摘要：運用FTA(事故樹定性分析)的定性方法，分析船用空壓機典型故障問題的事故樹模型，探討船用空壓機典型故障的預(yù)防途徑，為船用空壓機管理過程中的安全管理、安全評價以及事故分析提供參考。
關(guān)鍵詞：事故樹分析；船用空壓機；預(yù)防途徑
0前言
空氣壓縮機(簡稱空壓機)是產(chǎn)生壓縮空氣的機械。船用空壓機是船舶各種裝置的第一動力，它主要用于主柴油機的啟動、換向和發(fā)電柴油機的啟動以及為其他輔助機械設(shè)備(如壓力水柜、氣笛、離心泵自吸裝置等)和氣動工具供氣的壓縮空氣，因此，其重要作用是不言而喻的。
對船用空壓機的操作管理，應(yīng)該是在注重其安全性的基礎(chǔ)上，同時考慮其效能。船用空壓機的效能主要體現(xiàn)在排氣量和排氣壓力這兩個性能參數(shù)上。傳統(tǒng)上，對于空壓機故障的某些問題，人們在對其事故的研究中，往往只注重某些單一環(huán)節(jié)，對事故的分析僅僅限于查清事故原因，從而采取相應(yīng)措施，預(yù)防事故再次發(fā)生，這種傳統(tǒng)的事后找原因的方法，只能發(fā)現(xiàn)表層顯形的原因，不能顯現(xiàn)事故的全部過程，也很難有效預(yù)防事故悲劇的重演。
1事故樹分析方法
事故樹，是一種描述事故因果關(guān)系的有方向的"樹"，也就是從結(jié)果到原因描繪事故發(fā)生的有向邏輯樹，該事故樹遵循邏輯分析原則(即從結(jié)果分析原因的原則)。利用事故樹對事故進行預(yù)測的方法稱為事故樹分析(Fault Tree Analysis， FTA)，是對既定的生產(chǎn)系統(tǒng)或作業(yè)中可能出現(xiàn)的事故條件及可能導(dǎo)致的事故后果，按工藝流程、先后次序和因果關(guān)系繪成程序方框圖，表示導(dǎo)致事故(不希望事件)的各種因素之間的邏輯關(guān)系，由輸入符號或關(guān)系符號組成，用以分析系統(tǒng)的安全問題或系統(tǒng)的運行功能問題，并為判斷事故的發(fā)生途徑及與事故之間的關(guān)系提供一種最形象、最簡潔的表達形式。
事故樹分析方法是安全系統(tǒng)工程中進行系統(tǒng)安全分析的核心，是安全評價的基礎(chǔ)。它應(yīng)用數(shù)理邏輯方法，從一個可能的事故開始，一層一層逐步尋找引起事故發(fā)生的觸發(fā)事件、直接原因和間接原因，并分析種種事故原因之間的相互邏輯關(guān)系，是一種演繹分析方法。在各種事故危險源評價過程中，事故樹法發(fā)揮了重要作用，它不僅能對導(dǎo)致事故的各種因素及邏輯關(guān)系做出全面闡述，而且還可以利用該方法，根據(jù)事故的發(fā)生、發(fā)展過程，找出行之有效的預(yù)防措施，防止該類事故的發(fā)生，為安全評價提供科學(xué)可信的參考依據(jù)。其事故樹分析的程序如圖1所示[1]。
2 船用空壓機排氣量不足的事故樹分析
船用空壓機的故障是多種多樣的，每一種故障都有其成因?，F(xiàn)以船用空壓機的典型故障之一(排氣量不足)為例，利用事故樹分析方法來分析船用空壓機的排氣量不足的原因，從而采取相應(yīng)的控制措施來達到預(yù)防的目的。
2.1事故樹的確立
船用空壓機排氣量公式[2]為：
Q=λ×Qt=λv×λp×λt×λl×n×τ×D2×s×i/240。
式中：Q為排氣量，m3/h；λv為容積系數(shù)；λp為壓力系數(shù)；λt為溫度系數(shù)；λl為氣密系數(shù)；n為轉(zhuǎn)速，r/min；D為低壓級汽缸缸徑，m；S為低壓級活塞行程，m；i為低壓級汽缸缸數(shù)。
在理論上，根據(jù)空壓機排氣量公式分析，空壓機排氣量與輸氣系數(shù)、轉(zhuǎn)速、空壓機結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，但是；實際上，除了理論分析，空壓機的高效工作必須通過輪機員操作，借助于管理制度的規(guī)范。所以，從船用空壓機排氣量不足的機理來看，空壓機設(shè)備問題、輪機員操作問題以及管理制度規(guī)范問題是船用空壓機排氣量不足的主要影響因素，其中每一個主要影響因素又是由多個因素綜合影響制約的結(jié)果。假設(shè)每個因素分別為：X1制度執(zhí)行力度不夠；X2制度存在漏洞；X3個人素質(zhì)不佳；X4行為不小心；另專業(yè)知識欠缺；對處理問題反應(yīng)遲緩；X7潤滑故障；X8冷卻不良；X9加載程序出錯；X10卸載程序出錯；X11自控設(shè)置不適；X12低壓級密封墊片過大；X13軸瓦磨損過多；X14氣閥故障；X15彈簧故障；X16濾器堵塞；X17氣道積碳；X18活塞環(huán)故障；X19皮帶輪打滑；X20電源不匹配。
根據(jù)前面的基本原理，可以作出船用空壓機排氣量不足的事故樹圖，如圖2所示。
2.2求最小割集和最小徑集
按照行列法計算，圖2事故樹的最小割集最多63個。根據(jù)對偶原理和布爾代數(shù)式¨0得出，此事故樹的最小徑集有3個。它們是：
P1={X12 X19 X20 X8 X15 X18 X14 X16 X17 X7 X13}，
P2={X3 X7 X5 X4 X6 X8 X9 X11 X10}，
P3={X1 X2}
2.3結(jié)構(gòu)重要度分析
根據(jù)結(jié)構(gòu)重要度近似判別法可知，結(jié)構(gòu)重要度順序為：
I(2)=I(1)>I(8)>I(7)>I(4)=I(5)=I(10)=I(6)=I(3)=I(9)=I(11)>I(14)>I(15)>I(12)=I(19)=I(20)=I(18)=I(16)=I(17)=I(13)。
2.4控制措施
通過以上分析，本事故樹有3個最小徑集，即有3條事故預(yù)防途徑，分別如下：①加大管理制度的規(guī)范化實施(即P3)；②增強輪機員的操作能力(即P2)；③提高空壓機設(shè)備可靠性(即P1)。
通過上述的3條事故預(yù)防途徑，可以相應(yīng)地制定許多條控制措施。首先必須通過制度來約束人的行為有法必依，執(zhí)法必嚴；制度本身必須盡量完善，否則，執(zhí)行力難免會打折扣。其次，要以人為本，既要增強輪機員的責任心，又要提高輪機員的能力，從而更好地執(zhí)行制度，相得益彰。最后，必須盡量避免設(shè)備出現(xiàn)故障，即使出現(xiàn)了故障，在規(guī)范化制度的約束下和輪機員的管理下，問題會盡快地得以解決。
3 結(jié)論
事故樹分析方法應(yīng)用于船用空壓機典型故障的分析中，既能對導(dǎo)致船用空壓機典型故障的各種因素及邏輯關(guān)系做出全面的闡述，又可以對事故的發(fā)生進行全面系統(tǒng)的分析，為避免船用空壓機典型故障提供切實可行的參考依據(jù)。與此同時，通過事故樹分析和編制，使人們能全面了解事故樹的要點，不僅可以開闊安全管理人員的思路，也是安全教育的最好手段之一。
參考文獻
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[2]陳立軍.船舶輔機[M].大連：大連海事大學(xué)出版社,2007.
[3]趙鐵錘.安全評價[M].第3版.北京：煤炭工業(yè)出版社.2005.
作者：鄭仲金，呂鳳鳴 來源：中國修船
