桥式起重机吊物坠落的故障树分析*

2018-11-11杨志勇周旭升

安全 2018年11期

汤磊杨志勇周旭升

湖南省特种设备检验检测研究院

近年来，桥式起重机广泛应用于厂房、仓库、车间的重物搬运和吊装作业，桥式起重机在使用过程中经常发生吊物坠落事故，这类事故在桥式起重机所发生的事故中比重很大，危险性极大，不但会造成设备损坏和经济损失，有时还会造成人员伤亡。引起桥式起重机吊物坠落事故的原因很多，针对这类事故，从人和物的角度考虑，对桥式起重机吊物坠落事故运用故障树分析方法[1-2]（FTA）进行事故分析，辨识出吊物坠落事故的危险源，揭示事故的潜在危险因素，对事故的直接原因和间接原因进行辨识和评价，指导实际使用过程中如何预防和控制事故的发生。

1 危险源的辨识

通过查找多年来桥式起重机事故案例发现，吊物坠落事故是桥式起重机事故的典型事故案例。因此，针对吊物坠落事故类型，从人和物的角度考虑，分析得出吊物坠落的3类危险源[3-6]：制动器、钢丝绳、吊钩。上述3类危险源包含了若干个直接或间接的因素，针对这些因素再进行较为深入的分析，直到找出导致吊物坠落的基本危险源，见表1。

表1 吊物坠落基本危险源表

2 故障树的建立

故障树分析[7-10]（Fault Tree Analysis, FTA）也称事故树分析，是一种演绎推理法，这种方法把事故与导致事故发生的各种原因之间的逻辑关系用一种称为事故树的树形图表示，由各种事件符号和连接它们的逻辑门组成。

根据辨识出的危险源，建立桥式起重机吊物坠落故障树模型图，如下图。故障树事件表，见表2。

图桥式起重机吊物坠落故障树模型

表2 故障树事件表

3 最小割集分析与结构重要度分析

（1）最小割集分析。在故障树中，最小割集是基本底事件所构成的集合，集合中的全部底事件发生是造成顶事件发生的充分必要条件。每个最小割集都是顶事件发生的一种可能，故障树中的最小割集的数量表明了顶事件发生的危险性。

经过计算，可以得出故障树的最小割集共有16个：

{X1,X12}；{X11,X12}；{X12,X15}；{X6,X12}；{X12,X13}；{X9,X10}；{X10,X14}；{X12,X17}；{X2,X12}；{X3,X12}；{X4,X12}；{X5,X12}；{X7,X12}；{X8,X12}；{X12,X16}；{X12,X18}。通过对最小割集的计算可以有如下分析：

可以详细的看到顶层事件发生的原因组合。例如其中的一个最小割集{X1,X12}，即说明当制动轮上有油污加上平时的检查维护保养不到位未消除油污，造成制动器制动力矩不足，产生溜钩或者吊物坠落。通过对最小割集的分析，我们可以清楚的知道吊物坠落发生的所有的途径，进而掌握此类事故发生的规律，就可以指导我们采取有效的措施预防此类事故的发生。

（2）结构重要度分析。故障树的最小割集描述了事故发生的模式。虽然构成割集的元素都是事故发生的必要条件，但是，相同底事件可能处在不同的割集中，不同割集的容量也可能并不相同。所以，结构重要度是从故障树结构的定量分析中反映了各个底事件在故障树中的重要程度。

经过计算，该事故发生的结构重要度如下：

I[X12]＞I[X10]＞I[X1]=I[X2]=I[X3]=I[X4]=I[X5]=I[X6]=I[X7]=I[X8]=I[X9]=I[X11]=I[X13]=I[X15]=I[X16]=I[X17]=I[X18]=I[X14]

值的大小：I[X1]=0.50；I[X2]=0.50；I[X3]=0.50；I[X4]=0.50；I[X5]=0.50；I[X6]=0.50；I[X7]=0.50；I[X8]=0.50；I[X9]=0.50；I[X10]=0.75；I[X11]=0.50；I[X12]=0.99；I[X13]=0.50；I[X15]=0.50；I[X16]=0.50；I[X17]=0.50；I[X18]=0.50；I[X14]=0.50

通过对结构重要度的分析不难看出，结构重要度I[X12]和I[X10]相对较高，这也反映此类事故的发生主要还是因为平时的检查维护保养不到位和操作人员违章作业造成的。

4 事故预防

通过上述分析可以得出，对于桥式起重机吊物坠落事故进行控制并采取预防措施，应先对顶层事件影响大的基本事件着手比较有效，即应先控制人的行为。首先，起重机在平时的使用过程中，检查维护保养必须做到位，操作人员不能违章作业，完善相关的安全制度，加强操作人员工作责任心，这是预防此类事故发生的最有效直接的途径。其次，就是使用单位应当购置合格的机械产品和零部件。再次，使用单位应结合实际，制定培训计划，严格贯彻落实，加强人员的培训和管理，根据TSG 08-2017《特种设备使用管理规则》要求，起重机械的日常维护保养和自行检查应当由使用单位的起重机械作业人员实施，全面检查应当由使用单位的起重机械安全管理人员负责组织实施。在使用过程中，要求操作人员和维护人员认真做好自行检查和维护保养，发现问题及时进行维修、调整或更换，从而预防事故的发生。