事故树分析法在港机故障检测中的应用

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随着加入世贸组织的不断深 入化，我 国逐渐成为进出口贸易大国.据网上资料显示，2012年前8个月 ，我 国进 口贸易额达 13 091亿 美元 ，出 口11 88545美元l1].港 口机械在 日益壮大的对外贸易中所起的作用越来越重要.然而港 口机械中，门座式起重机所 占的比重在-半以上 ，因此 ，港 口门座式起重机的安全正常运行是我国对外贸易顺利进行的关键所在.但如今 ，经常听到有关 门座式起重机发生事故的报道，这些事故的发生 ，给国家带来巨大的损失.港口门座式起重机这种结构复杂，体积庞大的装载机械 由于工作环境恶劣 ，各个部件都有可能存在潜在隐患.因此，对港 口门座式起重机进行系统的危险源辨识 ，在事故发生前采取预防措施 ，做到防患于未然是十分必要的。

事故 树 分 析 (accident tree analysis ，简 称ATA)法起源于故障树分析法 (简称 FTA)，是-种演绎的安全系统分 析方法 ，是 以人们对从结果推断可能原因的思维方法为基础而发展起来的分析方法，只抓住-个特殊的事故进行原因分析，而不论这-事故是 否真正发生 ，通过 -整套科学有效的方法找出对事故发生起作用 的基本原 因(基本事件)，即可实现对引发事故的各种基本原因进行分析.它能够直观的分析出危险性所在，逻辑性很强，可以做定性分析 、定量分析l2j。

1 门座式起重机事故树的建立结合门座式起 重机 的工作 环境 以及事故 案例l3 j，以门座式起重机事故”作 为顶上事件 ，二级中间事件以倒塌”和货物坠落”为主，按照事故树建立 的方法[5]，经过逐层寻找上层事件的原因，层层深入 ，直到不能再分(底事件).根据这两种主要事故模式 ，共找 出导致顶上事件发生的原因包括 120个中间事件和 186个底事件.最后把这些中间事件和底事件用逻辑符号连接起来 即建立起 了门座式起重机的事故树 ，如图 1所示.并列出了部分 中间事件及底事件 (由于中间事件和底图 1 门座式起重机事故事故树Fig.1 Accident tree of gantry crane accident收稿 日期 ：2Ol3-O4-19基金项目：十二五国家支撑计划课题(2011BAK06B01-13)作者简介：舒安庆(1964-)，男，浙江宁波人，教授，硕士.研究方向：压力容器、压力管道、流体机械和搅拌设备的研究开发、新型高效过程装备及仿真技术。

第 6期 舒安庆，等：事故树分析法在港机故障检测中的应用事件比较多，这里只列出了部分中间事件和-阶 表 1所示。

割集的所有底事件)的符号以及所代表的含义，如表 1 事故树事件代号及事件说明Table 1 Explain event of gantry crane accident2 事故树的定性分析定性分析是事 故树的核心 内容 ，其 目的是 分析该类型事故的发生规律及特点 ，经 过专家讨 论分析找出控制事故的可行方案.其主要内容包括：求解事故树的最小割集、基本事件的结构重要度以及制定预防事故的措施r6]。

最IJ，N集就是 导致顶事件发生所必须 的、最低限度的基本事件的集合.求解出最小割集是为了掌握事故发生的各种可能性，了解系统危险性，为事故预防和调查分析提供理论依据.由最小割集的定义知 ，每个最小割集就是顶事件发生的-种可能.因此 ，事故树中有多少个最小割集 ，顶上事件的发生就有多少种可能，最小割集越多 ，顶事件发生的可能性就越多 ，系统就越危险7]。

结构重要度分析是从事故树人手分析各底事件的重要程度 ，它是在不考虑(或者认为各底事件发生概率相同)底事件发生概率的前提下分析底事件的发生对顶事件发生的影响程度。

2.1 求最小割集对事故树进行定性分析首先需要对事故树进行简化，运用布尔代数法化简后得到事故树的代第 6期 舒安庆，等：事故树分析法在港机故障检测中的应用表 2 - 阶割集结构重 要度Table 2 Structure importance of the first cut set按上述方法计算出每个-阶割集 的结构重要度的数值如表 2所示，并对重大危险源排序如下：X49> X52> X53> X73- X57- X31- X117>X90- X89- X88： X84- X83- X74- X72：X71-X70：X67- X66- X65- X59- X58- X56：X55- X54- X51- X45- X44： X43- X34-X26- X25-X26- X186-X185- X184- X183X182- X18l- X18o X179： X178- X177-X176- X175- X174- X173- X172- X171-Xl70- X168- X167- X164- X163： X162-X161：X160- X159- X158- X157- X156-X155- X154- X153- X150- X139- X138-X137- X133- X128-X127- X126-X1由定义可知 ，-阶割集是最容易导致顶上事件发生的基本事件 ，为重大危险源，而在这些重大危险源中，结构重要度值越高的，对顶上事件的影响就越大.所 以，在 预防类 似事故发生时，就应该把这些事件作为重点防范对象。

2.3 事故树定性分析结论与对策从-阶割集可知 ，门座式起重机的 72个危险源涉及到门座式起 重机的设计 、制造 、安装 、维护保养及操作等环节.其 中，设计 、安装及维护保养方面的原因占了很大 的比重.而在 以上几个方面中，X49、X52、X53、X73、X57、X31、X117这 7个基本事件的结构重要度值较大 ，为本 事故树 的主要重大危险源，应该特别 引起 门机制造使用方 的注意。针对以上重大危险源 ，为使门座式起重机的长期安全正常运行给出以下几个方面的措施 ：1)在有设计制造资质 的前提下 ，严格按 照门座式起重机的国家设计标准设计制造.保证各种受力部件的结构合理。

2)选材要合格 ，尽量避免材料的原始缺陷.如避免材料有初始裂纹或者初始挠度等。

3)安装的各个环节-定要符合安装要求 ，确保在误差范围内精确安装。

4)聘请有操作资历且经验丰富的操作人员操作.合理调运，不超载、不超速，正确吊运。

5)定期检查起重机的各种 电气制动装置 以及报警系统 ，对于失效的装置及时给予更换。

6)严格按 照起重 机的检验时间、检验项 目进行检验，不拖检、不漏检，检验不合格的及时处理。

并做好运行期间的维护保养工作.对于焊缝处要严格检查 ，存在裂纹的地方要及 时维修或更换，以免交变应力导致裂纹扩展。

66 武汉工程大学学报 第 35卷3 结 语通过对门座式起重机可能发生的事故建立事故树 ，求 出该事故树的 199个最小割集 ，其 中最容易导致顶上事件发生的-阶割集 72个，计算出其结构重要度并排序，最终确定了导致 门座式起重机常见事故倒塌”和货物坠落”的重大危险源并提出相应的预防及改进措施，为预防和避免门座式起重机此类事故发生提供了有力依据.从 而保证其安全正常运行。

of Mining Technology Press，2009.(in Chinese)[3] 庞旭东.门座式起重机的事故分析和安全管理EJ]中国科技博览，2010(34)：521 522。

致谢 [5]感谢 中国特 种设备检 测研 究院提 供 的项 目支持 。