摘要：運用FTA(事故樹定性分析)的定性方法，分析船用空壓機典型故障問題的事故樹模型，探討船用空壓機典型故障的預防途徑，為船用空壓機管理過程中的安全管理、安全評價以及事故分析提供參考。
關鍵詞：事故樹分析；船用空壓機；預防途徑
0前言
空氣壓縮機(簡稱空壓機)是產(chǎn)生壓縮空氣的機械。船用空壓機是船舶各種裝置的第一動力，它主要用于主柴油機的啟動、換向和發(fā)電柴油機的啟動以及為其他輔助機械設備(如壓力水柜、氣笛、離心泵自吸裝置等)和氣動工具供氣的壓縮空氣，因此，其重要作用是不言而喻的。
對船用空壓機的操作管理，應該是在注重其安全性的基礎上，同時考慮其效能。船用空壓機的效能主要體現(xiàn)在排氣量和排氣壓力這兩個性能參數(shù)上。傳統(tǒng)上，對于空壓機故障的某些問題，人們在對其事故的研究中，往往只注重某些單一環(huán)節(jié)，對事故的分析僅僅限于查清事故原因，從而采取相應措施，預防事故再次發(fā)生，這種傳統(tǒng)的事后找原因的方法，只能發(fā)現(xiàn)表層顯形的原因，不能顯現(xiàn)事故的全部過程，也很難有效預防事故悲劇的重演。
1事故樹分析方法
事故樹，是一種描述事故因果關系的有方向的"樹"，也就是從結(jié)果到原因描繪事故發(fā)生的有向邏輯樹，該事故樹遵循邏輯分析原則(即從結(jié)果分析原因的原則)。利用事故樹對事故進行預測的方法稱為事故樹分析(Fault Tree Analysis， FTA)，是對既定的生產(chǎn)系統(tǒng)或作業(yè)中可能出現(xiàn)的事故條件及可能導致的事故后果，按工藝流程、先后次序和因果關系繪成程序方框圖，表示導致事故(不希望事件)的各種因素之間的邏輯關系，由輸入符號或關系符號組成，用以分析系統(tǒng)的安全問題或系統(tǒng)的運行功能問題，并為判斷事故的發(fā)生途徑及與事故之間的關系提供一種最形象、最簡潔的表達形式。
事故樹分析方法是安全系統(tǒng)工程中進行系統(tǒng)安全分析的核心，是安全評價的基礎。它應用數(shù)理邏輯方法，從一個可能的事故開始，一層一層逐步尋找引起事故發(fā)生的觸發(fā)事件、直接原因和間接原因，并分析種種事故原因之間的相互邏輯關系，是一種演繹分析方法。在各種事故危險源評價過程中，事故樹法發(fā)揮了重要作用，它不僅能對導致事故的各種因素及邏輯關系做出全面闡述，而且還可以利用該方法，根據(jù)事故的發(fā)生、發(fā)展過程，找出行之有效的預防措施，防止該類事故的發(fā)生，為安全評價提供科學可信的參考依據(jù)。其事故樹分析的程序如圖1所示[1]。
2 船用空壓機排氣量不足的事故樹分析
船用空壓機的故障是多種多樣的，每一種故障都有其成因?，F(xiàn)以船用空壓機的典型故障之一(排氣量不足)為例，利用事故樹分析方法來分析船用空壓機的排氣量不足的原因，從而采取相應的控制措施來達到預防的目的。
2.1事故樹的確立
船用空壓機排氣量公式[2]為：
Q=λ×Qt=λv×λp×λt×λl×n×τ×D2×s×i/240。
式中：Q為排氣量，m3/h；λv為容積系數(shù)；λp為壓力系數(shù)；λt為溫度系數(shù)；λl為氣密系數(shù)；n為轉(zhuǎn)速，r/min；D為低壓級汽缸缸徑，m；S為低壓級活塞行程，m；i為低壓級汽缸缸數(shù)。
在理論上，根據(jù)空壓機排氣量公式分析，空壓機排氣量與輸氣系數(shù)、轉(zhuǎn)速、空壓機結(jié)構尺寸有關，但是；實際上，除了理論分析，空壓機的高效工作必須通過輪機員操作，借助于管理制度的規(guī)范。所以，從船用空壓機排氣量不足的機理來看，空壓機設備問題、輪機員操作問題以及管理制度規(guī)范問題是船用空壓機排氣量不足的主要影響因素，其中每一個主要影響因素又是由多個因素綜合影響制約的結(jié)果。假設每個因素分別為：X1制度執(zhí)行力度不夠；X2制度存在漏洞；X3個人素質(zhì)不佳；X4行為不小心；另專業(yè)知識欠缺；對處理問題反應遲緩；X7潤滑故障；X8冷卻不良；X9加載程序出錯；X10卸載程序出錯；X11自控設置不適；X12低壓級密封墊片過大；X13軸瓦磨損過多；X14氣閥故障；X15彈簧故障；X16濾器堵塞；X17氣道積碳；X18活塞環(huán)故障；X19皮帶輪打滑；X20電源不匹配。
根據(jù)前面的基本原理，可以作出船用空壓機排氣量不足的事故樹圖，如圖2所示。
2.2求最小割集和最小徑集
按照行列法計算，圖2事故樹的最小割集最多63個。根據(jù)對偶原理和布爾代數(shù)式¨0得出，此事故樹的最小徑集有3個。它們是：
P1={X12 X19 X20 X8 X15 X18 X14 X16 X17 X7 X13}，
P2={X3 X7 X5 X4 X6 X8 X9 X11 X10}，
P3={X1 X2}
2.3結(jié)構重要度分析
根據(jù)結(jié)構重要度近似判別法可知，結(jié)構重要度順序為：
I(2)=I(1)>I(8)>I(7)>I(4)=I(5)=I(10)=I(6)=I(3)=I(9)=I(11)>I(14)>I(15)>I(12)=I(19)=I(20)=I(18)=I(16)=I(17)=I(13)。
2.4控制措施
通過以上分析，本事故樹有3個最小徑集，即有3條事故預防途徑，分別如下：①加大管理制度的規(guī)范化實施(即P3)；②增強輪機員的操作能力(即P2)；③提高空壓機設備可靠性(即P1)。
通過上述的3條事故預防途徑，可以相應地制定許多條控制措施。首先必須通過制度來約束人的行為有法必依，執(zhí)法必嚴；制度本身必須盡量完善，否則，執(zhí)行力難免會打折扣。其次，要以人為本，既要增強輪機員的責任心，又要提高輪機員的能力，從而更好地執(zhí)行制度，相得益彰。最后，必須盡量避免設備出現(xiàn)故障，即使出現(xiàn)了故障，在規(guī)范化制度的約束下和輪機員的管理下，問題會盡快地得以解決。
3 結(jié)論
事故樹分析方法應用于船用空壓機典型故障的分析中，既能對導致船用空壓機典型故障的各種因素及邏輯關系做出全面的闡述，又可以對事故的發(fā)生進行全面系統(tǒng)的分析，為避免船用空壓機典型故障提供切實可行的參考依據(jù)。與此同時，通過事故樹分析和編制，使人們能全面了解事故樹的要點，不僅可以開闊安全管理人員的思路，也是安全教育的最好手段之一。
參考文獻
[1]何學秋.安全工程學[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2000.
[2]陳立軍.船舶輔機[M].大連：大連海事大學出版社,2007.
[3]趙鐵錘.安全評價[M].第3版.北京：煤炭工業(yè)出版社.2005.
作者：鄭仲金，呂鳳鳴 來源：中國修船
