安全系統(tǒng)工程：第二章 系統(tǒng)安全分析

2023/1/41第二章系統(tǒng)安全分析主要內(nèi)容

§2-1概述

§2-2安全檢查及安全檢查表

§2-3預(yù)先危險性分析

§2-4故障類型和影響分析

§2-5危險性和可操作性研究

§2-6事件樹分析

學(xué)習(xí)方法建議理解各種分析方法的應(yīng)用領(lǐng)域，在解決具體問題上下功夫。2023/1/42§2-1概述

一﹑系統(tǒng)安全分析的內(nèi)容和方法

二、系統(tǒng)安全分析方法的選擇

2023/1/43系統(tǒng)安全分析的目的是為了保證系統(tǒng)安全運行，查明系統(tǒng)中的危險因素，以便采取相應(yīng)措施消除系統(tǒng)故障或事故。一、系統(tǒng)安全分析的內(nèi)容和方法1.分析的內(nèi)容：系統(tǒng)安全分析是從安全角度對系統(tǒng)中的危險因素進行分析，主要分析導(dǎo)致系統(tǒng)故障或事故的各種因素及其相互關(guān)系。6條內(nèi)容，見教材P13。2.分析的方法：定性分析、定量分析；歸納分析、演繹分析。本課程介紹：1)安全檢查表（SC)2)預(yù)先危險性分析(PHA)3)故障類型和影響分析(FMEA)4)危險性和可操作性研究(HAZOP)5)事件樹分析(ETA)6)事故樹分析(FTA)2023/1/44

二、系統(tǒng)安全分析方法的選擇在系統(tǒng)壽命不同階段的危險因素識別中，應(yīng)該選擇相應(yīng)的系統(tǒng)安全分析方法，詳見表2-1。應(yīng)注意如下幾個問題：

1.分析的目的：辨識危險源。1)對系統(tǒng)中所有危險源，查明并列出清單；2)掌握危險源可能導(dǎo)致的事故,列出潛在事故隱患清單；3)列出降低危險性的措施和需要深入研究部位的清單；4)將所有危險源按危險大小排序；5)為定量的危險源評價提供數(shù)據(jù)。

2.資料的影響：資料的獲取與被分析的系統(tǒng)所處的階段有直接關(guān)系。

3.系統(tǒng)的特點：機械、電氣系統(tǒng)—FMEA,化工工藝—HAZOP；單一故障—HAZOP，多因素故障—ETA、FTA,復(fù)雜系統(tǒng)—安全檢查表等。

4.系統(tǒng)的危險性：危險性較高時，采用嚴(yán)格、預(yù)測性的方法；危險性較低時，采用不太詳細(xì)的分析方法。

2023/1/45§2-2安全檢查及安全檢查表

一、安全檢查

二、安全檢查表

三、安全檢查表的編制2023/1/46

一、安全檢查

1.安全檢查的性質(zhì)：分為普遍檢查、專業(yè)檢查和季節(jié)性檢查。要做到有計劃、有組織、目標(biāo)明確、內(nèi)容要求具體，做到邊檢查、邊整改。

2.安全檢查的內(nèi)容：查思想、查管理、查隱患、查事故處理。二、安全檢查表

1.安全檢查表的定義：是一份實施安全檢查和診斷的項目明細(xì)表，是安全檢查結(jié)果的備忘錄?，F(xiàn)代安全系統(tǒng)工程中有很多分析方法，如預(yù)先危險性分析、故障類型及影響分析、事故樹分析、事件樹分析等，都是在這個基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。安全檢查表是采用系統(tǒng)工程的觀點，組織有經(jīng)驗的人員，將復(fù)雜系統(tǒng)分解成子系統(tǒng)或更小的單元，然后討論每個單元可能存在的危險性、后果以及如何避免等，并在實踐中加以完善。2023/1/47

安全檢查表是安全系統(tǒng)工程諸方法中，最基礎(chǔ)、最初步的方法，它不僅是安全檢查的重要手段，也是預(yù)測和預(yù)防潛在危險因素的一個有效工具。

2.安全檢查表的種類:安全檢查表的應(yīng)用范圍十分廣泛，如對工程項目的設(shè)計、機械設(shè)備的制造、生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境、人員的行為等等。按其用途可分為以下幾種

(1)設(shè)計審查用安全檢查表

(2)廠級安全檢查表

(3)車間用安全檢查表

(4)工段及崗位用安全檢查表

(5)專業(yè)性安全檢查表如：電氣設(shè)備、鍋爐壓力容器、防火防爆、特殊裝置與設(shè)施的專業(yè)檢查。2023/1/48

三、安全檢查表的編制

1.編制安全檢查表的依據(jù)：為了使安全檢查表能結(jié)合實際、突出重點、符合安全要求，應(yīng)依據(jù)

(1)有關(guān)規(guī)程、規(guī)范、規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)和手冊；

(2)國內(nèi)外事故情報；

(3)本單位的經(jīng)驗。

2.編制安全檢查表的程序

(1)系統(tǒng)的功能分解；

(2)人、機、物、管理和環(huán)境因素；

(3)潛在危險因素的探求:黑箱法。

3.應(yīng)注意的問題

(1)需將理論知識和實際經(jīng)驗相結(jié)合，需要多個編制人員的配合。

(2)檢查項目應(yīng)齊全，要有檢查方法和合格標(biāo)準(zhǔn)。

(3)要注意專業(yè)檢查表與日常檢查表的區(qū)別，不能通用。2023/1/49(4)要采用安全系統(tǒng)工程的分析反復(fù)法，危險性部位盡可能齊全。

4.安全檢查表舉例安全檢查表的應(yīng)用十分廣泛，各行各業(yè)都有其不同特點，要編制切合本專業(yè)特點的檢查表，其內(nèi)容和重點就應(yīng)符合實際需要，因此不存在在各行業(yè)通用的安全檢查表。安全檢查表的一般格式為表2-2。檢查時間檢查單位檢查部位檢查結(jié)果安全要求整改期限整改負(fù)責(zé)人2023/1/410§2-3預(yù)先危險性分析

一、概述

二、預(yù)先危險性分析的步驟

三、危險性識別

四、危險性等級與控制五、應(yīng)用實例

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一、概述預(yù)先危險性分析是一種定性分析評價系統(tǒng)內(nèi)危險因素和危險程度的方法。它是在每項工程活動之前，或技術(shù)改造之后，對系統(tǒng)存在的危險性類型、來源、出現(xiàn)條件、導(dǎo)致事故的后果以及有關(guān)措施等，作一概略分析。

1.預(yù)先危險性分析的內(nèi)容系統(tǒng)安全分析的目的不是分析系統(tǒng)本身，而是預(yù)防、控制或減少危險性，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。根據(jù)安全系統(tǒng)工程的方法，PHA的分析應(yīng)采用人—機—環(huán)工程的整體觀點來進行。主要內(nèi)容：①識別危險的設(shè)備、零部件，并分析其發(fā)生的可能性條件；②分析系統(tǒng)中各子系統(tǒng)、各元件的交換面及其相互關(guān)系與影響；③分析原材料、產(chǎn)品、特別是有害物質(zhì)的性能與儲存；④分析工藝過程及其工藝參數(shù)或狀態(tài)參數(shù)；⑤人、機關(guān)系；⑥環(huán)境條件等。2023/1/412

2．預(yù)先危險性分析的主要優(yōu)點

1)分析工作做在行動之前，可及早采取措施，降低或控制危害。

2)對分析結(jié)果，可提供應(yīng)遵循的注意事項和指導(dǎo)方針。

3)分析結(jié)果可為制定標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和技術(shù)文獻提供必要的資料。

4)可編制安全檢查表，并可作為安全教育的材料。二、預(yù)先危險性分析的步驟

1.分析的一般步驟

(1)確定系統(tǒng):明確分析系統(tǒng)的功能和分析范圍。

(2)調(diào)查、收集資料。

(3)系統(tǒng)功能分解。舉例：鉆井機械的8大系統(tǒng)。按系統(tǒng)工程的原理，繪出功能框圖，并表示它們之間的輸入、輸出關(guān)系。2023/1/413

(4)分析、識別危險性:裂紋類缺陷。

(5)確定危險等級。

(6)制定措施:從軟件、硬件兩方面來防止傷害。

2.應(yīng)注意的問題

1)應(yīng)采取設(shè)計人員、操作人員和安全干部三結(jié)合的形式來進行。

2)應(yīng)將系統(tǒng)進行分解，按系統(tǒng)、子系統(tǒng)、系統(tǒng)元一步一步地進行。

3)對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的危險性分析，應(yīng)采取迭代或抽象的對策。

4)在可能條件下，最好事先準(zhǔn)備一個檢查表，指出查找危險性的范圍。2023/1/414

三、危險性識別要做到預(yù)防為主，識別危險性是首要問題。造成事故后果必須有兩個因素，一是有引起傷害的能量，二是有遭受傷害的對象（人或物），二者缺一不可。潛在的危險性只有在一定條件下才能發(fā)展成為事故。

1.物理模式（1）物理爆炸。常因壓力容器的破壞而產(chǎn)生，能產(chǎn)生很大的破壞力，如各種儲氣罐。（2）鍋爐爆炸。最常見，原因為結(jié)垢、腐蝕、缺水和超壓運行。（3）機械失控。由于在機械設(shè)計時，強度計算有誤或超負(fù)荷運轉(zhuǎn)，都可能造成機械失控，如汽輪機的葉片。（4）電氣失控。造成觸電和火災(zāi)，如發(fā)電機和電動機。（5）其他物理能量失控。如熱輻射、核污染、躁聲和磁場輻射等。2023/1/4152.化學(xué)模式（1）直接火災(zāi)。森林火災(zāi)、液化石油氣爆炸起火等。（2）間接火災(zāi)。如設(shè)備遭受沖擊，易燃物質(zhì)泄露，遇火爆炸。（3）自動反應(yīng)。如炸藥、鞭炮等，由于壓力或溫度的變化，發(fā)生自動反應(yīng)而爆炸。

3.有害因素：包括有毒的化學(xué)氣體、惰性氣體、致病微生物等。

4.外力因素：例如自然災(zāi)害、外來物的襲擊。

5.人的因素：在人—機系統(tǒng)中，人比機械可靠性低得多，所以要加強人機工程學(xué)的研究，盡量減少人的誤差。

6.環(huán)境因素：環(huán)境危害不僅包括物體的存放，還包括有毒、濕度、振動、放射性等對人體的危害。2023/1/416

四、危險性等級與控制

1.危險性等級：從定性的觀點出發(fā)，危險性等級可分為：

Ⅰ級：安全的—不發(fā)生危險。

Ⅱ級：臨界的—處于形成事故的邊緣狀態(tài)，暫時還不會造成危害。

Ⅲ級：危險的—會造成危害，應(yīng)立即采取措施排除。

Ⅳ級：破壞性的—會造成災(zāi)難性事故。當(dāng)系統(tǒng)中存在很多危險因素時，如何分清其嚴(yán)重程度，因人而已，帶有很大的主觀性。為了較好地符合客觀性，可集體討論或多方征求意見，也可采取一些定性的決策方法。比如，矩陣比較法，也可采用模糊綜合評判的方法。事故發(fā)生可能性分級：A,經(jīng)常發(fā)生；B,容易發(fā)生；C,偶爾發(fā)生；D,很少發(fā)生；E,不易發(fā)生；F,極難發(fā)生。2023/1/417

2.危險性控制：危險性識別和等級劃分后，就可采取相應(yīng)的預(yù)防措施，避免它發(fā)展成為事故。采取的預(yù)防措施為直接措施和間接措施，主要包括

(1)防止能量的破壞性作用限制能量的集中與蓄積。汽油、煤油、易燃?xì)怏w、電壓等?？刂颇芰康尼尫拧７乐鼓芰康囊萆?、緩解能量釋放、另辟能量釋放渠道。隔離能量。在能源上采取措施、在能源和人與物之間設(shè)防護屏障、設(shè)置安全區(qū)等。其他措施。

(2)降低損失程度的措施

(3)防止人的失誤

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五、應(yīng)用實例

1.硫化氫輸送系統(tǒng)預(yù)先危險性分析事故事故原因事故后果危險級別建議的安全措施毒物泄露儲罐破裂大量泄露導(dǎo)致人員傷亡Ⅳ1.采用泄露報警系統(tǒng)2.最小儲存量3.制訂巡檢規(guī)程毒物泄露反應(yīng)過剩大量泄露導(dǎo)致人員傷亡Ⅲ1.過剩硫化氫收集處理系統(tǒng)2.安全監(jiān)控系統(tǒng)3.制定規(guī)程保證收集系統(tǒng)先于裝置運行2023/1/419

為了防止泄露事故發(fā)生，分析者向設(shè)計人員提出如下建議：（1）考慮用一種低毒性物質(zhì)在需要時能產(chǎn)生硫化氫的工藝；（2）開發(fā)一套收集和處理過剩硫化氫的系統(tǒng)；（3）采用硫化氫泄露報警裝置；（4）現(xiàn)場僅儲存最小量的硫化氫，不會輸送、處理過量；（5）開發(fā)符合人機工程學(xué)要求的儲罐連接程序；（6）設(shè)置由硫化氫泄露檢測系統(tǒng)驅(qū)動的水封系統(tǒng)封閉儲罐；（7）把儲罐布置在遠(yuǎn)離其他道路、方便輸送的地方；（8）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。2023/1/4202.高爐拆裝工程預(yù)先危險性分析鞍山鋼鐵公司針對高爐拆裝工程進行的預(yù)先危害分析結(jié)果匯總于下表（部分）階段危害發(fā)生可能性危害嚴(yán)重度預(yù)防措施拆除階段①人員高處墜落DⅡ設(shè)安全網(wǎng)，加強個體防護②高處脫落構(gòu)件擊傷人員BⅡ-Ⅲ劃出危險區(qū)域并設(shè)立明顯標(biāo)志③爆破拆基礎(chǔ)傷人CⅡ正確布孔、合理裝藥、定時爆破，設(shè)爆破信號及警戒土建階段①塌方AⅡ-Ⅲ階段性放坡，監(jiān)控裂隙②腳手架火災(zāi)DⅡ嚴(yán)禁明火2023/1/421

續(xù)上表

階段危害發(fā)生可能性危害嚴(yán)重度預(yù)防措施安裝階段①高處墜落DⅡ設(shè)安全網(wǎng)，加強個體防護②落物傷人BⅡ-Ⅲ材料妥善存放,嚴(yán)禁向下拋擲③排柵倒塌BⅡ-Ⅲ定期檢查、修理④排柵火災(zāi)DⅡ-Ⅲ注意防火⑤電焊把線漏電BⅡ集中存放電焊機，焊把線架空⑥乙炔發(fā)生器爆炸CⅡ安裝安全裝置，定期檢查，嚴(yán)格控制引火源⑦吊物墜落BⅡ定期檢修設(shè)備及器械2023/1/422§2-4故障類型和影響分析

一、概述

二、故障的基本概念

三、FMEA的分析步驟

四、危險度分析

五、應(yīng)用實例2023/1/423一、概述FMEA是安全系統(tǒng)工程中重要的分析方法之一，它是由可靠性工程發(fā)展起來的，主要分析系統(tǒng)、產(chǎn)品的可靠性和安全性?；緝?nèi)容：對系統(tǒng)或產(chǎn)品的各個組成部分，按一定的順序進行系統(tǒng)分析和考察，查出系統(tǒng)中各子系統(tǒng)或元件可能發(fā)生的各種故障類型，并分析它們對系統(tǒng)或產(chǎn)品的功能造成的影響，提出可能采取的預(yù)防改進措施，以提高系統(tǒng)或產(chǎn)品的可靠性和安全性。FMEA是設(shè)計人員必須掌握的技術(shù)，分析資料為不可缺少的設(shè)計文件。GJB—450—88指出：FMEA是找出設(shè)計上潛在缺陷的手段，是設(shè)計審查中必須重視的資料之一。故障類型和影響、危險度分析（FailureMode,EffectandCriticalityAnalysis）,簡稱FMECA是FMEA的深化，它還分析了故障類型的危險度有多大，使分析量化。2023/1/4241.分析方法的特點要保證系統(tǒng)或產(chǎn)品的可靠性，最好的方法就是預(yù)防故障。預(yù)測故障發(fā)生的方法很多，F(xiàn)MEA是其中一種代表性的方法。（1）通過原因分析系統(tǒng)故障（結(jié)果）。系統(tǒng)工程的方法：自下而上、逐層分析、表格形式、初始原因事件。鉆機井架倒塌，原因為穩(wěn)定性、強度、載荷過大等。（2）系統(tǒng)發(fā)生故障便可能喪失其功能。FMEA是以功能為中心，以邏輯推理為重點的分析方法。例如，鉆井泥漿泵泵閥系統(tǒng)。（3）是一種定性分析方法。只需要理論知識和過去故障的經(jīng)驗即可，不需要具體數(shù)據(jù)。例如，抽油桿折短的原因分析。（4）適用于產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、裝備設(shè)計和預(yù)防維修等環(huán)節(jié)。2023/1/4252.FMEA的目的和要求（1）要搞清楚所有故障類型對系統(tǒng)或產(chǎn)品的影響。（2）對可能發(fā)生的故障類型提出可行的控制方法和手段，并提出改進設(shè)計的意見。（3）對產(chǎn)品提出特殊要求，包括設(shè)計、性能、可靠性和安全性的要求。（4）對協(xié)作廠提供的部件，要制定嚴(yán)格的驗收標(biāo)準(zhǔn)。（5）在產(chǎn)品使用時，要制定保護性措施或監(jiān)測裝置。舉例，抽油桿、電潛泵、家用洗衣機、電視等。二、故障的基本概念

1.故障所謂故障，一般是指元件、子系統(tǒng)、系統(tǒng)在規(guī)定的運行時間、條件內(nèi)，達不到設(shè)計規(guī)定的功能。發(fā)生故障的原因是多方面的，討論故障離不開“功能、時間和條件”。2023/1/426

從安全角度來說，故障是引起事故、災(zāi)害的原因。系統(tǒng)或產(chǎn)品失效的過程為：正?！惓！髡谞顟B(tài)→故障→事故。因此，“機械故障（健康）診斷”是一門學(xué)科。

(1)功能:系統(tǒng)或產(chǎn)品發(fā)生故障，即喪失功能。從可靠性的定義看，故障模式為：運行過程中故障；提前動作；在規(guī)定的時間不動作；在規(guī)定的時間不停止；運行能力降低、超量或受阻。

(2)條件:故障原因分為誘發(fā)故障的內(nèi)因和直接造成故障的外因。內(nèi)因為：內(nèi)部原因、缺陷；外部原因為：外部應(yīng)力、人員差錯、環(huán)境條件、使用條件變化等。舉例說明。

(3)時間:t=0,功能當(dāng)然正常；t=?,發(fā)生故障，飛機結(jié)構(gòu)的疲勞可靠度。

(4)概率:在故障模式及影響分析中，一定要評定相對發(fā)生頻率等級。例如，電潛泵發(fā)生故障，各種失效模式的比率。2023/1/4272.故障類型、原因、機理及影響

(1)故障類型:相當(dāng)于醫(yī)學(xué)上的疾病癥狀，產(chǎn)品不同，故障模式也不同，類型主要有：損壞型、退化型、松脫型、失調(diào)型、滲漏型和功能型等。例如，機械產(chǎn)品有：磨損、疲勞、折斷、沖擊、變形、破裂等。

(2)故障原因:系統(tǒng)、產(chǎn)品的故障原因，主要來自兩個方面，即固有可靠性（80%）和使用可靠性（20%），對機電產(chǎn)品而言。固有可靠性：1)硬件設(shè)計不合理或存在潛在的缺陷；2)零、部件有缺陷；3)制造質(zhì)量低；4)運輸、保管、安裝不善。使用可靠性：包括環(huán)境條件和使用條件，如濕度、溫度、振動、噪聲、沖擊、灰塵和有害氣體等。潛在故障在一定條件下可以產(chǎn)生一定模式的故障。2023/1/4282023/1/429(3)故障機理：是指引起故障的物理、化學(xué)變化等內(nèi)在原因，也可以說是形成故障源的原因。主要考慮：1)對象，發(fā)生故障實體的內(nèi)部狀態(tài)；2)外部原因，外部環(huán)境應(yīng)力、時間因素、人為差錯；3)結(jié)果，內(nèi)部變化超過限定值，便形成故障。比如，對機械零件，失效機理為①靜力破壞：屈服、變形過大、屈服失穩(wěn)；②疲勞：高周疲勞、低周疲勞、腐蝕疲勞；③斷裂：低溫脆斷、氫脆（內(nèi)部氫脆、環(huán)境氫脆）、應(yīng)力腐蝕；④腐蝕：化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕；⑤磨損：粘著磨損、微動磨損、腐蝕磨損、沖蝕和氣蝕、接觸疲勞磨損。(4)故障影響:指的是某一故障發(fā)生后，對系統(tǒng)、子系統(tǒng)、部件有什么效應(yīng)，效應(yīng)程度有多大。(5)故障類型、機理和原因的關(guān)系:故障原因孕育著故障機理，故障類型反映著故障機理的差別。2023/1/430故障類型相同，機理不一定相同，例如機械零件變形，可以是沖擊、溫度、破壞等。故障機理相同，類型不一定相同，例如，疲勞機理可以表現(xiàn)為耗損、裂紋或斷裂。三、FMEA的分析步驟故障類型和影響分析的思路是，從設(shè)計功能上，按照系統(tǒng)—子系統(tǒng)—元件順序分解研究故障類型，再按逆過程，即元件—子系統(tǒng)—系統(tǒng)順序研究故障的影響，選擇對象，改進設(shè)計。其分析步驟為（以電動潛油離心泵為例）：1.明確系統(tǒng)的情況和目的在分析步驟中，首先應(yīng)對系統(tǒng)的任務(wù)、功能、結(jié)構(gòu)和運行條件等諸方面有一個全面的了解。如系統(tǒng)由哪些子系統(tǒng)、組件和元件組成，各自特性如何等等。2.確定分析的層次，繪制功能框圖和可靠性框圖2023/1/431分析開始時就要根據(jù)系統(tǒng)的情況，確定分析到什么層次，這是一個重要的問題。如果分析得太淺，就會漏掉重要的故障類型，得不到有用的資料；反之，若分析得太深，結(jié)果很復(fù)雜，費事費力。關(guān)鍵子系統(tǒng)，分析得深一些；對某些外購件，可作為元件對待，不必進一步分析。功能框圖按功能劃分層次，如石油鉆機的八大系統(tǒng)的分解?？煽啃钥驁D是把實際系統(tǒng)之間的物理、空間要素表示為功能與功能之間的聯(lián)系，尤其要明確它們之間的邏輯關(guān)系。3.建立故障類型清單，分析故障類型和影響這一步是是實施FMEA的核心，應(yīng)根據(jù)理論知識、實踐經(jīng)驗和有關(guān)故障資料，判斷系統(tǒng)中所有可能出現(xiàn)的故障類型。選定、判明故障類型是一項技術(shù)性很強的工作，必須細(xì)致、準(zhǔn)確。結(jié)合實例，海洋平臺的疲勞分析。2023/1/4325W1H啟發(fā)性分析方法要領(lǐng)，就是指Who,When,Where,What,Why,How的總稱。Why:為什么要有這個元件？為什么這個元件會發(fā)生故障？為什么不加保護裝置？What:功能是什么？工作條件是什么？在什么條件下發(fā)生故障？將會發(fā)生什么樣的故障？Who:誰操作？故障一旦發(fā)生誰是受害者？誰來組織安全措施？When:何時發(fā)生故障？何時檢測安全裝置？Where:在什么部位發(fā)生故障？檢測裝置裝在什么地方最好？How:發(fā)生故障的后果如何？影響程度如何？如何改進設(shè)計？應(yīng)注意，不要“只見樹木，不見森林”，可按下面的程序來進行。（1）掌握全局性分析的綜合調(diào)查。2023/1/433（2）從非破壞性的外部分析到解剖、破壞性的內(nèi)部分析。抽油桿疲勞。（3）建立故障原因的假設(shè)，并進而求證。4.研究故障檢測方法、確定故障等級設(shè)定故障發(fā)生后，說明故障所表現(xiàn)的異常狀態(tài)及如何檢測。如無損探傷法（NDT）、磁粉探傷法，電阻的變化等。而故障等級是衡量對系統(tǒng)任務(wù)、人員安全造成影響的尺度，因此，有必要對故障的等級進行劃分。確定故障等級的方法有以下2種：（1）簡單劃分法。將故障類型對子系統(tǒng)或系統(tǒng)影響的嚴(yán)重程度分四個等級：致命性的：Ⅳ級，可造成死亡或系統(tǒng)損失；嚴(yán)重的：Ⅲ級，可能造成嚴(yán)重傷害、嚴(yán)重職業(yè)?。慌R界的：Ⅱ級，可造成輕微傷害；可忽略的：Ⅰ級，不會造成傷害。2023/1/434

四、危險度分析

1.基本概念危險度分析（簡稱CA）是在故障類型及影響分析的基礎(chǔ)上擴展出來的。危險度分析就是對系統(tǒng)中各個不同的嚴(yán)重故障類型計算臨界值—危險度指標(biāo)，即給出某故障類型產(chǎn)生危險度影響的概率。2023/1/435CA分析的目的：1)盡量消除危險度高的故障類型；2)當(dāng)無法消除時，盡量從各方面減小它放生的概率；3)根據(jù)不同的危險度，對零、部件或產(chǎn)品提出不同的質(zhì)量要求；4)根據(jù)不同情況增設(shè)保護裝置、檢測預(yù)報系統(tǒng)。2023/1/436五、應(yīng)用實例1．電機運行系統(tǒng)故障類型和影響分析一電機運行系統(tǒng)如圖2—2所示，該系統(tǒng)是一種短時運行系統(tǒng)，如果運行時間過長則可能引起電線過熱或者電機過熱、短路。對系統(tǒng)中主要元素進行故防類型和影響分析，結(jié)果列于表2—7。2023/1/4372023/1/438

2．空氣壓縮機儲罐的故障類型和影響分析空氣壓縮機的儲罐屬于壓力容器，其功能是儲存空氣壓縮機產(chǎn)生的壓縮空氣。這里僅考察儲罐的罐體和安全閥兩個元素的故障類型及其影響，分析結(jié)果列于表2—8。2023/1/4393.

起重機制動裝置和鋼絲繩的FMECA（P24-25)2023/1/440§2-5危險性和可操作性研究

一、概述

二、分析步驟

三、應(yīng)用舉例2023/1/441

一、概述可操作性研究也稱為安全操作研究，是以系統(tǒng)工程為基礎(chǔ)的危險分析方法。該方法采用表格式分析形式，具有專家分析法的特點，主要適用于連續(xù)性生產(chǎn)系統(tǒng)的安全分析與控制，是一種啟發(fā)性的、實用的定性分析方法。由于設(shè)計不良，將不安全因素帶入生產(chǎn)中而造成的事故約占總事故的1/4，因此在設(shè)計開始時就應(yīng)注意消除系統(tǒng)中的危險性，可操作性研究是解決問題的方法之一。這種方法的出發(fā)點是先找出工藝狀態(tài)參數(shù)的變化及可能出現(xiàn)的偏差，然后分析每一偏差產(chǎn)生的原因和造成的后果。據(jù)此查找原因，采取對策。

1.HAZOP的特點

(1)以參數(shù)的變化來研究各種故障的原因、存在的危險及采取的對策。2023/1/442(2)它是故障類型及影響分析的發(fā)展。它從中間過程出發(fā)，向前分析其原因，向后分析其結(jié)果，具有直觀、易查找的特點。(3)不需要可靠性工程的專業(yè)知識，很易掌握。(4)既可用于設(shè)計評價，又可用于操作評價。該方法利于提高安全操作能力，且主要適用于化工企業(yè)。2.引導(dǎo)詞及其意義為了分析狀態(tài)參數(shù)的偏差所造成的危險性，要事先構(gòu)成一份提問清單，這個清單要能簡明地概括中間狀態(tài)的全部內(nèi)容。所謂的提問清單，是采用能引起啟發(fā)性思考的“引導(dǎo)詞”，分析工藝過程狀態(tài)如何偏離設(shè)計規(guī)定的基準(zhǔn)狀態(tài)。為了能適應(yīng)化學(xué)工業(yè)和其它產(chǎn)業(yè)分析的需要，現(xiàn)將“引導(dǎo)詞”的意義及其說明列于表中?！岸唷笨蓴U展為過多、過大、偏高、早于等含義，“少”則可擴展為過少、過小、偏低、遲于等含義。2023/1/4432023/1/444二、分析步驟所謂可操作性研究，就是對應(yīng)有現(xiàn)象和實際現(xiàn)象做出如下判斷：會不會出現(xiàn)偏差？用什么資料說明它是偏差？偏差的影響程度、范圍如何？偏差產(chǎn)生的原因是什么？其分析步驟如下1.認(rèn)識問題:當(dāng)工藝流程的狀態(tài)參數(shù)發(fā)生變化時，偏差一定會出現(xiàn)。2.調(diào)查、說明偏差:用“何種”、“何處”、“何時”、“何種程度”等啟發(fā)性要求加以說明。3.推斷可能原因:應(yīng)分析系統(tǒng)中各子系統(tǒng)、部件功能變化是否為引起偏差的可能原因。4.核對可能原因:尋找問題產(chǎn)生的可能原因，就是研究這些原因具有的影響差別的變化。根據(jù)列表的變化，核對引起偏差的原因。5.證實問題產(chǎn)生的原因:可能性不等于必然性，必須通過科學(xué)的方法，證實變化和原因之間存在的必然聯(lián)系。2023/1/4456．問題的確切表述:將分析資料做詳細(xì)說明，并歸入技術(shù)資料檔案，作為檢索參考。7.編制可操作性研究表格。2023/1/446三．應(yīng)用舉例考察圖2—4所示的DAP工藝系統(tǒng)。2023/1/447DAP是磷酸氫二銨的英文縮寫，DAP由氨水與磷酸反應(yīng)生成。生產(chǎn)過程中調(diào)節(jié)氨水儲罐與反應(yīng)釜之間管線上的閥門A，磷酸儲罐與反應(yīng)釜之間管線上的閥門B，分別控制進入反應(yīng)釜的氨和磷酸的速率。當(dāng)磷酸進人反應(yīng)釜速率相對氨進人速率高時，會生成另一種不需要的物質(zhì)，但沒有危險。當(dāng)磷酸和氨兩者進入反應(yīng)釜速率都高于額定速率時，反應(yīng)釋放能量增加，反應(yīng)釜可能承受不了溫度和壓力的迅速增加。當(dāng)氨進入反應(yīng)釜速率相對磷酸進人速率高時，過剩的氨可能隨DAP進入敞口的儲罐，揮發(fā)的氨可能傷害人員。這里選擇磷酸儲罐與反應(yīng)釜之間的管線部分為分析對象，則該部分的設(shè)計意圖是向反應(yīng)釜輸送一定量的磷酸，其工藝參數(shù)是流量。把7個引導(dǎo)同與工藝參數(shù)“流量”相結(jié)合，設(shè)想各種可能出現(xiàn)的偏離。

2023/1/4482023/1/4492023/1/450§2-6事件樹分析

一、概述

二、事件樹的建造

三、應(yīng)用舉例2023/1/451一、概述ETA是安全系統(tǒng)工程中的重要分析方法之一，其理論基礎(chǔ)是運籌學(xué)的決策論。它是一種歸納法，是從給定的一個初始事件的事故原因開始，按時間進程采用追蹤方法，逐步分析可能導(dǎo)致的事件結(jié)果，從而定性或定量地評價系統(tǒng)的安全性。事件序列是以圖形表示的，其形狀呈樹枝形，故稱為事件樹。事件樹分析的功能如下：(1)事件樹分