橋式起重機(jī)吊物墜落的故障樹(shù)分析*

湯 磊 楊志勇 周旭升

湖南省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院

近年來(lái)，橋式起重機(jī)廣泛應(yīng)用于廠房、倉(cāng)庫(kù)、車(chē)間的重物搬運(yùn)和吊裝作業(yè)，橋式起重機(jī)在使用過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生吊物墜落事故，這類(lèi)事故在橋式起重機(jī)所發(fā)生的事故中比重很大，危險(xiǎn)性極大，不但會(huì)造成設(shè)備損壞和經(jīng)濟(jì)損失，有時(shí)還會(huì)造成人員傷亡。引起橋式起重機(jī)吊物墜落事故的原因很多，針對(duì)這類(lèi)事故，從人和物的角度考慮，對(duì)橋式起重機(jī)吊物墜落事故運(yùn)用故障樹(shù)分析方法[1-2]（FTA）進(jìn)行事故分析，辨識(shí)出吊物墜落事故的危險(xiǎn)源，揭示事故的潛在危險(xiǎn)因素，對(duì)事故的直接原因和間接原因進(jìn)行辨識(shí)和評(píng)價(jià)，指導(dǎo)實(shí)際使用過(guò)程中如何預(yù)防和控制事故的發(fā)生。

1 危險(xiǎn)源的辨識(shí)

通過(guò)查找多年來(lái)橋式起重機(jī)事故案例發(fā)現(xiàn)，吊物墜落事故是橋式起重機(jī)事故的典型事故案例。因此，針對(duì)吊物墜落事故類(lèi)型，從人和物的角度考慮，分析得出吊物墜落的3類(lèi)危險(xiǎn)源[3-6]：制動(dòng)器、鋼絲繩、吊鉤。上述3類(lèi)危險(xiǎn)源包含了若干個(gè)直接或間接的因素，針對(duì)這些因素再進(jìn)行較為深入的分析，直到找出導(dǎo)致吊物墜落的基本危險(xiǎn)源，見(jiàn)表1。

表1 吊物墜落基本危險(xiǎn)源表

2 故障樹(shù)的建立

故障樹(shù)分析[7-10]（Fault Tree Analysis, FTA）也稱(chēng)事故樹(shù)分析，是一種演繹推理法，這種方法把事故與導(dǎo)致事故發(fā)生的各種原因之間的邏輯關(guān)系用一種稱(chēng)為事故樹(shù)的樹(shù)形圖表示，由各種事件符號(hào)和連接它們的邏輯門(mén)組成。

根據(jù)辨識(shí)出的危險(xiǎn)源，建立橋式起重機(jī)吊物墜落故障樹(shù)模型圖，如下圖。故障樹(shù)事件表，見(jiàn)表2。

圖 橋式起重機(jī)吊物墜落故障樹(shù)模型

表2 故障樹(shù)事件表

3 最小割集分析與結(jié)構(gòu)重要度分析

（1）最小割集分析。在故障樹(shù)中，最小割集是基本底事件所構(gòu)成的集合，集合中的全部底事件發(fā)生是造成頂事件發(fā)生的充分必要條件。每個(gè)最小割集都是頂事件發(fā)生的一種可能，故障樹(shù)中的最小割集的數(shù)量表明了頂事件發(fā)生的危險(xiǎn)性。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，可以得出故障樹(shù)的最小割集共有16個(gè)：

{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}。通過(guò)對(duì)最小割集的計(jì)算可以有如下分析：

可以詳細(xì)的看到頂層事件發(fā)生的原因組合。例如其中的一個(gè)最小割集{X1,X12}，即說(shuō)明當(dāng)制動(dòng)輪上有油污加上平時(shí)的檢查維護(hù)保養(yǎng)不到位未消除油污，造成制動(dòng)器制動(dòng)力矩不足，產(chǎn)生溜鉤或者吊物墜落。通過(guò)對(duì)最小割集的分析，我們可以清楚的知道吊物墜落發(fā)生的所有的途徑，進(jìn)而掌握此類(lèi)事故發(fā)生的規(guī)律，就可以指導(dǎo)我們采取有效的措施預(yù)防此類(lèi)事故的發(fā)生。

（2）結(jié)構(gòu)重要度分析。故障樹(shù)的最小割集描述了事故發(fā)生的模式。雖然構(gòu)成割集的元素都是事故發(fā)生的必要條件，但是，相同底事件可能處在不同的割集中，不同割集的容量也可能并不相同。所以，結(jié)構(gòu)重要度是從故障樹(shù)結(jié)構(gòu)的定量分析中反映了各個(gè)底事件在故障樹(shù)中的重要程度。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，該事故發(fā)生的結(jié)構(gòu)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?。篒[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

通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)重要度的分析不難看出，結(jié)構(gòu)重要度I[X12]和I[X10]相對(duì)較高，這也反映此類(lèi)事故的發(fā)生主要還是因?yàn)槠綍r(shí)的檢查維護(hù)保養(yǎng)不到位和操作人員違章作業(yè)造成的。

4 事故預(yù)防

通過(guò)上述分析可以得出，對(duì)于橋式起重機(jī)吊物墜落事故進(jìn)行控制并采取預(yù)防措施，應(yīng)先對(duì)頂層事件影響大的基本事件著手比較有效，即應(yīng)先控制人的行為。首先，起重機(jī)在平時(shí)的使用過(guò)程中，檢查維護(hù)保養(yǎng)必須做到位，操作人員不能違章作業(yè)，完善相關(guān)的安全制度，加強(qiáng)操作人員工作責(zé)任心，這是預(yù)防此類(lèi)事故發(fā)生的最有效直接的途徑。其次，就是使用單位應(yīng)當(dāng)購(gòu)置合格的機(jī)械產(chǎn)品和零部件。再次，使用單位應(yīng)結(jié)合實(shí)際，制定培訓(xùn)計(jì)劃，嚴(yán)格貫徹落實(shí)，加強(qiáng)人員的培訓(xùn)和管理，根據(jù)TSG 08-2017《特種設(shè)備使用管理規(guī)則》要求，起重機(jī)械的日常維護(hù)保養(yǎng)和自行檢查應(yīng)當(dāng)由使用單位的起重機(jī)械作業(yè)人員實(shí)施，全面檢查應(yīng)當(dāng)由使用單位的起重機(jī)械安全管理人員負(fù)責(zé)組織實(shí)施。在使用過(guò)程中，要求操作人員和維護(hù)人員認(rèn)真做好自行檢查和維護(hù)保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行維修、調(diào)整或更換，從而預(yù)防事故的發(fā)生。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)橋式起重機(jī)吊物墜落這類(lèi)事故建立故障樹(shù)，并進(jìn)行了最小割集分析和結(jié)構(gòu)重要度的比較?？梢郧宄牧私獯祟?lèi)事故發(fā)生的每一種模式和途徑，明確了事故預(yù)防的途徑和重點(diǎn)，為預(yù)防此類(lèi)起重機(jī)事故有著直接且重要的意義。