故障類型和影響分析

WordWord文檔.規(guī)律分析法：故障類型和影響分析目的FMEA的目的是辨識(shí)單一設(shè)備和系統(tǒng)的故障模式及每種故障模式對(duì)系統(tǒng)或裝置造成的影響。評(píng)價(jià)人員通常提出增加設(shè)備牢靠性的建議，進(jìn)而提出工藝安全對(duì)策。故障和故障類型故障故障類型4故障等級(jí)依據(jù)故障類型對(duì)系統(tǒng)或子系統(tǒng)影響程度的不同而劃分的等級(jí)稱為故障等級(jí)。資料文件的要求使用FMEA方法需要如下資料：①系統(tǒng)或裝置的P&IDS。②設(shè)備、配件一覽表。③設(shè)備功能和故障模式方面的學(xué)問。④系統(tǒng)或裝置功能及對(duì)設(shè)備故障處理方法學(xué)問。FMEA方法可由單個(gè)分析人員完成，但需要其他人進(jìn)展審查，以保證完整性。對(duì)評(píng)價(jià)人員的要求隨著評(píng)價(jià)的設(shè)備工程大小和尺度有所不同F(xiàn)MEA評(píng)價(jià)人員都應(yīng)對(duì)設(shè)備功能及故障模式生疏，并了解這些故障模式如何影響系統(tǒng)或裝置的其他局部。故障分類故障類型及發(fā)生故障的緣由見表1。..WordWord文檔故障類型分級(jí)方法定性分級(jí)方法定性分級(jí)方法按故障類型對(duì)子系統(tǒng)或系統(tǒng)影響的嚴(yán)峻程度分為4級(jí)(見表2)。劃分故障等級(jí)主要是為了分出輕重緩急以實(shí)行相應(yīng)的對(duì)策，提高系統(tǒng)的安全性。半定量故障等級(jí)劃分法3)。評(píng)點(diǎn)法級(jí)。利用下式求評(píng)點(diǎn)數(shù)：式中Cs——總點(diǎn)數(shù)，0<Cs<10。Ci——因素系數(shù)，0<Ci<10。Ci見表4。Ci呢?可由3～5位有閱歷的專家座談、爭(zhēng)論，提出Ci的數(shù)值，這種方法把他們答復(fù)的意見進(jìn)展綜合，再反響給他們，如此反復(fù)屢次，直到認(rèn)為適宜的意見為止。另一種求點(diǎn)數(shù)的方法列于表5，可依據(jù)評(píng)點(diǎn)因素求出點(diǎn)數(shù)，然后相加，計(jì)算出總點(diǎn)數(shù)Cs。由以上兩種方法求出的總點(diǎn)數(shù)Cs，均可按表6選取故障等級(jí)。風(fēng)險(xiǎn)矩陣法標(biāo)準(zhǔn)為風(fēng)險(xiǎn)率(也稱危急度)，它代表故障概率和嚴(yán)峻度的綜合評(píng)價(jià)。嚴(yán)峻度。指故障類型對(duì)系統(tǒng)功能的影響程度，分為4個(gè)等級(jí)(見表7)。故障概率。故障概率是指在一特定時(shí)間，故障類型所消滅的次數(shù)。時(shí)間可規(guī)定為肯定的期限(如一年、一月等)?；蛞罁?jù)大修間隔期、完成一項(xiàng)任務(wù)的周期或其他被認(rèn)為適當(dāng)?shù)钠陂g來(lái)打算?？梢允褂枚ㄐ院投糠椒ù_定單個(gè)故障類型的概率。茲分述如下：用定性方法故障概率可分為4級(jí)。①Ⅰ級(jí)。②Ⅱ級(jí)：故障概率低，元件操作期間不易消滅。③Ⅲ級(jí)：故障概率中等，元件操作期間50％。④Ⅳ級(jí)：故障概率高，元件操作期間易于消滅故障。用定量方法故障概率可分4級(jí)。①Ⅰ級(jí)部故障概率的0．01。②Ⅱ級(jí)：在元件操作期間，任何單個(gè)故障的概率，多于全部故障概率的0．01而少于0．10。③Ⅲ級(jí)：在元件操作期間，任何單個(gè)故障的概率，多于全部故障概率的0．10而少于0．20。④Ⅳ級(jí)：在元件操作期間，任何單個(gè)故障的概率，大于全部的故0．20。低，因而風(fēng)險(xiǎn)率也低。另一種狀況，即使造成的危害嚴(yán)峻度很大，但發(fā)生概率很低，其風(fēng)險(xiǎn)率也不會(huì)高。為了綜合這兩個(gè)特性，可將故障概率為縱坐標(biāo)，嚴(yán)峻度為橫坐標(biāo)，畫出風(fēng)險(xiǎn)率矩陣(圖1降低。圖1風(fēng)險(xiǎn)率矩陣圖牢靠性框圖。2)。圖2牢靠性方框圖注：110、20、30。21011、12、13。01A、01B、02、03、04、0506。01A01B元件02由a及b組成，只用一個(gè)編碼。從功能上看，元件03同時(shí)受到07和來(lái)自其他系統(tǒng)的影響。元件05、06是備用品回路。05發(fā)生故障，06即投入運(yùn)行。正常運(yùn)行時(shí)，元件07不工作從圖2輸入和輸出以及串聯(lián)和并聯(lián)方式。各層次要進(jìn)展編碼，和將來(lái)制表的工程編碼相對(duì)應(yīng)。制表使用FMEA方法的特點(diǎn)之一就是制表。由于表格便于編碼、分類、查閱、保存，所以很多8910)，但根本容相像。表8故障類型影響分析表格—1表9故障類型影響分析表格—2表10故障類型影響分析表格—3分析步驟1)明確系統(tǒng)本身的狀況的相互關(guān)系、相互干擾以及輸入、輸出等狀況。2)確定分析程度和水平都分析到元件甚至零部件，則會(huì)造成分析程序簡(jiǎn)單，措施很難實(shí)施。通常，經(jīng)過對(duì)系統(tǒng)的初要的分析得淺一些，甚至可以不進(jìn)展分析。3)繪制系統(tǒng)圖和牢靠性框圖一個(gè)系統(tǒng)可以由假設(shè)干個(gè)功能不同的子系統(tǒng)組成，如動(dòng)力、設(shè)備、構(gòu)造、燃料供給、掌握子系統(tǒng)相結(jié)合的系統(tǒng)圖，以表示各子系統(tǒng)間的關(guān)系。對(duì)簡(jiǎn)潔系統(tǒng)可以用流程圖代替系統(tǒng)圖。從系統(tǒng)圖可以連續(xù)畫出牢靠性框圖容應(yīng)和相應(yīng)的系統(tǒng)圖全都。列出全部故障類型，并選出對(duì)系統(tǒng)有影響的故障類型依據(jù)牢靠性框圖，依據(jù)過去的閱歷和有關(guān)的故障資料，列舉出全部的故障類型，填入FMEA表中。然后從其中選出對(duì)子系統(tǒng)以至系統(tǒng)有影響的故障類型，深入分析其影響后果、故障等級(jí)及應(yīng)實(shí)行的措施。作，最好由安全技術(shù)人員、生產(chǎn)人員和工人三者結(jié)合進(jìn)展。列出造成故障的緣由對(duì)危急性特別大的故障類型，如故障等級(jí)為Ⅰ級(jí)，則要進(jìn)展致命度分析。致命度分析統(tǒng)損壞，因此對(duì)這類元件要特別留意，可承受致命度的分析方法(CA)進(jìn)一步分析。美國(guó)汽車工程治理人員學(xué)會(huì)(SAE114表11致命度等級(jí)與容致命度分析一般都和故障類型影響分析合用。使用下式計(jì)算出致命度指數(shù)Cr，它表示106h(次)發(fā)生的故障次數(shù)?！獑挝粫r(shí)間或周期的故障次數(shù)，一般指元件故障率。式中n=1，2，3……j。j——致命故障類型的第j——單位時(shí)間或周期的故障次數(shù)，一般指元件故障率?！臏y(cè)定值與實(shí)際運(yùn)行時(shí)的強(qiáng)度修正系數(shù)?！臏y(cè)定值與實(shí)際運(yùn)行時(shí)的強(qiáng)度修正系數(shù)?！臏y(cè)定值與實(shí)際運(yùn)行時(shí)的環(huán)境條件修正系數(shù)。中該故障類型所占比例。β————元件的測(cè)定值與實(shí)際運(yùn)行時(shí)的環(huán)境條件修正系數(shù)。中該故障類型所占比例。表12造成致命影響的故障發(fā)生概率致命度分析所用表格見表13。13致命度分析表事例柴油機(jī)燃料供給系統(tǒng)的FDEA分析圖3曲軸帶動(dòng)的柱塞泵，將燃料向柴油機(jī)氣缸噴射。圖3柴油機(jī)燃料供給示意圖1—調(diào)速器。2—齒條。3—?dú)飧住?—噴嘴。5—逆止閥。6—柱塞。7—燃料貯槽。8—過濾器。9—小齒輪。10—彈簧。11—凸輪。11—曲軸。13—齒輪此處共有5個(gè)子系統(tǒng)，即燃料供給子系統(tǒng)、燃料壓送子系統(tǒng)、燃料噴射子系統(tǒng)4圖4柴油機(jī)燃料系統(tǒng)牢靠性框圖FMEA有嚴(yán)峻危急的故障類型，匯總見表14、表15，從中可以看出實(shí)行措施的重點(diǎn)。從分析結(jié)果閥都簡(jiǎn)潔被污垢堵住。因此要變更原來(lái)設(shè)計(jì)，即在燃料泵(柱塞泵)前面加一個(gè)過濾器。表14柴油機(jī)燃料供給子系統(tǒng)故障類型影響分析表表15柴油機(jī)燃料系統(tǒng)故障類型及等級(jí)表WordWord文檔.暖風(fēng)系統(tǒng)FMEA及CA分析1)暖風(fēng)系統(tǒng)概述家用暖風(fēng)系統(tǒng)的任務(wù)是完成采暖的需要，每年冬季要工作6個(gè)月，使室溫保持22℃。1023℃時(shí)，室溫度不變。暖氣系統(tǒng)設(shè)置在地下室，環(huán)境溫度也是－23℃，同時(shí)還有相當(dāng)?shù)姆蹓m。因此，環(huán)境條件修正系數(shù)κE

定為0．94，而強(qiáng)度修正系數(shù)κA

1．0。室溫度達(dá)不到22℃，就被認(rèn)為是系統(tǒng)出了故障，而造成這種故障的元件故障類型就被認(rèn)為是致命故障類型。本系統(tǒng)所使用的公用工程局部(即外電和煤氣)都不在分析圍之。系統(tǒng)由3個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，即加熱子系統(tǒng)、掌握子系統(tǒng)、空氣安排子系統(tǒng)?，F(xiàn)分述如下：(1)加熱子系統(tǒng)：①煤氣管。②切斷氣源用的手動(dòng)閥。③掌握煤氣流量的掌握閥。④火嘴。⑤由點(diǎn)火器傳感器掌握的點(diǎn)火器掌握閥。⑥點(diǎn)火器(由點(diǎn)火器掌握閥掌握)。掌握子系統(tǒng)。100V溝通電源經(jīng)整流后變?yōu)?4V直流電源，分別供給點(diǎn)火器溫度傳感器、火嘴溫度傳感器、室溫度傳感器，再由各傳感器掌握相應(yīng)裝置。空氣安排子系統(tǒng)。室溫度下降時(shí)，由傳感器掌握開動(dòng)送風(fēng)機(jī)，從風(fēng)道吸入空氣進(jìn)入熱交3擋，以適應(yīng)不同風(fēng)量的需要。2)確定分析程度和水平只分析加熱子系統(tǒng)，直至分析到功能元件。3)繪制系統(tǒng)圖和牢靠性框圖系統(tǒng)圖如圖5所示，牢靠性框圖如圖6所示。..WordWord文檔圖5采暖系統(tǒng)圖圖6采暖系統(tǒng)牢靠性框圖4)列出加熱子系統(tǒng)FMEA表(見表16)表16加熱子系統(tǒng)致命度分析表對(duì)系統(tǒng)造成影響的故障類型進(jìn)展致命度分析。1)背景VCM20VCMHClHCl的事故，結(jié)(HClVCMTMC公司向有關(guān)部門報(bào)告了此次事故，并承諾將實(shí)行措施避開類似大事再次發(fā)生。TMC公司的安全與衛(wèi)生治理人員也要求盡快解決這個(gè)問題以維護(hù)公司的形象(事實(shí)上他已向有關(guān)部門表VCMVCM裝置的治理者期望通過安全評(píng)價(jià)可以調(diào)查這次事故，找出事故中HCl泄漏緣由及改正措施，同時(shí)期望能找出還可能導(dǎo)致泄漏的其他緣由及改進(jìn)措施。已有資料目前TMC公司有很多的HCl精餾塔的資料：工藝流程圖、PID圖、操作程序、操作記錄、修理記錄、事故記錄、以前進(jìn)展的危急分析報(bào)告。評(píng)價(jià)人員收集如下資料：HCl精餾塔PID圖、HCl塔的操作程序、事故發(fā)生當(dāng)天的操作記錄、事故發(fā)生當(dāng)天的記錄(塔的溫度和再沸器流量)。..WordWord文檔選擇安全評(píng)價(jià)方法HAZOP分析或FMEA分析作為事故調(diào)查的評(píng)價(jià)方法，通過比較，評(píng)價(jià)人員使用FEMA分析方法進(jìn)展事故調(diào)查。4)分析預(yù)備依據(jù)裝置的狀況，選擇參與評(píng)價(jià)人員：評(píng)價(jià)負(fù)責(zé)人A：具有組織領(lǐng)導(dǎo)危急分析的閱歷。記錄員B：能快速、準(zhǔn)確地進(jìn)展記錄。工藝工程治理人員C：要求精通HCl精餾塔的設(shè)計(jì)和操作的人員。D(操作)：HCl操作工正(王操作)：HCl釋放時(shí)在掌握室外的操作工。M：生疏VCM裝置的應(yīng)急預(yù)案。VCM裝置的安全治理員M參與本次安全評(píng)價(jià)。安全與衛(wèi)生治理W：熟知與VCM裝置HCl精餾過程有關(guān)的危急。W是TMC公司衛(wèi)生安全環(huán)境科工程治理人員，參與本次評(píng)價(jià)。5)分析說明爭(zhēng)論本次FEMA分析打算。FEMA只對(duì)HClHCl泄漏的故障。為了完成FEMA分析，將該系統(tǒng)的每一個(gè)部件假定失效模式，對(duì)每一個(gè)失效模式，分析組將分析它的效應(yīng)(即后果)。假設(shè)后果對(duì)安全帶來(lái)危害，分析組將分級(jí)已有的安全保護(hù)裝式。以下是評(píng)價(jià)過程中的問題爭(zhēng)論：D：事故發(fā)生前—周，該系統(tǒng)的運(yùn)行始終都很正常。但是在下午約3時(shí)45分，我覺察塔底溫度(TI—205)略有上升，由于塔的其他點(diǎn)的溫度都正常，我想再對(duì)它檢查幾次。幾分鐘后，燃燒爐報(bào)警——急冷塔低pH值報(bào)警。由于該傳感器發(fā)生過誤報(bào)警，我就關(guān)閉了該報(bào)警器并且請(qǐng)E操作去檢查pH值。當(dāng)我再次檢查精餾塔的溫度時(shí)，塔底溫度已上升了好幾度，而且TIC-201此時(shí)，關(guān)閉了TCV—201停頓蒸汽加熱，而且關(guān)閉了LCV—101停頓向塔進(jìn)料。我通知E操作啟動(dòng)另一臺(tái)HCl浮頭式冷凝器，但是塔壓力已超過145psig[1psig=6．89476kPa(表壓)]，減壓閥翻開，15s(CA：我想我們首先分析最近這一次釋放事故的緣由，然后再分析其他可能發(fā)生釋放的緣由。依據(jù)D所說的狀況，似乎是輸入塔的熱量過大。我們首先分析再沸器蒸汽掌握閥，該閥門的失效模式是什么?C：掌握閥(TCV—201)的位置可能發(fā)生故障，故障翻開、故障關(guān)閉或者向外泄漏。D：掌握閥(TCV—201)也可能部泄漏，即不需要時(shí)，蒸汽也可能進(jìn)入再沸器。A：我們來(lái)分析這些故障。那么TCV—201C：增加了再沸器的加熱力量，使塔的溫度和壓力上升，假設(shè)停車系統(tǒng)和操作工不干預(yù)的話最終將沖開減壓閥(PSV—252PSV—253)。A：結(jié)果就是HCl泄漏。有安全保護(hù)措施嗎?D：從PID圖上可以看出，在塔上有多個(gè)溫度指示器，而且我們連續(xù)進(jìn)展監(jiān)視。有高溫報(bào)警器(TAH—201)，它能使塔停車。低回流報(bào)警器(FAL—202)。塔低液位報(bào)警器(LAL—209)。而HCl浮頭式冷凝器和換熱器。A：TCV—201因故障翻開后，到底是哪一個(gè)安全保護(hù)HClD：溫度指示和TAH—201確能幫助我們覺察問題，翻開備用冷凝器能供給額外的冷凝面積HClATCV—201DA：你如何知道閥門處于正常工作狀態(tài)?D：在閥門上有限制開關(guān)指示，說明閥門完全關(guān)閉，而且塔的溫度很快開頭下降。A：好，有什么建議?C當(dāng)塔的溫度較高時(shí)，我們應(yīng)有應(yīng)急技術(shù)指導(dǎo)文件指導(dǎo)操作工啟動(dòng)備用冷凝器。MLCV—101TCV—201D：關(guān)閉TCV—201HCl隨VCM一起進(jìn)HCl。A：閥門向外泄漏有何后果?E：泄漏量不大時(shí)，塔的操作正常，只是損失了蒸汽。假設(shè)泄漏量大，塔的溫度將降低，與關(guān)閉閥門的結(jié)果一樣。但不至于泄漏HCl。A：假設(shè)閥門是部泄漏呢?C：部泄漏的狀況，只在塔停車時(shí)才有影響，假設(shè)是加熱，該泄漏將使塔的溫度漸漸上升并HClA：安全保護(hù)?C：與TCV—201故障翻開一樣。但是加上操作工有足夠的時(shí)間診斷這個(gè)問題并實(shí)行訂正措施。TCV—201、溫度變送器(TT—201)、掌握器(TIC—201)的儀表。該設(shè)備的失效模式是：①輸出假的溫度高信號(hào)。②輸出假的溫度低信號(hào)。③即TT—201TIC—201D：由于切斷了輸入再沸器的蒸汽，HClHCl與VCM一起從塔底排出，從而降低產(chǎn)品的質(zhì)量。A：會(huì)引起HCl泄漏嗎?E：不會(huì)。A：輸出假的溫底低信號(hào)有何后果?E：我認(rèn)為那正是導(dǎo)致事故的緣由。假的溫度低信號(hào)將使TCV—201翻開，從而使塔的溫度上升而且沒有報(bào)警聲。假設(shè)我們不能準(zhǔn)時(shí)覺察它，減壓閥就將翻開。而且一旦變送器或TIC發(fā)生故障，塔的溫度連鎖將失效。A：那確定就是設(shè)計(jì)的缺陷，即用同一個(gè)變送器實(shí)現(xiàn)塔的掌握、報(bào)警和連鎖，應(yīng)當(dāng)把報(bào)警和連鎖放在另一個(gè)變送器上。你們對(duì)TT—201TIC—201C：我們進(jìn)展過測(cè)試。A：那么，溫度變送器和掌握器故障應(yīng)當(dāng)是HCl放出的緣由。有何安全保護(hù)?它們消滅故障了嗎?C：安全保護(hù)與D所講的一樣——塔的溫度指示和TAH—201，但我認(rèn)為溫度報(bào)警不能算是安全保護(hù)。A：還有其他安全保護(hù)嗎?M：備用冷凝器和換熱器可以當(dāng)做安全保護(hù)，由于它們能避開超壓。我前面已講過，停頓HClVCMHClA：大家同意這個(gè)意見嗎?(點(diǎn)頭表示同意。)那么，假設(shè)這也是導(dǎo)致HCl泄漏的一個(gè)緣由，有什么建議?C：我再次提出我前面的建議。我們應(yīng)當(dāng)在塔上安裝高壓報(bào)警器，為操作工建立緊急狀況應(yīng)也同意大家關(guān)于對(duì)塔的溫度報(bào)警和連鎖承受不同的變送器的意見。E：在技術(shù)指導(dǎo)文件中加上“增加回流量”，它可以為我們啟動(dòng)備用冷凝器贏得時(shí)間。A：這些建議都很好，但是不要去設(shè)計(jì)具體的解決技術(shù)指導(dǎo)文件，那不是分析組的事。還有其他建議嗎?(無(wú)反響。)該儀表的最終一個(gè)失效模式是輸出信號(hào)不變化，有什么后果?D取決于流量變化的大小。我認(rèn)為塔的壓力有可能升得比較高，但速度比較緩慢。A：安全保護(hù)?M：與輸出假的溫度低信號(hào)的安全保護(hù)一樣。但是，我們可以告知操作工有足夠的時(shí)間覺察問題并實(shí)行措施。而且操作工可手動(dòng)掌握蒸汽流量。A：有什么建議?D：與我們前面提出的一樣。在塔上增加高壓報(bào)警、緊急狀況應(yīng)對(duì)技術(shù)指導(dǎo)文件、報(bào)警和連鎖承受不同的溫度變送器。A：下一個(gè)分析工程是浮頭式冷凝器。我想到的失效模式是殼體泄漏、管束泄漏、失去冷卻力量，還有其他的嗎?(無(wú)答復(fù)。)殼體泄漏有什么后果?E：被冷凝物料是在殼程中，殼體泄漏將有HCl逸出。A：安全保護(hù)?E250psig[1psig=6．89476kPa(表壓)，下同]高于塔的減壓閥額定值。該換熱器的密封壓力是0A：有何建議?(無(wú)答復(fù)。)管束泄漏會(huì)有什么后果?C：制冷劑將進(jìn)入過程中。由于它的沸點(diǎn)低，它在塔中將成為不凝物質(zhì)，使塔的壓力上升。我們就使用備用冷凝器，修復(fù)發(fā)生泄漏的管束，從減壓閥將不凝氣體排出。A：安全保護(hù)?E：管束承受蒙乃合金鋼，其設(shè)計(jì)溫度和壓力能承受最壞的操作狀況，設(shè)計(jì)壓力是200psig，的含量，或者是觀看浮頭處的壓力指示PI(略微上升)可以較早覺察泄漏問題。A：有什么建議嗎?(無(wú)答復(fù)。)假設(shè)制冷劑系統(tǒng)停車會(huì)產(chǎn)生什么后果?D：塔很快就超壓，減壓閥翻開。但是，制冷劑停車與精餾塔停車連鎖。A：還有其他的安全保護(hù)嗎?M：還有另—個(gè)安全保護(hù)裝置——高溫連鎖、壓力報(bào)警以及緊急狀況應(yīng)對(duì)技術(shù)指導(dǎo)文件。A：請(qǐng)等一下。壓力報(bào)警和緊急狀況應(yīng)對(duì)技術(shù)指導(dǎo)文件還只是建議措施，現(xiàn)在還不能算作是安全保護(hù)裝置。但高溫連鎖可以算。還有其他安全保護(hù)嗎?(無(wú)答復(fù)。)有何建議?(無(wú)答復(fù)。)似乎HCl狀況發(fā)生嗎?E：固然有，比方貯槽中制冷劑用完了，但是這樣壓縮機(jī)的打氣量缺乏，會(huì)自動(dòng)將精餾塔連鎖，制冷劑槽上裝有液位報(bào)警。另一種可能是制冷劑的輸送管道裂開，但是這種時(shí)機(jī)很小，由于這些管道都在地面上，并貼上了標(biāo)簽，每年都要進(jìn)展檢查。A：冷凝器中可能發(fā)生堵塞嗎?D：不太可能。我們完全按操作程序進(jìn)展操作。AE：固然有，減壓閥翻開了!A：我建議在制冷劑輸送管道上安裝低流量報(bào)警器。C：等等，在那個(gè)地方不止一臺(tái)冷凝器，可能要安裝十幾個(gè)儀表和報(bào)警器，這樣操作工將很累。我認(rèn)為我們應(yīng)當(dāng)首先分析發(fā)生這種狀況的可能性，然后再作打算。