠度（故障概率）相乘，其計(jì)算公式為：,105,四、系統(tǒng)可靠度計(jì)算,總的可靠度由下式得到： 式中Ri是各個(gè)元件的可靠度。,106,14,,謝 謝！,