故障類型和影響分析資料報告

邏輯分析法：故障類型和影響分析目的FMEA的目的是辨識單一設(shè)備和系統(tǒng)的故障模式及每種故障模式對系統(tǒng)或裝置造成的影響評價人員通常提出增加設(shè)備可靠性的建議，進(jìn)而提出工藝安全對策。故障和故障類型1）故障元件、子系統(tǒng)、系統(tǒng)在運(yùn)行時，達(dá)不到設(shè)計規(guī)定的要求，不能完成任務(wù)的情況稱為故障。2）故障類型系統(tǒng)、子系統(tǒng)或元件發(fā)生的每一種故障的形式稱為故障類型。例如，—個閥門故障可以有4種故障類型：漏、外漏、打不開、關(guān)不嚴(yán)。3）故障等級根據(jù)故障類型對系統(tǒng)或子系統(tǒng)影響程度的不同而劃分的等級稱為故障等級。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知識。④系統(tǒng)或裝置功能及對設(shè)備故障處理方法知識。FMEA方法可由單個分析人員完成，但需要其他人進(jìn)行審查，以保證完整性。對評價人員的要求隨著評價的設(shè)備項(xiàng)目大小和尺度有所不同。所有的FMEA評價人員都應(yīng)對設(shè)備功能及故障模式熟悉，并了解這些故障模式如何影響系統(tǒng)或裝置的其他部分。故障分類故障類型及發(fā)生故障的原因見表1。

故障類型*1故障類型分類表元件發(fā)主故障的程各類故障耨分：1.運(yùn)行過程中的故陣故障類型*1故障類型分類表元件發(fā)主故障的程各類故障耨分：1.運(yùn)行過程中的故陣■2.過早的啟動規(guī)宦的時間內(nèi)不論圧動規(guī)定的時間內(nèi)不能停車5?運(yùn)行能力降級、超壘或受阻各類故陣細(xì)好=構(gòu)造方面的故障、物理性咬緊、振動，不能定位、不能打開、不能關(guān)閉打開時故障、關(guān)囲時故障?內(nèi)部泄漏「外部泄漏高于允許偏差、低于允許偏差反向動作、「可歇動作、誤動作、誤指示流向偏向一側(cè)、傳動不段A停不卡來人不能啟動'不能切換、過早啟動\動作湍咅瓦輸入重過大、輸入莖過小、輸出瑩過大、輸出星過，卜電路題路、電路開路漏電、其他設(shè)計上的缺陷（田于設(shè)計上的技術(shù)上先:者圈紙不完善等）制造上粛缺點(diǎn)（加工方法不當(dāng)或組轉(zhuǎn)方;質(zhì)量管理上缺點(diǎn)（檢驗(yàn)不夠或失誤，以及管2使用上的缺點(diǎn)（誤操作或未設(shè)計撓作條?5「維修方面的缺點(diǎn)《維修換作失誤或檢修程,5故障類型分級方法5．1定性分級方法定性分級方法按故障類型對子系統(tǒng)或系統(tǒng)影響的嚴(yán)重程度分為4級（見表2）。劃分故障等級主要是為了分出輕重緩急以采取相應(yīng)的對策，提高系統(tǒng)的安全性。表2故障俱等皴劃分故障等級篆響程度可能造龐的損失I歎命性可造成死亡或系統(tǒng)毀壞II:嚴(yán)重性可造成■嚴(yán)重傷害、嚴(yán)重職業(yè)病或主系統(tǒng)損壞III臨畀性可造成輕傷、輕職業(yè)病或濃要系統(tǒng)損壞IV可想疇性不會造成傷害和職業(yè)病，系統(tǒng)不會受到擁壞5．2半定量故障等級劃分法依據(jù)損失的嚴(yán)重程度、故障的影響圍、故障的發(fā)生頻率、防止故障的難易程度和工藝設(shè)計等情況來確定半定量等級（見表3）。*3故澤糞型聲魅故障等級嶷響程度可施造成的危害或損失—級'致命性可能造咸死亡或系統(tǒng)損失二級嚴(yán)重性J可能造咸嚴(yán)重傷害1嚴(yán)重職業(yè)病或主系統(tǒng)損壞三級臨畀性-可醴造成輕傷&輕職業(yè)病或次要系統(tǒng)損壞四級可忽略性不會造咸傷害和職業(yè)病,.系統(tǒng)也不會受損1）評點(diǎn)法在難于取得可靠性數(shù)據(jù)的情況下，可以采用評點(diǎn)法，此法較簡單，劃分精確。它從幾個方面來考慮故障對系統(tǒng)的影響程度，用一定的點(diǎn)數(shù)表示程度的大小，通過計算，求出故障等級。利用下式求評點(diǎn)數(shù)：式中Cs——總點(diǎn)數(shù)，OvCsvlO。Ci——因素系數(shù)，OvCivlO。評點(diǎn)因素和點(diǎn)數(shù)Ci見表4。表斗81和點(diǎn)數(shù)表評點(diǎn)S素點(diǎn)數(shù)C1故障彫響程度:對系統(tǒng)造成影響闌范圉O^Ci/lO發(fā)生故障的頻率211躍防止故障的難易程度是否新設(shè)計的工藝如何確定點(diǎn)數(shù)Ci呢?可由3?5位有經(jīng)驗(yàn)的專家座談、討論，提出Ci的數(shù)值，這種方法又稱BS法(BrainStorming)，意思是集中智慧。另一個方法是德菲爾法(DelphiTechnique)，即函詢調(diào)查法，將提出的問題和必要的背景材料，用通信的方式向有經(jīng)驗(yàn)的專家提出，然后把他們答復(fù)的意見進(jìn)行綜合，再反饋給他們，如此反復(fù)多次，直到認(rèn)為合適的意見為止。另一種求點(diǎn)數(shù)的方法列于表5，可根據(jù)評點(diǎn)因素求出點(diǎn)數(shù)，然后相加，計算出總點(diǎn)數(shù)Cs。

表5評點(diǎn)拳考表評點(diǎn)因羞內(nèi)容點(diǎn)數(shù)故障彫響程度造戚土命損失這廳相當(dāng)程度的損失?元件功能肓損失無功能損失5?03.01.00.5對系統(tǒng)藏響程匿詞系統(tǒng)造成兩璉涙上的重丈彭響討系統(tǒng)造底一處以上的重丸藏響對系統(tǒng)無過大影響」’■2-oi?a0.5發(fā)生頻蓮容易發(fā)生噸夠發(fā)壬不易發(fā)生；0"0.7防止故障的難易程度?不能防止能夠防止易于防止1.31.00.7是否新設(shè)計的工藝內(nèi)容相蘭新的設(shè)計內(nèi)容和過去相糞愎的設(shè)計內(nèi)容和過去同樣的滾計1.31.0U?s：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。表疔評點(diǎn)數(shù)與故障等簸故障等級評點(diǎn)數(shù)住島.內(nèi)容應(yīng)米取冊措施I致命7?10完不成任魚憶員傷亡?變更設(shè)計II重大1—7犬部分任務(wù)完不成重新討論，也可變更諫計II［輕徽2?1“—部分任務(wù)完不成'邪坯變更謬計IV小廠<2.無黠響無2）風(fēng)險矩陣法故障發(fā)生的可能性和引起的后果,綜合考慮后會得出比較準(zhǔn)確的衡量標(biāo)準(zhǔn),我們稱這個標(biāo)準(zhǔn)為風(fēng)險率（也稱危險度）,它代表故障概率和嚴(yán)重度的綜合評價。（1）嚴(yán)重度。指故障類型對系統(tǒng)功能的影響程度,分為4個等級（見表7）。表：嚴(yán)重度的等観與內(nèi)容嚴(yán)重度等級內(nèi)容1低的■對系統(tǒng)任務(wù)無影響?對于系統(tǒng)造咸的裁響可忽略不計?通過調(diào)整故障易于涓除'II主轉(zhuǎn)的■?對系統(tǒng)的任務(wù)雖育影響，旦可翹略?導(dǎo)致于系統(tǒng)的功能下障?出現(xiàn)的故障能魄亡即修夏III嚴(yán)重的?系統(tǒng)的功能有所下隆?子系統(tǒng)功能嚴(yán)重下降■出現(xiàn)的故障不能立即通過檢修予以修復(fù)附災(zāi)難性的?系統(tǒng)功能嚴(yán)重下降?子系統(tǒng)功能全部喪失■出現(xiàn)的故障須經(jīng)徹底修理才能消除（2）故障概率。故障概率是指在一特定時間，故障類型所出現(xiàn)的次數(shù)。時間可規(guī)定為一定的期限（如一年、一月等）?；蚋鶕?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來決定?？梢允褂枚ㄐ院投糠椒ù_定單個故障類型的概率。茲分述如下：用定性方法故障概率可分為4級。①I級：故障概率很低，元件操作期間出現(xiàn)的機(jī)會可忽略。②II級：故障概率低，元件操作期間不易出現(xiàn)。③III級：故障概率中等，元件操作期間出現(xiàn)的機(jī)會為50%。④W級：故障概率高，元件操作期間易于出現(xiàn)故障。用定量方法故障概率可分4級。①I級：在元件操作期間，任何單個故障的概率少于全部故障概率的0.01。②II級：在元件操作期間，任何單個故障的概率，多于全部故障概率的0.01而少于0.10。③III級：在元件操作期間，任何單個故障的概率，多于全部故障概率的0.10而少于0.20。④W級：在元件操作期間，任何單個故障的概率，大于全部的故障概率的0.20。有了嚴(yán)重度和故障概率的數(shù)據(jù)后，就可運(yùn)用風(fēng)險率矩陣的評價法。因?yàn)橛眠@兩個特性就可表示出故障類型的實(shí)際影響。有的故障類型雖有較高的發(fā)生概率，但造成的危害嚴(yán)重度甚低，因而風(fēng)險率也低。另一種情況，即使造成的危害嚴(yán)重度很大，但發(fā)生概率很低，其風(fēng)險率也不會高。為了綜合這兩個特性，可將故障概率為縱坐標(biāo)，嚴(yán)重度為橫坐標(biāo)，畫出風(fēng)險率矩陣（圖1）。沿矩陣原點(diǎn)到右上角畫一對角線，并將所有故障類型按其嚴(yán)重度和發(fā)生概率填入矩陣圖中，可以看出系統(tǒng)風(fēng)險的密集情況。處于右上角方塊中的故障類型風(fēng)險率最高，依次左移逐漸降低。

I2圖1I2圖1風(fēng)險率矩陣圖(3)可靠性框圖。對于復(fù)雜的系統(tǒng)，為了說明子系統(tǒng)間功能的傳輸情況，可用可靠性框圖表示系統(tǒng)狀況(圖。圖2可靠性方框圖注：1．系統(tǒng)包括子系統(tǒng)10、20、30。2．子系統(tǒng)10包括組件11、12、13。3.組件11包括元件01A、01B、02、03、04、05和06。元件01A和01B相同，是冗余設(shè)計。元件02由a及b組成，只用一個編碼。從功能上看，元件03同時受到07和來自其他系統(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，元件07不工作從圖2中可以明確地看出系統(tǒng)、子系統(tǒng)和元件之間的層次關(guān)系，系統(tǒng)、子系統(tǒng)間的功能輸入和輸出以及串聯(lián)和并聯(lián)方式。各層次要進(jìn)行編碼，和將來制表的項(xiàng)目編碼相對應(yīng)?？煽啃钥驁D與流程圖或設(shè)備布置圖不同，它只是表示系統(tǒng)與子系統(tǒng)間功能流動情況，而且可以根據(jù)實(shí)際需要，對風(fēng)險度大的子系統(tǒng)進(jìn)行深入分析，問題不大的子系統(tǒng)則可放置一邊。6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，所以很多部門根據(jù)自己情況擬出不同表格（見表8、表9、表10），但基本容相似。表8故障類型影響分析表格—1*a.于勘載杵奶類型居響茹析B期主管一制表審檢酬及追盛原國任香階段放■總響felWfcas訛冊時間戰(zhàn)降項(xiàng)目號盟件壬鼎魏爵毓（剛表9故障類型影響分析表格—2臺a子采披即類型形響分析日期主轉(zhuǎn)枉函號子頁境項(xiàng)耳故障類型擁新原園對于科甕細(xì)財基凳器響j舷障導(dǎo)級表10故障類型影響分析表格—3徒軋于毎?e__?戰(zhàn)St類國參胸舟析日期制痕審核(1)⑵⑶(4)（6）厳響嫌目號功龍6．1分析步驟按照下述步驟進(jìn)行FMEA分析。1）明確系統(tǒng)本身的情況分析時首先要熟悉有關(guān)資料，從設(shè)計說明書等資料中了解系統(tǒng)的組成、任務(wù)等，查出系統(tǒng)含有多少子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)含有多少單元或元件，了解它們之間如何接合，熟悉它們之間的相互關(guān)系、相互干擾以及輸入、輸出等情況。2）確定分析程度和水平根據(jù)所了解的系統(tǒng)情況，一開始要決定分析到什么水平，這是—個很重要的問題。如果分析程度太淺，就會漏掉重要的故障類型，得不到有用的數(shù)據(jù)。如果分析的程度過深，一切都分析到元件甚至零部件，則會造成分析程序復(fù)雜，措施很難實(shí)施。通常，經(jīng)過對系統(tǒng)的初步，就會知道哪些子系統(tǒng)關(guān)鍵，哪些子系統(tǒng)次要。對關(guān)鍵的子系統(tǒng)可以分析得深一些，不重要的分析得淺一些，甚至可以不進(jìn)行分析。對一些功能像繼電器、開關(guān)、閥門、貯罐、泵等，都可當(dāng)做元件對待，不必進(jìn)一步分析。3）繪制系統(tǒng)圖和可靠性框圖一個系統(tǒng)可以由若干個功能不同的子系統(tǒng)組成，如動力、設(shè)備、結(jié)構(gòu)、燃料供應(yīng)、控制儀表、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等，其中還有各種接合面。為了便于分析，對復(fù)雜系統(tǒng)可以繪制各功能子系統(tǒng)相結(jié)合的系統(tǒng)圖，以表示各子系統(tǒng)間的關(guān)系。對簡單系統(tǒng)可以用流程圖代替系統(tǒng)圖。從系統(tǒng)圖可以繼續(xù)畫出可靠性框圖，它表示各元件是串聯(lián)的或并聯(lián)的以及輸入和輸出情況。由幾個元件共同完成一項(xiàng)功能時用串聯(lián)連接，元件有備品時則用并聯(lián)連接?？煽啃钥驁D容應(yīng)和相應(yīng)的系統(tǒng)圖一致。4）列出所有故障類型，并選出對系統(tǒng)有影響的故障類型按照可靠性框圖，根據(jù)過去的經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)的故障資料，列舉出所有的故障類型，填入FMEA表中。然后從其中選出對子系統(tǒng)以至系統(tǒng)有影響的故障類型，深入分析其影響后果、故障等級及應(yīng)采取的措施。如果經(jīng)驗(yàn)不足，考慮得不周到，將會給分析帶來影響。因此，這是一件技術(shù)性較強(qiáng)的工作，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)行。5）列出造成故障的原因?qū)ξｋU性特別大的故障類型，如故障等級為I級，則要進(jìn)行致命度分析。6．2致命度分析對于特殊危險的故障類型，例如故障等級為I級的故障類型，有可能導(dǎo)致人員傷亡或系統(tǒng)損壞，因此對這類元件要特別注意，可采用致命度的分析方法(CA)進(jìn)一步分析。美國汽車項(xiàng)目管理人員學(xué)會(SAE)把故障致命度分成表11中的4個等級。表11致命度等級與容內(nèi)暮1帶在喪失生諭的危睦n39存在運(yùn)行推遲和經(jīng)誹拯尖的危魁!￥致命度分析一般都和故障類型影響分析合用。使用下式計算出致命度指數(shù)Cr,它表示元件運(yùn)行1061(次)發(fā)生的故障次數(shù)。式中n――元件的致命故障類型號數(shù)，n=1，2,3……j。j――致命故障類型的第j個序號。――單位時間或周期的故障次數(shù)，一般指元件故障率。t――完成一項(xiàng)任務(wù)，元件運(yùn)行的小時數(shù)或周期(次)數(shù)。――元件的測定值與實(shí)際運(yùn)行時的強(qiáng)度修正系數(shù)。――元件的測定值與實(shí)際運(yùn)行時的環(huán)境條件修正系數(shù)。a――中該故障類型所占比例。B——造成致命影響的故障發(fā)生概率，其值見表12。表12造成致命影響的故障發(fā)生概率實(shí)晞拭失j?=L.-0O可預(yù)計橫失可能損失氏0致命度分析所用表格見表13。表13致命度分析表

朕統(tǒng)—子系嫌致命度分折日期翻叢主管—⑴取目髡號致憐故障st*a計算⑵(3>運(yùn)行眈段⑷敵障⑸項(xiàng)目敷⑺⑻r邃⑼(W)運(yùn)轉(zhuǎn)時閭或周期<11)可坯魅荷強(qiáng)(12)(W04)G7事例7.1柴油機(jī)燃料供應(yīng)系統(tǒng)的FDEA分析圖3為一柴油機(jī)燃料供應(yīng)示意圖。柴油經(jīng)膜式泵送往壁上的中間貯罐，再經(jīng)過濾器流入曲軸帶動的柱塞泵，將燃料向柴油機(jī)氣缸噴射。圖3柴油機(jī)燃料供應(yīng)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個子系統(tǒng)，即燃料供應(yīng)子系統(tǒng)、燃料壓送子系統(tǒng)、燃料噴射子系統(tǒng)、驅(qū)動裝置、調(diào)速裝置，其系統(tǒng)圖如圖4所示。圖4柴油機(jī)燃料系統(tǒng)可靠性框圖置、調(diào)速裝置，其系統(tǒng)圖如圖4所示。圖4柴油機(jī)燃料系統(tǒng)可靠性框圖e'止it逆塞ff■&i3Wtt—生ft■這里僅就燃料供應(yīng)子系統(tǒng)做出故障類型影響分析，并填入FMEA分析表中，摘出對系統(tǒng)有嚴(yán)重危險的故障類型，匯總見表14、表15，從中可以看出采取措施的重點(diǎn)。從分析結(jié)果可以看出，燃料供應(yīng)子系統(tǒng)的單向閥、燃料輸送裝置的柱塞和單向閥、燃料噴射裝置的針形閥都容易被污垢堵住。因此要變更原來設(shè)計，即在燃料泵（柱塞泵）前面加一個過濾器。表14柴油機(jī)燃料供應(yīng)子系統(tǒng)故障類型影響分析表壤號子系貌名稱元件名稱故1*畑發(fā)生原因B響故障聊級笛注廳料茶統(tǒng)柴油機(jī)1燃料供給予系統(tǒng)ft?1?2.材料缺陷3?焊接不良功能不齊全運(yùn)轉(zhuǎn)時間變短，有發(fā)生火災(zāi)的可能性n11入不純*L維修缺陷2.選用材料儕謀功能不齊全運(yùn)轉(zhuǎn)時會發(fā)生冋遜n單向ft9?1.墊片不良2?污垢3.加工不離功能不齊全運(yùn)轉(zhuǎn)時間變短.有發(fā)生火災(zāi)的可能性n關(guān)不嚴(yán)L■污垢閥頭按觸面劃傷加工不良功能失效停車時會出現(xiàn)問題in打不開1?污垢間頭按社面供住加工不良功能失效不能運(yùn)斡1過濾堵S1?維修不良夠料質(zhì)量欠佳過濾器結(jié)構(gòu)不良功能不全運(yùn)轉(zhuǎn)時會出現(xiàn)問題n遴艮1?結(jié)構(gòu)不覆2.維修不良功繼不全運(yùn)轉(zhuǎn)時僉岀現(xiàn)問題n燃料泵財缺陷kWM2■有傷3-安裝不負(fù)功能失效不Ife運(yùn)轉(zhuǎn)i膜不能動作1?結(jié)構(gòu)不良2.零件缺陷3?安我不良功能失效不能運(yùn)轉(zhuǎn)[管踣?1?1一材料不良2.揮按不良功能不全運(yùn)轉(zhuǎn)時會發(fā)生故鷹H1*不農(nóng)?零件不罠?安裳不良功能失效不能運(yùn)轉(zhuǎn)I子融昭稱元棒若稱發(fā)生原兇E晌趣備注聽料聽廉榮材機(jī)2燃料輸這裝■a*1+阿Stit大2「癖鯽3.裳對盧功韜不齊全故*n閭晾過大1，ttflHftPS宜則工不良輩材質(zhì)不隨輕配不良維護(hù)不赳功證不齊全運(yùn)牌時克投生mn咬住珀秋2.敦配缺陷1.伺1?過小功龍煩■'不艇轉(zhuǎn)「握料圖匱不艮1+柱揮購加工不良3，.柱塞扎加工不良勒襦不齊全運(yùn)轉(zhuǎn)時令發(fā)主ft*D單向夬不死九的垢2.3.彈姑功能不壘運(yùn)轉(zhuǎn)時會發(fā)主瞬Q打不幵1.閥材質(zhì)不良功離失敦不詣運(yùn)轉(zhuǎn)I牌聶破裂「J*接椒2+加工不臭3?安軌不鬼I表15柴油機(jī)燃料系統(tǒng)故障類型及等級表序號璃目雪稱故陳類酸聖哺2單向陶打不開基寰不能運(yùn)轉(zhuǎn)I1.4SJOWffifig慕藐不能運(yùn)蒔1慕膜不刪靈鴕不能遠(yuǎn)轉(zhuǎn)1.5?變丼瘻破楓鯉燒不ftft運(yùn)轉(zhuǎn)L21桂A咬拄施奸能商I22單向閥打蘋開藕熨不能斷I2.3袒管纏坪縫厳樹察蝦能運(yùn)輕I贏1tt理閥豪藐不豳轉(zhuǎn)[44&?￡不轉(zhuǎn)功靑毓不能運(yùn)轉(zhuǎn)I輸承眩住集如能運(yùn)騎I晦軸折?築寰不戢運(yùn)轉(zhuǎn)Ii?OL9動來寰不能運(yùn)轉(zhuǎn)I7.2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個月，使室溫保持22°C。系統(tǒng)的使用周期為10年。在室外溫度降低到一23C時，室溫度不變。暖氣系統(tǒng)設(shè)置在地下室，環(huán)境溫度也是-23C，同時還有相當(dāng)?shù)姆蹓m。因此，環(huán)境條件修正系數(shù)ke定為0.94，而強(qiáng)度修正系數(shù)kA為1.0。室溫度達(dá)不到22C，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)所使用的公用工程部分（即外電和煤氣）都不在分析圍之。系統(tǒng)由3個子系統(tǒng)構(gòu)成，即加熱子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)、空氣分配子系統(tǒng)?，F(xiàn)分述如下：（1）加熱子系統(tǒng)：①煤氣管。②切斷氣源用的手動閥。③控制煤氣流量的控制閥。④火嘴。⑤由點(diǎn)火器傳感器控制的點(diǎn)火器控制閥。⑥點(diǎn)火器（由點(diǎn)火器控制閥控制）。（2）控制子系統(tǒng)。100V交流電源經(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，再由各傳感器控制相應(yīng)裝置。（3）空氣分配子系統(tǒng)。室溫度下降時，由傳感器控制開動送風(fēng)機(jī)，從風(fēng)道吸入空氣進(jìn)入熱交換器，加熱后再回到室。室溫升高后由傳感器將風(fēng)機(jī)停止。送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速共有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)圖和可靠性框圖系統(tǒng)圖如圖5所示，可靠性框圖如圖6所示。曲熱子姨毓手動閥h桂制制卜點(diǎn)火囂控輛閥-razHh童內(nèi)SLJ度諾…100V浬流電源點(diǎn)猶囂揑劇閥鑒諭玻置送鳳機(jī)轉(zhuǎn)連

切抉施童空氣好配予慕址圖5采暖系統(tǒng)圖表16加熱子系統(tǒng)致命度分析表項(xiàng)目數(shù)系數(shù)強(qiáng)（*E）YM)/h_l)時何Cf)“可欄故律婁愛嫌從裂紋■般時k10?弼0.<f5A從焊建處同上同上+10,940.05A876U00.L64M爭動切斷同10,945JA200,00107有嘩1訃5r7J斎闘00■嶄9瀏不開世行中110.94S+.4A:43^0021.39?^控制口羌不上同上同上110,9454,4A■4380022.3975r同上110.WS4.4A4W)22jj7y安金口打研110-X$4.4肪潤打開保情器發(fā)圭故障逮存申廊樹先10.恥54衛(wèi)A■4^00Z2..397y對系統(tǒng)造成影響的故障類型進(jìn)行致命度分析。7.3事故調(diào)查階段一FMEA分析事例1）背景VCM裝置已安全生產(chǎn)20年。最近VCM裝置發(fā)生了HC1精餾塔減壓閥泄漏HC1的事故，結(jié)果造成精餾塔停車，而且尚未恢復(fù)生產(chǎn)（HC1是副產(chǎn)品，必須從VCM產(chǎn)品物流中除去）。TMC公司向有關(guān)部門報告了此次事故，并承諾將采取措施避免類似事件再次發(fā)生。TMC公司的安全與衛(wèi)生管理人員也要求盡快解決這個問題以維護(hù)公司的形象（事實(shí)上他已向有關(guān)部門表示在VCM裝置重新開車之前，這個問題一定會得到糾正）。VCM裝置的管理者希望通過安全評價可以調(diào)查這次事故，找出事故中HC1泄漏原因及改正措施，同時希望能找出還可能導(dǎo)致泄漏的其他原因及改進(jìn)措施。2）已有資料目前TMC公司有許多的HC1精餾塔的資料：工藝流程圖、PID圖、操作程序、操作記錄、維修記錄、事故記錄、以前進(jìn)行的危險分析報告。評價人員收集如下資料：HCl精餾塔PID圖、HC1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）。選擇安全評價方法選擇適用于事故調(diào)查的安全評價方法，評價組選擇使用故障假設(shè)、HAZOP分析或FMEA分析作為事故調(diào)查的評價方法，通過比較，評價人員使用FEMA分析方法進(jìn)行事故調(diào)查。分析準(zhǔn)備根據(jù)裝置的情況，選擇參加評價人員：評價負(fù)責(zé)人A：具有組織領(lǐng)導(dǎo)危險分析的經(jīng)驗(yàn)。記錄員B：能快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行記錄。工藝項(xiàng)目管理人員C：要求精通HC1精餾塔的設(shè)計和操作的人員。操作工D(操作)：HCl釋放時在控制室的值班操作工。操作工正(王操作)：HCl釋放時在控制室外的操作工。M：熟悉VCM裝置的應(yīng)急預(yù)案。VCM裝置的安全管理員M參與本次安全評價。安全與衛(wèi)生管理W：熟知與VCM裝置HC1精餾過程有關(guān)的危險。W是TMC公司衛(wèi)生安全環(huán)境科項(xiàng)目管理人員，參與本次評價。分析說明討論本次FEMA分析計劃。FEMA只對HC1精餾塔進(jìn)行分析，而且只是導(dǎo)致HC1泄漏的故障。為了完成FEMA分析，將該系統(tǒng)的每一個部件假定失效模式，對每一個失效模式，分析組將分析它的效應(yīng)(即后果)。如果后果對安全帶來危害，分析組將分級已有的安全保護(hù)裝置并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，否則分析下一個失效模式。也可能要求分析組提出另外的失效模式。以下是評價過程中的問題討論：D：事故發(fā)生前一周，該系統(tǒng)的運(yùn)行一直都很正常。但是在下午約3時45分，我發(fā)現(xiàn)塔底溫度(TI—205)略有上升，因?yàn)樗钠渌c(diǎn)的溫度都正常，我想再對它檢查幾次。幾分鐘后，焚燒爐報警一一急冷塔低pH值報警。因?yàn)樵搨鞲衅靼l(fā)生過誤報警，我就關(guān)閉了該報警器并且請E操作去檢查pH值。當(dāng)我再次檢查精餾塔的溫度時，塔底溫度已上升了好幾度，而且塔的其他點(diǎn)的溫度也上升，但TIC-201的讀數(shù)降低。此時，關(guān)閉了TCV—201停止蒸汽加熱，而且關(guān)閉了LCV—101停止向塔進(jìn)料。我通知E操作啟動另一臺HC1浮頭式冷凝器，但是塔壓力已超過145psig[1psig=6.89476kPa(表壓)],減壓閥打開，15s后減壓閥復(fù)位。(C帶來了事故發(fā)生前后精餾塔操作的記錄圖以及工程部對記錄圖的分析結(jié)果)A：我想我們首先分析最近這一次釋放事故的原因，然后再分析其他可能發(fā)生釋放的原因。根據(jù)D所說的情況，似乎是輸入塔的熱量過大。我們首先分析再沸器蒸汽控制閥，該閥門的失效模式是什么?C：控制閥(TCV—201)的位置可能發(fā)生故障，故障打開、故障關(guān)閉或者向外泄漏。D：控制閥(TCV—201)也可能部泄漏，即不需要時，蒸汽也可能進(jìn)入再沸器。A：我們來分析這些故障。那么TCV—201因故障打開的后果是什么？C：增加了再沸器的加熱能力，使塔的溫度和壓力升高，如果停車系統(tǒng)和操作工不干預(yù)的話最終將沖開減壓閥(PSV—252或PSV—253)。A：結(jié)果就是HC1泄漏。有安全保護(hù)措施嗎？D：從PID圖上可以看出，在塔上有多個溫度指示器，而且我們連續(xù)進(jìn)行監(jiān)視。有高溫報警器(TAH—201)，它能使塔停車。低回流報警器(FAL—202)。塔低液位報警器(LAL—209)。而且如果制冷壓縮機(jī)出現(xiàn)故障，塔將停車。當(dāng)然在塔上還有爆破片和減壓閥。還有備用的HCl浮頭式冷凝器和換熱器。A：聽起來好像有不少的安全保護(hù)裝置嘛!當(dāng)TCV—201因故障打開后，到底是哪一個安全保護(hù)裝置能避免HC1泄漏？D：溫度指示和TAH—201確能幫助我們發(fā)現(xiàn)問題，打開備用冷凝器能提供額外的冷凝面積避免HC1從減壓閥逸出。如果塔的流量是正常的，其他報警并沒什么作用。A：大家認(rèn)為TCV—201因故障打開是導(dǎo)致這個事故的原因嗎？D：不是，因?yàn)楫?dāng)我發(fā)現(xiàn)溫度太高時，我關(guān)閉了這個閥門，而且這個閥門處于正常工作狀態(tài)。A：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，表明閥門完全關(guān)閉，而且塔的溫度很快開始下降。A：好，有什么建議？C：我認(rèn)為應(yīng)該在塔上安裝壓力報警器。而且前操作工只能憑借溫度報警器來發(fā)現(xiàn)這個問題。當(dāng)塔的溫度較高時，我們應(yīng)有應(yīng)急技術(shù)指導(dǎo)文件指導(dǎo)操作工啟動備用冷凝器。M：還應(yīng)加上打開LCV—101的裝置，因?yàn)樗撬睦鋮s劑。A：另外一個故障就是TCV—201關(guān)閉，這個故障有什么后果？D：關(guān)閉TCV—201將停止向再沸器輸入蒸汽，塔將冷卻下來，結(jié)果是HCl隨VCM—起進(jìn)入冷凝器，但不會泄漏HCl。A：閥門向外泄漏有何后果？E：泄漏量不大時，塔的操作正常，只是損失了蒸汽。如果泄漏量大，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HC1。A：如果閥門是部泄漏呢？C：部泄漏的情況，只在塔停車時才有影響，如果是加熱，該泄漏將使塔的溫度慢慢升高并最終引起HCl的泄漏。A：安全保護(hù)？C：與TCV—201故障打開一樣。但是加上操作工有足夠的時間診斷這個問題并采取糾正措施。A：有何建議?(無回答。)我們來分析控制TCV—201、溫度變送器(TT—201)、控制器(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。②輸出假的溫度低信號。③即使塔的溫度發(fā)生變化輸出信號不變化。還有其他失效模式嗎?(無回答。)那么，如果TT—201或TIC—201輸出假的溫度高信號有何后果？D：因?yàn)榍袛嗔溯斎朐俜衅鞯恼羝?，HCl塔將被冷下來，將使HC1與VCM—起從塔底排出，從而降低產(chǎn)品的質(zhì)量。A：會引起HC1泄漏嗎？E：不會。A：輸出假的溫底低信號有何后果？E：我認(rèn)為那正是導(dǎo)致事故的原因。假的溫度低信號將使TCV—201打開，從而使塔的溫度升高而且沒有報警聲。如果我們不能及時發(fā)現(xiàn)它，減壓閥就將打開。而且一旦變送器或TIC發(fā)生故障，塔的溫度連鎖將失效。A：那肯定就是設(shè)計的缺陷，即用同一個變送器實(shí)現(xiàn)塔的控制、報警和連鎖，應(yīng)該把報警和連鎖放在另一個變送器上。你們對TT—201和TIC—201進(jìn)行過測試嗎？C：我們進(jìn)行過測試。A：那么，溫度變送器和控制器故障應(yīng)該是HC1放出的原因。有何安全保護(hù)?它們出現(xiàn)故障了嗎？C：安全保護(hù)與D所講的相同一一塔的溫度指示和TAH—201，但我認(rèn)為溫度報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)，因?yàn)樗鼈兡鼙苊獬瑝骸Ｎ仪懊嬉阎v過，停止HCl和VCM經(jīng)過換熱器進(jìn)料將降低冷凝器的能力，可能導(dǎo)致HC1泄漏。A：大家同意這個意見嗎?（點(diǎn)頭表示同意。）那么，假設(shè)這也是導(dǎo)致HC1泄漏的一個原因，有什么建議?C：我再次提出我前面的建議。我們應(yīng)該在塔上安裝高壓報警器，為操作工建立緊急情況應(yīng)對技術(shù)指導(dǎo)文件，當(dāng)塔的溫度升高時，操作工能按照這個技術(shù)指導(dǎo)文件采取相應(yīng)的措施。我也同意大家關(guān)于對塔的溫度報警和連鎖采用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”，它可以為我們啟動備用冷凝器贏得時間。A：這些建議都很好，但是不要去設(shè)計詳細(xì)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?（無反應(yīng)。）該儀表的最后一個失效模式是輸出信號不變化，有什么后果?D：如果各點(diǎn)流量穩(wěn)定，不會發(fā)生什么事。如果流量有變化，塔的溫度可能升高或降低一點(diǎn)，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的安全保護(hù)一樣。但是，我們可以告訴操作工有足夠的時間發(fā)現(xiàn)問題并采取措施。而且操作工可手動控制蒸汽流量。A：有什么建議？D：與我們前面提出的一樣。在塔上增加高壓報警、緊急情況應(yīng)對技術(shù)指導(dǎo)文件、報警和連鎖采用不同的溫度變送器。A：下一個分析項(xiàng)目是浮頭式冷凝器。我想到的失效模式是殼體泄漏、管束泄漏、失去冷卻能力，還有其他的嗎?（無回答。）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HC1逸出。A：安全保護(hù)？E：殼體的設(shè)地壓力是250psig[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600psig，而且每年都要進(jìn)行測試。我們還從未發(fā)現(xiàn)殼體泄漏的情況。A：有何建議?（無回答。）管束泄漏會有什么后果？C：制冷劑將進(jìn)入過程中。因?yàn)樗姆悬c(diǎn)低，它在塔中將成為不凝物質(zhì)，使塔的壓力升高。如果泄漏量很大，將打開塔的減壓閥。曾經(jīng)發(fā)生過因?yàn)楣苁孤┦顾膲毫ι哌@樣的事故，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：管束采用蒙乃合金鋼，其設(shè)計溫度和壓力能承受最壞的操作情況，設(shè)計壓力是200psig，每年進(jìn)行檢查。除了有少量泄漏外還沒有出現(xiàn)過大的問題，因?yàn)槲覀兺ㄟ^分析產(chǎn)品中制冷劑的含量，或者是觀察浮頭處的壓力指示PI（稍微升高）可以較早發(fā)現(xiàn)泄漏問題。A：有什么建議嗎?（無回答。）如果制冷劑系統(tǒng)停車會產(chǎn)生什么后果？D：塔很快就超壓，減壓閥打開。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：還有另一個安全保護(hù)裝置一一高溫連鎖、壓力報警以及緊急情況應(yīng)對技術(shù)指導(dǎo)文件。A：請等一下。壓力報警和緊急情況應(yīng)對技術(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？（無回答。）有何建議？（無回答。）好像HCl塔的壓力對冷凝器的操作很敏感，除壓縮機(jī)停車外，還有其他可能造成無制冷劑的情況發(fā)生嗎？E：當(dāng)然有，比如貯槽中制冷劑用完了，但是這樣壓縮機(jī)的打氣量不足，會自動將精餾塔連鎖，制冷劑槽上裝有液位報警。另一種可能是制冷劑的輸送管道破裂，但是這種機(jī)會很小，因?yàn)檫@些管道都在地面上，并貼上了標(biāo)簽，每年都要進(jìn)行檢查。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)行操作。A：就安全保護(hù)裝置而言，除已有的操作程序外，還有其他報警告訴你冷凝器工作不正常嗎？E：當(dāng)然有，減壓閥打開了！A：我建議在制冷劑輸送管道上安裝低流量報警器。C：等等，在那個地方不止一臺冷凝器，可能要安裝十幾個儀表和報警器，這樣操作工將很累。我認(rèn)為我們應(yīng)該首先分析發(fā)生這種情況的可能性，然后再作決定。A:我懂了。我們應(yīng)該建議計算機(jī)過程危險分析組對冷凝器的操作進(jìn)行人的可靠性分析（HRA）,然后決定是否需要增加儀表和報警。C：我同意。（其他人也贊同。）A：下一個設(shè)備是HC1計量槽，它有哪些失效模式？E：計量槽可能發(fā)生泄漏，泄漏HC1。A：嗯，還有嗎？C：計量槽有可能溢出。A：實(shí)際上是因?yàn)榛亓鞅冒l(fā)生故障、回流閥因故障關(guān)閉等引起的。休息后，我們將分析這些設(shè)備的故障及它們的后果。圍繞HC1精餾塔的所有設(shè)備，用FMEA評價法進(jìn)行了分析。分析某一工藝管道上的所有設(shè)備，從塔開始至塔結(jié)束（如沿回流管道的設(shè)備）或其他單元（如沿HC1塔底排出管道）。評價人員與TMC公司過程危險分析組的人員進(jìn)行了人的可靠性分析（即HRA）。對冷凝器進(jìn)行定性的HRA分析。操作程序如下：①現(xiàn)場操作工（或?qū)嶒?yàn)室）檢測產(chǎn)品中制冷劑含量，并通知控制室的操作工。②控制室的操作工通知現(xiàn)場操作工將發(fā)生故障的冷凝器隔離，將產(chǎn)品受污染降低到最?。ㄍ瑫r指示現(xiàn)場操作工啟動備用冷凝器）。③現(xiàn)場操作工必須手動打開備用冷凝器的閥門，關(guān)閉已發(fā)生泄漏的冷凝器（兩臺冷凝器的流量保持正常）。④操作工檢查塔的現(xiàn)場壓力表，確認(rèn)塔的壓力正常。經(jīng)驗(yàn)表明，必須在幾個小時發(fā)現(xiàn)泄漏，否則塔將關(guān)閉以避免制冷劑流入塔中引起塔超壓。分析