基于RBI技術(shù)的起重機(jī)械風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及檢驗(yàn)探究

成 波，鐘勝偉，劉治宏

（四川省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，四川 成都 610061）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，近年來起重機(jī)數(shù)量和種類越來越多，起重機(jī)使用過程中發(fā)生的事故越來越頻繁，安全性問題也漸漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。許多起重機(jī)經(jīng)過多年的使用，安全狀況較差，安全隱患較多，因此對(duì)起重機(jī)進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，以及采用各種措施和手段來提高起重機(jī)械安全性顯得非常重要。

起重機(jī)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的目的是分析、預(yù)測(cè)、查找起重機(jī)存在的風(fēng)險(xiǎn)及有害因素，評(píng)估各種危險(xiǎn)因素可能導(dǎo)致的后果和程度，提出合理可行的安全對(duì)策，以達(dá)到最低事故發(fā)生率、最少經(jīng)濟(jì)損失和最優(yōu)的安全投資效益。一方面通過對(duì)起重機(jī)隱患進(jìn)行系統(tǒng)地分析，找出隱患發(fā)生的原因和條件，提出消除風(fēng)險(xiǎn)的最佳技術(shù)路線，從而最大程度地實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的本質(zhì)安全化；另一方面通過分析起重機(jī)的危險(xiǎn)源，統(tǒng)計(jì)其分布部位與頻次，預(yù)測(cè)事故的概率與嚴(yán)重程度，提出相應(yīng)的安全措施，為管理者提供安全決策依據(jù)，從而提高起重機(jī)使用單位的安全管理能力。

1 RBI技術(shù)

RBI技術(shù)的全稱是Risk Base Inspection（基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)），它是基于風(fēng)險(xiǎn)的資產(chǎn)管理技術(shù)（RBAM）內(nèi)容的一部分，它以風(fēng)險(xiǎn)分析為基礎(chǔ)，對(duì)系統(tǒng)中固有的或潛在的危險(xiǎn)及其可能產(chǎn)生的事故后果進(jìn)行定性或定量的分析與評(píng)估，發(fā)現(xiàn)主要問題和薄弱環(huán)節(jié)，確定該設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，從經(jīng)濟(jì)性與安全性協(xié)調(diào)統(tǒng)一的角度去考慮對(duì)檢驗(yàn)頻率、方法、程度等進(jìn)行優(yōu)化，使檢驗(yàn)和管理設(shè)備的行為更加安全、經(jīng)濟(jì)和有效。

RBI技術(shù)的基本運(yùn)作程序如圖1所示。首先對(duì)研究系統(tǒng)進(jìn)行定義，收集設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、工藝與操作參數(shù)、維修和檢驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)；然后判斷風(fēng)險(xiǎn)來源，確定設(shè)備材料損傷機(jī)理和失效模式，分析失效的可能性及后果，進(jìn)而評(píng)價(jià)事故發(fā)生概率和事故后果，確定出每臺(tái)設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)大小并排序；最后進(jìn)行總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并制定實(shí)施檢驗(yàn)計(jì)劃的全過程。

圖1 RBI技術(shù)的基本運(yùn)作程序

RBI技術(shù)的核心概念是風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)具有二維性，它是危險(xiǎn)發(fā)生的概率與危險(xiǎn)一旦發(fā)生所造成損失的共同組合后果，RBI技術(shù)的目的是就是要達(dá)到目標(biāo)設(shè)備的安全性與經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一，最終實(shí)現(xiàn)保證安全與節(jié)約成本的效果，使設(shè)備的擁有者在使用和管理設(shè)備的過程中實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益的最大化。風(fēng)險(xiǎn)的兩維性可以用如下公式表示：

其中：R為風(fēng)險(xiǎn)；P為失效概率；E為失效后果。

風(fēng)險(xiǎn)的級(jí)別可以用圖2所示的風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖來表示。失效概率劃分為極高、高級(jí)、中級(jí)、低級(jí)和極低5級(jí)，用A，B，C，D，E來表示；失效后果同樣也劃分為5級(jí)，用1，2，3，4，5來表示。這樣，就可以用一個(gè)5×5的風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖來確定分析對(duì)象的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，并根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)采取相應(yīng)的措施，如表1所示。

2 起重機(jī)械及其風(fēng)險(xiǎn)因素分析

起重機(jī)械是一種間歇性工作的空間搬運(yùn)設(shè)備，主要用來實(shí)現(xiàn)被吊重物的空間位置變換，它是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展必不可少的重要工具，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著舉足輕重的地位。

圖2 RBI風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖

表1 RBI風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)對(duì)策

起重機(jī)械通常由起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4部分組成，具體機(jī)型視其情況可以只包含起升和運(yùn)行兩大機(jī)構(gòu)，如橋式與門式起重機(jī)。起重機(jī)在搬運(yùn)物料時(shí)，通常經(jīng)歷著取物、運(yùn)送、卸料和空車復(fù)位的工作過程，具有重復(fù)而短暫的工作特征。起重機(jī)的工作特點(diǎn)可總結(jié)為：間歇?jiǎng)幼?、變化載荷、周期循環(huán)、重復(fù)短時(shí)。由于起重機(jī)械周期性及間歇性的工作特點(diǎn)，使得各工作機(jī)構(gòu)經(jīng)常處于頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)狀態(tài)，這對(duì)各工作機(jī)構(gòu)的工作可靠性提出了較高的安全要求。

起重機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)性來源很多，總結(jié)起來可以分為下面幾大類。

2.1 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)引起的風(fēng)險(xiǎn)

設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)引起的風(fēng)險(xiǎn)主要來至兩個(gè)方面：一是選型不符合使用要求（例如錯(cuò)把冶金類起重機(jī)選型為普通起重機(jī)來設(shè)計(jì)使用）；二是設(shè)計(jì)計(jì)算出現(xiàn)錯(cuò)誤導(dǎo)致實(shí)際承載性能小于實(shí)際使用性能等。

2.2 制造環(huán)節(jié)引起的風(fēng)險(xiǎn)

制造環(huán)節(jié)帶來的風(fēng)險(xiǎn)包括材料質(zhì)量不合格、加工工藝不當(dāng)、焊接質(zhì)量不過關(guān)、未按設(shè)計(jì)圖紙尺寸制造等幾種情況。

2.3 安裝環(huán)節(jié)引起的風(fēng)險(xiǎn)

安裝環(huán)節(jié)引起的風(fēng)險(xiǎn)包括土建基礎(chǔ)不達(dá)標(biāo)、軌道尺寸偏差較大、安裝過程中零部件未能緊固連接、起重機(jī)械安裝沒有調(diào)試水平導(dǎo)致偏斜運(yùn)行、啃軌、各部件出現(xiàn)干涉等情況。

2.4 改造方面引起的風(fēng)險(xiǎn)

改造方面引起的風(fēng)險(xiǎn)包括對(duì)所需尺寸改造偏差較大、焊接質(zhì)量不過關(guān)、材料疲勞引起的新老機(jī)構(gòu)的應(yīng)力分布不均等情況。

2.5 維修方面帶來的風(fēng)險(xiǎn)

維修方面帶來的風(fēng)險(xiǎn)包括替換電控設(shè)備與原設(shè)備系統(tǒng)兼容性不佳、補(bǔ)焊焊縫與原焊縫的應(yīng)力承受能力差異、換用新起升機(jī)構(gòu)對(duì)原主梁的尺寸匹配性較差等情況。

2.6 使用方面引起的風(fēng)險(xiǎn)

使用方面引起的風(fēng)險(xiǎn)包括歪拉斜吊、頻繁超載、不按操作規(guī)程使用、不進(jìn)行定期維護(hù)、不遵守“十不吊”規(guī)則等情況。

2.7 設(shè)備自身失效引起的風(fēng)險(xiǎn)

設(shè)備自身失效主要考慮4大機(jī)構(gòu)（起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)）自身的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)和安全保護(hù)裝置因長時(shí)間使用而引起的失效情況。從保障人的生命安全角度而言，分析4大機(jī)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)，起升機(jī)構(gòu)在4大機(jī)構(gòu)中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素最大，起升機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)可能給人的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來極大的危害，如遼寧鐵嶺發(fā)生的鋼包墜落事故足以證明這一特點(diǎn)。其他機(jī)構(gòu)可能引起的風(fēng)險(xiǎn)安全等級(jí)要相對(duì)低一些，從機(jī)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)分析的特點(diǎn)可以看出要做到降低風(fēng)險(xiǎn)、降低檢驗(yàn)成本同時(shí)提高安全可靠性則要更加注重提高起升機(jī)構(gòu)的檢驗(yàn)質(zhì)量和力度。

綜上所述，在充分把握起重機(jī)械風(fēng)險(xiǎn)來源的基礎(chǔ)上，把每一種風(fēng)險(xiǎn)源可能引起的事故按事故發(fā)生的頻率和事故后果（以經(jīng)濟(jì)損失作為衡量標(biāo)準(zhǔn)）進(jìn)行細(xì)化處理。用公式R＝P×E算出每一種風(fēng)險(xiǎn)源在整個(gè)系統(tǒng)中所占的風(fēng)險(xiǎn)值比重，進(jìn)而在風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖中找到對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，并按風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)對(duì)策制定相應(yīng)的管理檢驗(yàn)手段，達(dá)到使目標(biāo)設(shè)備的安全性與檢驗(yàn)維護(hù)的經(jīng)濟(jì)性相統(tǒng)一的目的。這也體現(xiàn)了RBI技術(shù)最重要檢驗(yàn)指導(dǎo)思想。

3 RBI技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及建議

基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)（RBI）技術(shù)在特檢行業(yè)的運(yùn)用越來越廣，我們可以根據(jù)表2的對(duì)比結(jié)論得出RBI技術(shù)的檢驗(yàn)優(yōu)勢(shì)。

表2 RBI技術(shù)檢驗(yàn)與傳統(tǒng)檢驗(yàn)的對(duì)比

根據(jù)表2分析對(duì)比結(jié)果，可知RBI技術(shù)的檢驗(yàn)優(yōu)勢(shì)為：①檢驗(yàn)與管理的重點(diǎn)突出；②區(qū)分設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別、更加著重高危設(shè)備的安全性，主次分明；③安全性與經(jīng)濟(jì)性協(xié)調(diào)、統(tǒng)一，在保證安全性的基礎(chǔ)上更體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)勢(shì)；④進(jìn)行同等程度的檢驗(yàn)，風(fēng)險(xiǎn)小；⑤在同樣的風(fēng)險(xiǎn)水平上，檢驗(yàn)量小；⑥優(yōu)化檢驗(yàn)資源，檢驗(yàn)費(fèi)用與風(fēng)險(xiǎn)成比例。

綜上所述，為了使RBI檢驗(yàn)技術(shù)更好地運(yùn)用到特種設(shè)備的檢驗(yàn)上來，提出如下幾點(diǎn)建議：①應(yīng)對(duì)各種起重設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)加以區(qū)分，根據(jù)歷年事故統(tǒng)計(jì)分析得出風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)排行，根據(jù)表1給出的檢驗(yàn)指導(dǎo)思想制定檢驗(yàn)方針；②在劃分風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)排行的基礎(chǔ)上，針對(duì)各種設(shè)備的具體情況確定各機(jī)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)排行，有針對(duì)性地進(jìn)行檢驗(yàn)設(shè)備的采購及攜帶，做到檢驗(yàn)詳略得當(dāng)、不留安全隱患；③進(jìn)一步加強(qiáng)檢驗(yàn)人員的專業(yè)水平培訓(xùn)，配合RBI技術(shù)指導(dǎo)思想，能使檢驗(yàn)效率、效果進(jìn)一步顯著提高；④進(jìn)一步完善和修改檢驗(yàn)大綱，可以在原有檢驗(yàn)大綱的基礎(chǔ)之上向RBI技術(shù)檢驗(yàn)方法傾斜，使檢驗(yàn)手段更詳細(xì)、更科學(xué)、更符合我國國情；⑤在探索起重設(shè)備檢驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，注重RBI技術(shù)檢驗(yàn)配套的符合我國國情的軟件開發(fā)，這樣能更為行之有效地提高檢驗(yàn)效果。

4 結(jié)論

RBI技術(shù)以設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)分布與分析為基礎(chǔ)，制定合理的檢驗(yàn)方案、延長低風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備的檢驗(yàn)周期、保證設(shè)備安全運(yùn)行并達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。RBI技術(shù)在國際范圍內(nèi)已廣泛應(yīng)用，收到了良好的效果，但在我國許多領(lǐng)域的應(yīng)用仍然處于起步階段，特別是在起重機(jī)械類特種設(shè)備的檢驗(yàn)領(lǐng)域中還處于探索起步階段，有很多具體工作可以開展和落實(shí)。我們堅(jiān)信隨著我國特種設(shè)備檢驗(yàn)技術(shù)的不斷發(fā)展，RBI檢測(cè)技術(shù)一定能在起重類特種設(shè)備的檢驗(yàn)領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

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