第 3期李曉磊等 :改進的區(qū)域安全性分析方法
素 ,通過分析確定耦合危險因素是實施 ZSA方法的重點和難點。
由圖 1可以看出 ,分析區(qū)域內的耦合危險因素 ,首先就要對區(qū)域內的故障因素和能量因素進行分析。然而 ,中國目前的 ZSA方法 ,只是分析了故障因素 ,即提出利用 FMEA ,FMECA的結果 ,不能發(fā)現(xiàn)區(qū)域內所有的危險因素 (危險因素全集)。針對這一問題 ,本文將危險源的分析方法引入了 ZSA的區(qū)域危險分析階段 ,通過分析得到區(qū)域內的故障因素和能量因素。之后的重點就在
1 ZSA方法內涵的擴展
系統(tǒng)安全性分析的一個重要目的在于分析、評價系統(tǒng)的安全性 ,發(fā)現(xiàn)安全隱患 ;確定現(xiàn)有危險的原因、影響及各種危險的相互關系 [4]。
系統(tǒng)的危險因素全集由 3部分組成 ,即故障因素、能量因素 (如毒氣、燃油、高壓等 )以及耦合危險因素 ,其中耦合危險因素是由故障因素和能量因素耦合而產生的危險因素 ,如圖 1所示。隨著系統(tǒng)復雜性的提高 ,設備與設備之間的關系更加緊密 ,由耦合危險因素導致的安全事故也逐漸增多 [5]。
區(qū)域安全性分析 (ZSA)通過區(qū)域劃分的方法對組成系統(tǒng)的分系統(tǒng)或設備及其接口的安裝位置進行系統(tǒng)的分析和連續(xù)的檢查 ,評價在故障和無故障情況下各分系統(tǒng)或設備潛在的相互影響以及其安裝存在的固有危險的嚴重程度。
ZSA的研究對象就是區(qū)域內的耦合危險因
根據(jù)改進的方案 ,在目前中國 ZSA方法的具體分析流程方法的基礎上 ,明確了區(qū)域危險分析階段的分析方法。改進前后的 ZSA方法如圖 2所示。其中 ,區(qū)域危險分析階段是對 ZSA方法的改進 ,將危險源分析、區(qū)域內設備間影響分析以及風險分析的方法應用到了 ZSA中[9]。
圖 2 改進前后的 ZSA方法對比 Fig12 Contrast between the original and improved ZSA method
21 1 區(qū)域危險源分析
一方面 ,應將 FM EA或 FM ECA中設備的故障模式 ,特別是會產生危險 ,影響到其他設備的設備級故障模式 ,作為區(qū)域內的故障因素 ,為危險源分析提供依據(jù)。另一方面是分析區(qū)域范圍內可能發(fā)生意外釋放的能量 (能源或能量載體)或危險物質 ,即能量因素。
最后 ,編制危險源檢查單 ,具體包括危險源種類、危險源類型、危險源產生的原因和危險的影響[ 10 ]。
21 2 區(qū)域內設備間影響分析
通過危險源分析 ,得到區(qū)域內的故障因素和
能量因素后。將兩者作為輸入 ,開展區(qū)域內設備間影響分析。為此根據(jù)工程實際
,以及危險因素
ceptable
),最低風險指數(shù)定為 4 (Acceptable)。
的分類情況 ,提出了區(qū)域內設備間影響分析的方法 ,該方法主要是從以下 3方面分析區(qū)域內設備3 實例應用間的影響 ,最后得到區(qū)域內的耦合危險因素如圖 3所示[ 11212 ]
圖 3 區(qū)域內設備件影響分析
Fig1 3 Analysis of zonal equipment effect
(1)
不同設備的故障因素之間或能量因素之間的相互影響而產生的危險 ,例如由于飛機輪胎爆炸對區(qū)域內各設備產生的影響以及由此帶來的危險。
(2)
不同設備的故障因素和能量因素之間的相互影響而產生的危險 ,例如由燃油管泄漏和意外火源而導致的火災危險。
(3)不同設備之間
,雖然不存在故障因素和能量因素交互影響 ,但由于具體的特性而導致的相互影響 ,例如電子設備由于空間位置接近 ,而發(fā)生的電磁干擾[ 13214 ]。
21 3 風險分析
風險分析階段 ,將通過區(qū)域內設備間影響分析得到的風險進行風險排序 ,為下一步制定分析準則提供依據(jù)[ 15 ]。
采用風險評價指數(shù)矩陣風險分析方法 (RAC)。RAC法是定性風險估算常用的方法 ,它是將決定危險事件的風險的兩種因素 ——
危險嚴重性 (S)和危險可能性 (P) ,按其特點劃分為相對的等級 ,形成一種風險評價矩陣 ,并賦予一定的加權值來定性地衡量風險的大小。
首先進行嚴重度等級分析 ,將危害事件產生的嚴重性分為 4個等級 :災難 ( Ⅰ)、嚴重 ( Ⅱ)、輕度 ( Ⅲ)、輕微 ( Ⅳ)。
根據(jù)危險事件發(fā)生的頻繁程度 ,將危險事件發(fā)生的可能性定性的分為 5個等級 :頻繁 (A)、很可能 (B)、有時 (C)、極少 (D)、不可能 ( E)。
采用 RAC矩陣的方法描述危險事件的風險。根據(jù)以上分析的嚴重度和頻繁程度確定風險
以某型飛機主起落架的起落架艙為研究對象 ,區(qū)域代號 140。主起落架艙的左側是設備艙 ,上側是客艙 ,右側是 3號液壓系統(tǒng)艙 ,它與其他 3個區(qū)域靠艙內的隔板隔開。該起落架艙內含有起落架系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、操作系統(tǒng)等三大分系統(tǒng)以及所屬的 19個設備 ,同時還有相關的各種管路 ,包括液壓管、電纜、輸油管以及空調排氣管等。空間有限 ,而設備多樣、復雜。具體的設備名稱、編號及數(shù)量情況在此省略。
結合 FM EA和 FM ECA所提供的故障模式 ,故障原因以及故障影響等故障信息 ,通過危險源分析和區(qū)域內設備間影響分析得到了起落架艙內的風險 ,然后進行風險分析得到各風險等級。部分表如表 1所示[ 16 ]。
由以上分析可知 ,在分析準則制定的過程中 ,首先要考慮的是通過調整艙內各設備的放置位置 ,以及增加防護措施以到達防止起落架艙內著火事件發(fā)生的目的。一方面 ,避免艙內的管路發(fā)生漏油事件 ;另一方面 ,避免由于電纜漏電、人為的操作失誤以及外界火源進入的事件發(fā)生。
其次 ,要考慮的是設備之間由于位置關系 ,防止由于某些設備脫落對其他設備造成的物理破壞。
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