作業(yè)條件危險(xiǎn)性分析法與故障樹分析法在涂料生產(chǎn)作業(yè)安全管理中的應(yīng)用

王小輝，孫紅偉，方丹彤

（廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院，廣東 佛山 528216）

由于涂料生產(chǎn)企業(yè)中存在大量的危險(xiǎn)化學(xué)品，具有易燃易爆、有毒、腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)，生產(chǎn)過程中如果安全管理不到位，易造成腐蝕皮膚、中毒、火災(zāi)、爆炸等安全事故，不僅給企業(yè)帶來不可估量的經(jīng)濟(jì)損失，還會威脅到員工的人身安全及污染生態(tài)環(huán)境。因此，在涂料企業(yè)的生產(chǎn)過程中需重視安全管理工作，培養(yǎng)員工良好的安全意識，采取有效的安全管理措施，將安全事故扼殺在萌芽狀態(tài)，保證企業(yè)安全、健康、穩(wěn)定地生產(chǎn)[1-4]。

為了防止涂料生產(chǎn)過程中常見事故的發(fā)生，本文采用作業(yè)條件危險(xiǎn)性分析法與故障樹分析法，對某涂料生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)過程中存在的各種危險(xiǎn)、有害因素進(jìn)行分析與安全評價(jià)，為企業(yè)的安全管理提供指導(dǎo)方向，以降低事故的發(fā)生頻率和損失。

1 被評價(jià)單元的基本情況

1.1 產(chǎn)品及原料的基本情況

該企業(yè)的產(chǎn)品及原材料類別、特點(diǎn)等基本信息見表1。

表1 產(chǎn)品及原材料的基本信息Table 1 Basic information of product and raw materials

1.2 生產(chǎn)工藝

1.2.1 丙烯酸烘漆、環(huán)氧防腐漆、醇酸烘漆的生產(chǎn)工藝

清漆生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。生產(chǎn)清漆時(shí)，分別將樹脂、粉料(不含色粉)、溶劑、助劑等按一定比例混合后投入攪拌機(jī)進(jìn)行分散，然后送至砂磨機(jī)研磨，再進(jìn)行過濾，最后進(jìn)入色漆生產(chǎn)工序。其生產(chǎn)過程主要是溶解混合的物理過程，整個(gè)操作均在常溫常壓下進(jìn)行，工藝條件及管理經(jīng)驗(yàn)比較成熟。

圖1 清漆生產(chǎn)工藝流程Figure 1 Production process of varnish

色漆生產(chǎn)工藝流程如圖2所示。先將樹脂、溶劑、助劑和色粉投入到攪拌機(jī)進(jìn)行分散攪拌，然后投入到研磨機(jī)中進(jìn)行研磨，制得色漿。按配方比例將清漆、助劑投入攪拌桶，用攪拌機(jī)進(jìn)行分散攪拌，再投入研磨機(jī)，攪拌均勻即得色漆，檢驗(yàn)后包裝入庫。

圖2 色漆生產(chǎn)工藝流程Figure 2 Production process of paint

1.2.2 丙烯酸漆稀釋劑的生產(chǎn)工藝

稀釋劑生產(chǎn)工藝流程如圖3所示。該稀釋劑主要用于稀釋生產(chǎn)出來的各類油漆，由多種有機(jī)溶劑混合而成。

圖3 稀釋劑生產(chǎn)工藝流程Figure 3 Production process of diluent

2 生產(chǎn)過程的作業(yè)條件危險(xiǎn)性分析

生產(chǎn)工藝流程中使用的原材料多為危險(xiǎn)化學(xué)品，各崗位作業(yè)時(shí)存在火災(zāi)、爆炸、中毒、窒息、觸電等危險(xiǎn)、有害因素，為了確定其危險(xiǎn)性的大小，采用作業(yè)條件危險(xiǎn)性分析法(也叫格雷厄姆—金尼法)進(jìn)行分析。

對于一個(gè)具有潛在危險(xiǎn)性的作業(yè)條件，用式(1)來表示。

式中：D——作業(yè)條件的危險(xiǎn)性；L——事故發(fā)生的可能性；E——暴露于危險(xiǎn)環(huán)境的頻繁程度；C——事故發(fā)生的可能結(jié)果。

L、E、C的具體取值見表2至表4。

表2 事故發(fā)生的可能性(L)Table 2 Likelihood of an accident (L)

表3 暴露于危險(xiǎn)環(huán)境的頻繁程度(E)Table 3 Frequency of exposure to risk environment (E)

表4 事故發(fā)生的可能結(jié)果(C)Table 4 Consequence of the accident happened (C)

確定了上述3個(gè)作業(yè)條件分值后，即可得出危險(xiǎn)性分值D。按照表5的取值標(biāo)準(zhǔn)，確定其危險(xiǎn)性程度并進(jìn)行評定。

表5 危險(xiǎn)性分值及等級劃分(D)Table 5 The score of risk and grade classification (D)

針對涂料生產(chǎn)時(shí)的備料、投料、分散、研磨、包裝、裝卸等作業(yè)崗位進(jìn)行作業(yè)條件危險(xiǎn)分析[5-7]，得出其常見危險(xiǎn)、有害因素的危險(xiǎn)程度，見表6。

表6 主要作業(yè)崗位危險(xiǎn)性分析Table 6 Risk analysis of main working posts

從作業(yè)條件危險(xiǎn)性分析可以看出，在車間、儲存場所內(nèi)作業(yè)時(shí)，火災(zāi)、爆炸、中毒和窒息的分值較高，是最主要的危險(xiǎn)、有害因素，屬于“可能危險(xiǎn)，需要注意”的程度。在設(shè)備檢修時(shí)，觸電屬于“可能危險(xiǎn)，需要注意”的程度。其他因素(如物體打擊、機(jī)械傷害等)的分值較小，是次要危險(xiǎn)，屬于“稍有危險(xiǎn)，可以接受”的程度。因此，各作業(yè)崗位的安全管理工作應(yīng)重點(diǎn)做好火災(zāi)、爆炸、中毒、窒息等事故的預(yù)防，特別是操作人員的安全意識培養(yǎng)。

3 生產(chǎn)過程的故障樹分析

故障樹分析是一種圖形演繹的邏輯推理方法，通過對研究系統(tǒng)的危險(xiǎn)性進(jìn)行辨識、評價(jià)，找出事故發(fā)生的直接原因，就某些特定的事故狀態(tài)進(jìn)行層次深入的分析，研究各層次各因素之間的相互聯(lián)系與制約關(guān)系。具體分析步驟如圖4[6-8]所示。

圖4 故障樹分析法的分析步驟Figure 4 Risk assessing process by FTA

由于生產(chǎn)過程中使用了大量易燃液體，當(dāng)易燃液體發(fā)生泄漏時(shí)，只要遇到足夠能量的點(diǎn)火源就可能發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故。而火災(zāi)、爆炸事故是重點(diǎn)防范的危險(xiǎn)因素。因此，采用故障樹分析法對以溶劑火災(zāi)、爆炸為頂上事件的事故進(jìn)行邏輯分析，找出事故發(fā)生的途徑，制定安全預(yù)防措施，防止事故發(fā)生。

3.1 繪制火災(zāi)、爆炸故障樹

通過對生產(chǎn)過程中因溶劑而引起火災(zāi)、爆炸事故的調(diào)查分析[9-10]，找出了影響事故發(fā)生的23個(gè)事件。根據(jù)其發(fā)生的邏輯關(guān)系，編制如圖5所示的溶劑火災(zāi)、爆炸故障樹。

圖5 溶劑泄露引發(fā)火災(zāi)、爆炸的故障樹Figure 5 FTA of fire and explosion accidents caused by solvent leakage

3.2 計(jì)算最小割集

根據(jù)圖5中各事件之間的邏輯關(guān)系，采用布爾代數(shù)法求出最小割集，其函數(shù)表達(dá)式為：

利用布爾代數(shù)化簡上式，可得出85個(gè)最小割集，具體內(nèi)容不再贅述。

3.3 計(jì)算最小徑集

根據(jù)圖2中各事件之間的邏輯關(guān)系，采用布爾代數(shù)法求出最小徑集，其函數(shù)表達(dá)式為：

得出3個(gè)最小徑集：

3.4 分析結(jié)構(gòu)重要度

根據(jù)上述P1、P2、P3最小徑集的分析結(jié)果，計(jì)算故障樹中每個(gè)基本事件的結(jié)構(gòu)重要度。

因此，得出結(jié)構(gòu)重要度順序?yàn)椋?/p>

3.5 故障樹分析結(jié)論

通過上述分析可知，溶劑泄漏火災(zāi)、爆炸事故共有最小割集85個(gè)，最小徑集3個(gè)，也就是說因溶劑泄漏而發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故有85種可能性。但從3個(gè)最小徑集可得出，只要采取最小徑集中任何一種方案，即可避免事故的發(fā)生。

第一、從結(jié)構(gòu)重要度可以看出，防止溶劑泄漏并達(dá)到燃燒爆炸極限是重要因素之一。

第二、溶劑(易燃液體)易揮發(fā)，除了包裝容器盡量密閉，還需加強(qiáng)檢查，防止泄漏以及加強(qiáng)通風(fēng)，防止蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，遇到點(diǎn)火源著火爆炸。

第三、保證儲存和作業(yè)過程中不產(chǎn)生火花的措施得到落實(shí)，如：廠區(qū)內(nèi)嚴(yán)禁煙火；禁止攜帶火種、穿帶鐵釘?shù)男M(jìn)入易燃易爆區(qū)域；動火必須按動火審批手續(xù)進(jìn)行，并采取嚴(yán)格的防范措施；使用防爆型電器，接線位置亦應(yīng)防爆；加強(qiáng)用電設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，定期檢查、檢測用電線路；對防雷措施進(jìn)行定期檢查、檢測，令其保持完好、可靠狀態(tài)；使用銅制或鍍銅工具；進(jìn)入廠區(qū)的機(jī)動車輛必須戴阻火器；加強(qiáng)員工的教育和管理，嚴(yán)格工藝紀(jì)律。

雖然導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸的因素有很多，但嚴(yán)格執(zhí)行安全管理制度和操作規(guī)程，采取相應(yīng)的防范措施，預(yù)防事故發(fā)生仍是可行的。

4 結(jié)論

在涂料生產(chǎn)過程中，培養(yǎng)操作人員的安全生產(chǎn)意識，以工藝設(shè)備的本質(zhì)安全為基礎(chǔ)，工藝過程的安全技術(shù)為重點(diǎn)，安全管理制度的完善規(guī)范為前提，才能防止火災(zāi)、爆炸、中毒、窒息等職業(yè)危害事故的發(fā)生。具體應(yīng)從以下幾個(gè)方面出發(fā)：

(1) 涂料生產(chǎn)設(shè)備的本質(zhì)安全化。配置具備本質(zhì)安全設(shè)計(jì)的設(shè)備、設(shè)施，從根本上防止事故發(fā)生，如讓設(shè)備本身具有自動防止人的不安全行為的功能，操作者即使失誤，也不會發(fā)生事故或傷害；設(shè)備發(fā)生故障或損壞時(shí)，具有防止能量意外釋放，甚至能暫時(shí)維持工作或自動轉(zhuǎn)換為安全狀態(tài)，防止機(jī)械設(shè)備傷人。本質(zhì)安全的設(shè)備具有較高的可靠性和安全性，可杜絕或減少傷亡事故，減少設(shè)備故障，從而提高設(shè)備的利用率，真正實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。

(2) 工藝過程中做好安全技術(shù)應(yīng)用。涂料生產(chǎn)時(shí)的備料、投料、分散、研磨等過程中涉及到火災(zāi)、爆炸、中毒、窒息、觸電等危險(xiǎn)和有害因素，生產(chǎn)時(shí)需盡量機(jī)械化、密閉化、連續(xù)化，同時(shí)采用低毒、無毒的化學(xué)原料代替劇毒、有毒的原料。

(3) 制定規(guī)范、完善的安全管理制度，并落地執(zhí)行。根據(jù)國家法律法規(guī)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，制定并有效執(zhí)行安全管理規(guī)章制度和安全操作規(guī)程。同時(shí)加強(qiáng)操作人員的安全教育，培養(yǎng)其安全意識，自覺遵守安全管理規(guī)定與安全操作規(guī)程。對于具有職業(yè)危害的崗位，應(yīng)給操作人員配備適宜的防護(hù)用品，做好個(gè)人職業(yè)健康防護(hù)。