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故障树分析(Fault Tree Analysis, FTA)— 建树原则

故障树的树形结构是进行分析的基础。故障树树形结构正确与否,直接影响到故障树的分析及其可靠程度。因此,为了成功地建造故障树,要遵循一套基本规则。
1直接原因原理(细步思考法则)
编制故障树时,首先从顶上事件分析,确定顶上事件的直接、必要和充分的原因,应注意不是顶上事件的基本原因。将这直接、必要和充分原因事件作为次顶上事件(即中间事件),再来确定它们的直接、必要和充分的原因,这样逐步展开。这时,直接原因是至关重要的。按照直接原因原理,才能保持故障树的严密的逻辑性,对事故的基本原因作详尽的分析。
2)基本规则
事件方框图内填入故障内容,说明什么样的故障,在什么条件下发生。
3)基本规则
对方框内事件提问:方框内的故障能否由一个元件失效构成?
如果对该问题的回答是肯定的,把事件列为元件类故障。如果回答是否定的,把事件列为系统类故障。
元件类故障下,加上或门,找出主因故障、次因故障、指令故障或其他影响。
系统类故障下,根据具体情况,加上或门、与门或禁门等,逐项分析下去。
主因故障为元件在规定的工作条件范围内发生的故障。如:设计压力P0的压力容器在工作压力P≤P0时的破坏。
次因故障为元件在超过规定的工作条件范围内发生的故障。如:设计压力为 ?P0的压力容器在压力P>P0时的破坏。
指令故障为元件的工作是正常的,但时间发生错误或地点发生错误。
其他影响的故障:主要指环境或安装所致的故障,如湿度太大、接头锈死等。
4)完整门规则
在对某个门的全部输入事件中的任一输入事件作进一步分析之前,应先对该门的全部输入事件作出完整的定义。
5)非门门规则
门的输入应当是恰当定义的故障事件,门与门之间不得直接相连,门门连接的出现说明粗心。在定量评定及简化故障树时,门门连接可能是对的,但在建树过程中会导致混乱。
2.3
故障树分析步骤
1)确定所分析的系统
确定分析系统即确定系统所包括的内容及其边界范围。
2)熟悉所分析的系统
指熟悉系统的整个情况,包括系统性能、运行情况、操作情况及各种重要参数等,必要时要画出工艺流程图及布置图。
3)调查系统发生的事故
调查分析过去、现在和未来可能发生的故障,同时调查本单位及外单位同类系统曾发生的所有事故。
4)确定故障树的顶上事件
是指确定所要分析的对象事件。将易于发生且后果严重的事故作为顶上事件。
5)调查与顶上事件有关的所有原因事件。
6)故障树作图
按建树原则,从顶上事件起,一层一层往下分析各自的直接原因事件,根据彼此间的逻辑关系,用逻辑门连接上下层事件,直到所要求的分析深度,形成一株倒置的逻辑树形图,即故障树图。
7)故障树定性分析
定性分析是故障树分析的核心内容之一。其目的是分析该类事故的发生规律及特点,通过求取最小割集(或最小经集),找出控制事故的可行方案,并从故障树结构上、发生概率上分析各基本事件的重要程度,以便按轻重缓急分别采取对策。
8)定量分析
定量分析包括确定各基本事件的故障率或失误率;求取顶上事件发生的概率,将计算结果与通过统计分析得出的事故发生概率进行比较。
9)安全性评价
根据损失率的大小评价该类事故的危险性。这就要从定性和定量分析的结果中找出能够降低顶上事件发生概率的最佳方案。

2.4建树举例
如图87所示为一受压容器装置,配有安全阀及压力自控装置。压力容器爆炸故障树分析图示于图88

87 受压容器装置

 

88 压力容器爆炸故障树分析图

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