1、設備的故障與事故一、故障的分類（l）按故障發(fā)生的速度分類 按故障發(fā)生的速度可分為突發(fā)性故障和漸發(fā)性故障。 突發(fā)性故障是由于各種不利因素和偶然的外界影響的共同作用超出了設備所能承受的限度而突然發(fā)生的故障。這類故障一般無明顯征兆，是突然發(fā)生的，依靠事前檢查或監(jiān)視不能預知的故障。如因使用機器不當或超負荷使用而引起零部件損壞；因潤滑油中斷而使零件產生熱變形裂紋；因電壓過高、電流過大而引起元器件損壞而造成的故障。漸發(fā)性故障是由于各種影響因素的作用使設備的初始參數逐漸劣化、衰減過程逐漸發(fā)展而引起的故障。一般與設備零部件的磨損、腐蝕、疲勞及老化有關，是在工作過程中逐漸形成的。這類故障的發(fā)生一般有明顯的預兆，

2、能通過預先檢查或監(jiān)視早期發(fā)現(xiàn)，如能采取一定的預防措施，可以控制或延緩故障的發(fā)生。 (2)按故障發(fā)生的后果分類 按故障發(fā)生的后果可分為功能性故障與參數型故障。 功能故障是指設備不能繼續(xù)完成自己規(guī)定功能的故障。這類故障往往是由于個別零件損壞造成的，如內燃機不能發(fā)動，油泵不能供油。 參數故障是指設備的工作參數不能保持在允許范圍內的故障。這類故障屬漸發(fā)性的，一般不妨礙設備的運轉，但影響產品的加工質量，如機床加工精度達不到規(guī)定標準，動力設備出力達不到規(guī)定值的故障。 (3)按故障的損傷程度分類 按故障的損傷是否容忍分為允許故障和不允許故障。 允許故障是指考慮到設備在正常使用條件下，隨著使用時間的增長，設備

3、參數的逐漸劣化是不可避免的，因而允許發(fā)生某些損傷但不引起嚴重后果的故障，如零件的某些正常磨損、腐蝕和老化等。 不允許故障是由于設計時考慮不周，制造裝配質量不合格，違反操作規(guī)程所造成的故障，如設計強度不夠造成的零件的斷裂，超負荷使用設備造成的設備損壞等。 (4)按故障的易見性分類 明顯安全性故障是指可能直接危及作業(yè)安全的故障，這種故障發(fā)生在具有明顯功能部件上。 明顯使用性故障是指對使用能力或完成作業(yè)任務有直接影響的故障。這種故障不是安全性的，也是發(fā)生在具有明顯功能的部件上。 明顯非使用性故障是指對使用能力或完成作業(yè)任務沒有不利的直接影響的故障。 隱蔽安全性故障是指同另一故障（明顯功能故障）結合后

4、會危及作業(yè)安全的隱蔽功能故障。 隱蔽經濟性故障是指同另一故障（明顯功能故障）結合后不會產生安全性后果，只有經濟性影響的故障。 二、故障樹分析法1、故障樹的概念 在系統(tǒng)設計過程中通過對可能造成系統(tǒng)失效的各種因素（包括硬件、軟件、環(huán)境、人為因素）進行分析，畫出邏輯框圖（故障樹），從而確定系統(tǒng)故障原因的各種可能組合方式或其發(fā)生概率，以計算系統(tǒng)故障概率，采取相應的糾正措施，以提高系統(tǒng)可靠性的一種設計分析方法。 2、故障樹分析FaultTree故障分析是以故障樹作為模型對系統(tǒng)的可靠性進行分析的一種方法。 故障樹分析把系統(tǒng)最不希望發(fā)生的故障狀態(tài)作為邏輯分析的目標，在故障樹中稱為頂事件，繼而找出導致這一故障

5、狀態(tài)發(fā)生的所有可能直接原因，在故障樹中稱為中間事件。再跟蹤找出導致這些中間故障事件發(fā)生的所有可能直接原因。直追尋到引起中間事件發(fā)生的全部部件狀態(tài)，在故障樹中稱為底事件。 用相應的代表符號及邏輯門把頂事件、中間事件、底事件連接成樹形邏輯圖，則稱此樹形邏輯圖為故障樹。故障樹是一種特殊的倒立樹狀邏輯因果關系圖，它用事件符號、邏輯門符號和轉移符號描述系統(tǒng)中各種事件之間的因果關系。故障樹符號見p129圖7-2和7-3GB7829故障樹分析程序告訴我們，在繪制故障樹時，要熟悉產品系統(tǒng)，列出故障事件，分析各故障之間的邏輯關系，逐級有層次地放置基本的獨立的故障事件，采用故障樹符號聯(lián)接表示因果關系，簡化和整理故

6、障樹，消除任何反饋通道等。3、故障樹的建立步驟 a、選擇和確定頂事件：頂事件是系統(tǒng)最不希望發(fā)生的事件，或是指定進行邏輯分析的故障事件。b、分析頂事件：尋找引起頂事件發(fā)生的直接的必要和充分的原因。將頂事件作為輸出事件，將所有直接原因作為輸入事件，并根據這些事件實際的邏輯關系用適當的邏輯門相聯(lián)系。c、分析每一個與頂事件直接相聯(lián)系的輸入事件。如果該事件還能進一步分解，則將其作為下一級的輸出事件，如同b中對頂事件那樣進行處理。d、 重復上述步驟，逐級向下分解，直到所有的輸入事件不能再分解或不必要再分解為止，即建成了一棵倒置的故障樹。4、建樹時要注意： (1)忽略小概率事件并不意味著可以忽小部件的故障和

7、小故障事件，這是兩個不同的概念。挑戰(zhàn)者號航天飛機的爆炸就是一個密封圈失效的“小故障”； (2)有的故障發(fā)生概率雖小，可是一旦發(fā)生則后果嚴重，為了安全以備萬一，這種事件就不能忽略； (3)故障定義必須明確，避免多義性，否則會使故障樹邏輯混亂出現(xiàn)錯誤；(4)先抓主要矛盾，開始建樹應先考慮主要的、可能性很大的以及關鍵性以致命度、重要度衡量)的故障事件，然后在逐步細化分解過程中再考慮次要的、不常發(fā)生的以及后果不嚴重的次要故障事件； (5)強調嚴密的邏輯性和系統(tǒng)中事件的邏輯關系，條件必須清楚，不可紊亂和自相矛盾。泰坦尼克海難海難后果船體鋼材不適應海水低溫環(huán)境，造成船體裂紋觀察員、駕駛員失誤，造成船體與冰

8、山相撞船上的救生設備不足，使大多數落水者被凍死距其僅20海里的無線電通訊設備處于關閉狀態(tài)，無法收到求救信號，不能及時救援頂事件邏輯門 中間事件底事件畫出“粒子毛屑”的故障樹。（以下電機供參考）故障樹分析（ FTA ）通過對可能造成產品故障的硬件、軟件、環(huán)境、人為因素進行分析，畫出故障樹，從而確定產品故障原因的各種可能組合方式和(或)其發(fā)生概率。定性分析定量分析FTA目的幫助判明可能發(fā)生的故障模式和原因；發(fā)現(xiàn)可靠性和安全性薄弱環(huán)節(jié)，采取改進措施，以提高產品可靠性和安全性；計算故障發(fā)生概率；發(fā)生重大故障或事故后，F(xiàn)TA是故障調查的一種有效手段，可以系統(tǒng)而全面地分析事故原因，為故障“歸零”提供支持；

9、指導故障診斷、改進使用和維修方案等。 FTA的應用 各工程領域廣泛應用：核工業(yè)、航空、航天、機械、電子、兵器、船舶、化工等。 切爾諾貝利核泄露事故、美國的挑戰(zhàn)者號升空后爆炸和印度的博帕爾化學物質泄露。 故障樹示例建立故障樹的結構函數：1）與門結構故障樹的結構函數:2)或門結構故障樹的結構函數:3）“與”門“或”門之間的關系：1）故障樹定性分析 尋找頂事件的原因事件及原因事件的組合（最小割集）發(fā)現(xiàn)潛在的故障發(fā)現(xiàn)設計的薄弱環(huán)節(jié)，以便改進設計指導故障診斷，改進使用和維修方案 割集、最小割集概念割集：故障樹中一些底事件的集合，當這些底事件同時發(fā)生時，頂事件必然發(fā)生；最小割集：若將割集中所含的底事件任意

10、去掉一個就不再成為割集了，這樣的割集就是最小割集。最小割集的意義最小割集對降低復雜系統(tǒng)潛在事故風險具有重大意義如果能使每個最小割集中至少有一個底事件恒不發(fā)生(發(fā)生概率極低)，則頂事件就恒不發(fā)生(發(fā)生概率極低) ，系統(tǒng)潛在事故的發(fā)生概率降至最低消除可靠性關鍵系統(tǒng)中的一階最小割集，可消除單點故障可靠性關鍵系統(tǒng)不允許有單點故障，方法之一就是設計時進行故障樹分析，找出一階最小割集，在其所在的層次或更高的層次增加“與門”，并使“與門”盡可能接近頂事件。最小割集可以指導系統(tǒng)的故障診斷和維修如果系統(tǒng)某一故障模式發(fā)生了，則一定是該系統(tǒng)中與其對應的某一個最小割集中的全部底事件全部發(fā)生了故障。進行維修時，如果只修

11、復某個故障部件，雖然能夠使系統(tǒng)恢復功能，但其可靠性水平還遠未恢復。根據最小割集的概念，只有修復同一最小割集中的所有部件故障，才能恢復系統(tǒng)可靠性、安全性設計水平。 寫出該樹的結構函數，并找出最小割集和最小路集。如何找出故障樹的最小路集和最小割集？最小割集：常用的方法有觀察法（對于簡單的小故障樹）、故障樹結構函數法和下行法求故障樹的最小割集。最小路集：用對偶故障樹求最小路集。下面介紹一下用下行法求最小割集的方法：故障樹定性分析示例 根據與、或門的性質和割集的定義，可方便找出該故障樹的割集是： X1,X2,X3,X1,X2,X3,X2,X1，X1,X3 根據與、或門的性質和割集的定義，可方便找出該故

12、障樹的最小割集是： X1,X2,X3最小割集求解方法常用的有下行法與上行法兩種Fussell將Vesely提出的下行法應用于手工算法中。其原理是，與門增加割集的大小，或門增加割集的數量。其步驟是由頂事件開始逐漸向下以輸入事件替換輸出事件，把與門的輸入寫成一行，把或門的輸入寫成一列，直到完全變成底事件的矩陣為止。矩陣的每一行代表一個割集，整個矩陣代表故障樹的全部割集。將非最小割集剔除，剩下的就是最小割集了。故障樹示例寫出故障樹的結構函數并求解最小割集下行法求解最小割集步驟123456過程x1 x1 x1 x1 x1 x1 M1 M2 M4, M5 M4, M5 x4, M5 x4, x6 x2

13、M3 M3 x3 x5, M5 x4, x7 x2 x2 M6 X3 x5, x6 x2 M6 x5, x7 x2 x3 x6 x8 x2 故障樹最小割集比較根據最小割集含底事件數目(階數)排序，在各個底事件發(fā)生概率比較小，且相互差別不大的條件下，可按以下原則對最小割集進行比較： 階數越小的最小割集越重要 在低階最小割集中出現(xiàn)的底事件比高階最小割集中的底事件重要 在最小割集階數相同的條件下，在不同最小割集中重復出現(xiàn)的次數越多的底事件越重要 寫出故障樹的結構函數結構函數7.2事故的管理1 事故的分級管理1）生產設備事故等級劃分 生產事故、設備事故分為小事故、一般事故、重大事故和特大事故。 （1）

14、小事故（下列之一） 一次事故直接經濟損失10萬元以下（含10萬元）。 一次事故跑、串物料10噸以下（不含10噸）。無論回收多少，均以跑損數量為準（以下同）。 一次事故造成1套裝置停產，影響日產量的50或2套裝置停產影響日產量的25及以上。 （2）一般事故（下列之一） 一次事故直接經濟損失在10萬元以上，100萬元以下（含100萬元）。 一次跑物料10噸及以上。 一次事故造成3套及以上生產裝置或全廠停產，影響日產量的50及以上。 （3）重大事故 一次事故造成直接經濟損失100萬元以上，500萬元以下（含500萬元）。 （4）特大事故 一次事故直接經濟損失500萬元以上。 2）故障典型調查程序迅速

15、進行事故現(xiàn)場調查工作 凡發(fā)生重大設備事故后應保護好現(xiàn)場。若有傷員則應組織搶救。上級主管部門到場前，任何人不得改變現(xiàn)場狀況。 設備科接到事故報告后，應立即派人前往事故現(xiàn)場，著手進行調查，不能拖延。因為事故現(xiàn)場是分析事故的客觀基礎，為了掌握事故原因的第一手材料，避免發(fā)生錯誤判斷，把本來屬于操作不當或工藝不合理等原因造成的事故誤認為設備自身出現(xiàn)了事故，所以機動科人員盡快趕到事故現(xiàn)場是非常必要的。這項工作開展越早，可得到的原始數據越多，分析事故的根據就越充足，防范措施就可以越準確。.拍照、繪圖、記錄現(xiàn)場情況 事故，特別是重大事故發(fā)生后，事故現(xiàn)場存在許多遺跡。為避免“時過境遷”或因搶修工作需要，現(xiàn)場很快

16、要施工，所以立即將這些遺物、痕跡拍攝成照片，收集起來是很重要的；以便用這些照片較長時間進行細致的分析研究，以得到正確的結論。特別是在發(fā)生設備、壓力容器爆炸；吊車、建筑物倒塌等重大事故時，更是必不可少的手段。 若有些情況難以拍攝，則要繪制示意圖，并做好化工工藝或設備工藝原始記錄的收集工作。成立專門組織，分析調查 按事故嚴重程度由廠長或車間主任負責組織成立由安全、設備等有關部門參加的事故調查組。若發(fā)生設備事故的同時也發(fā)生了人身傷亡或使生產受到重大損失時要由上級局、公司及政府相關部門參加調查組指導事故調查組工作。 調查的筆錄，至少要有二人負責，要經當事人過目并簽名。要由主要當事人寫出事故發(fā)生情況，并

17、存入檔案。向主要當事人了解情況時要問清操作方法，操作次序，當時外界條件等情況，同時要本著實事求是的態(tài)度，耐心、細致地做好當事人的思想工作，使當事人能反映出真實情況，給分析提供可靠材料。.模擬實驗、分析化驗 在調查中除了查閱有關技術檔案、運行日志外，為弄清事故原因，可以進一步做分析和化驗工作，以取得所要求的數據。如潤滑油是否變質，亦可分析氣體成分、材質強度等。對操作過程是否超溫、超壓則可作模擬試驗，按形成的后果來推算事故發(fā)生的情況。.討論分析、做出結論 在以上各項工作的基礎上，調查組進行實事求是的科學的分析，從而得出結論，向企業(yè)領導人匯報，并以企業(yè)名義向上級機關報告。在分析討論過程中，如仍有部分

18、人持異議，則在結論中應將這種不同意見詳加說明，并存檔備查。建立事故檔案 每次事故發(fā)生后，經過調查處理上報，應將每次事故的原始記錄及各種調查材料立卷存檔，編號后妥善保存。對重大設備事故，更應強調保存一切資料，以備今后查閱。.采取對策、防止事故發(fā)生 事故的調查，目的不僅是為了調查出事故發(fā)生的原因，重要的是據以制定出防止事故發(fā)生的措施，限期實施。但是設備事故發(fā)生的原因可能不是一個，因此預防措施也可能不是一個，必須一一落實，而其中最主要的措施必須嚴格實施。設備事故的處理 設備事故發(fā)生后，對事故責任者，在查清原因的基礎上，要認真、嚴肅、實事求是地給予適當地處理，藉以教育事故責任者本人和其他職工。各級領導

19、也應從中找出企業(yè)管理的不足之處，主動承擔領導應承擔的責任。 2.設備事故報告和分析規(guī)定（1） 設備事故的報告 1） 設備發(fā)生特大、重大和大設備事故，要保護現(xiàn)場，立即報告車間設備組和設備主任，設備組在30分鐘內報告設備科和主管經理。設備科長、設備區(qū)域員會同車間設備主任和設備員，調查損壞情況，拍照備案，并提出搶修方案，由主管經理主持搶修工作。 2） 一般事故及小設備事故發(fā)生后，由車間設備主任和設備員主持搶修和組織事故分析，并在24小時內由車間設備組報設備科。3） 各車間設備主任每半年要進行設備安全事故方面的管理總結分析，上報公司設備科，以便匯總全廠情況，上報總經理。 （2） 設備事故分析： 1）

20、設備事故分析：特大、重大和大設備事故由主管經理或設備科長主持，設備科區(qū)域員、車間主任、設備主任、設備組及事故所在工段（班）和有關人員參加，時間安排應在事故發(fā)生后和搶修完后的一周內進行，經過分析必須查明性質、原因，明確事故損失、責任者，找出應吸取的教訓及防范措施。 2） 一般事故由車間設備主任主持，設備科區(qū)域員及車間設備組和有關工段（班）長以及當事者參加進行分析，經過分析必須查明事故發(fā)生的原因、性質、損失和責任者，并訂出防范措施。 3.事故預防管理（1） 為了保證設備的正常運行，杜絕事故的發(fā)生，必須認真對每一臺設備制訂使用、維護、檢修三大規(guī)程，并嚴格按規(guī)程的規(guī)定執(zhí)行，定期校驗各類安全保護裝置，定

21、期維護各項監(jiān)測儀器儀表，使之達到靈活可靠、認真開展點檢預修工作，要做到防患于未然。 （2） 各級生產指揮人員應改變過去那種重生產、輕設備，甚至拼設備、殺雞取卵的觀念，必須旗幟鮮明，堅決制止違章冒險作業(yè)、超負荷和帶病運行等不正常現(xiàn)象。 （3） 認真貫徹執(zhí)行“點檢”、“預修”制度，把每一臺設備的檢查點排列成表，明確檢查點的檢查周期、檢查部位、檢查內容、職責范圍和落實到人并填寫點檢記錄。發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，該操作者應立即處理，操作者不能處理的，向維修人員和領導反映及時處理，不得拖延，如一時不能處理，作預修計劃，定期處理。 （4） 必須認真執(zhí)行設備潤滑制度，每一臺設備都應繪制潤滑圖和編制潤滑表，落實“五定”（即定點、定時、定質、定量、定人）根據潤滑表，開展?jié)櫥ぷ鳌?（5） 設備操作人員在日常工作中要做到“三好”（管好、用好、維護好），“四會”（會使用、會保養(yǎng)、會檢查、會排除故障）使事故消滅在萌芽中。 （6） 公司各級領導者要高度重視對設備事故的管理，落實好“預防為主”的方針，實行全員、全過程的管理，加強對員工的技術培訓和安全生產的教育，嚴格督察設備管理各項規(guī)程、制度的執(zhí)行情況。 4 事故處理的原則設備事故的處理要堅持三不放過的原則，即事故原因未查清不放過，責任者末受到處理，群眾未受到教育不放過，防范