用故障树法探讨塔式起重机的重点检验项目 宁德市特种设备监督检验站 陈永光 摘 要 : 利用故障树分析方法对塔式起重机整机倾倒事故进行分析 , 判断其发生事故的主要危险因素 , 并 结合 《起重机械监督检验规程 》, 探讨监督检验与使用管理的重要事项 。 关键词 : 塔式起重机 ; 故障树 ; 检验与管理 Abstract: Fault tree method is used to analyze tower crane overturning accident1The main accident causes is found1 Some p roblem s about supervision and inspection and usage and m anagem ent is discussed combining Crane Supervision and Inspection Regulation1 Keywords: tower crane; fault tree; inspection and m anagem ent 定塔机的检验项目的重点 。对以往塔机所发生的 1 前言 在各行各业发生的重大事故中 , 建筑业起重 吊装伤亡事故所占比重较大 , 而在建筑起重机械 伤亡事故中 , 又以塔式起重机 (以下简称塔机 ) 重大事故为最多 。目前 , 塔机构造设计及安全保 护装置虽相继得到完善 , 但是在大量生产和使用 塔机中仍然不断发生一些重大安全事故 , 据建设 部不安全统计 , 自 1998 ～2000 年 , 在我国塔机事 事故 , 可 将 塔 机 的 事 故 类 型 归 类 为 : 机 体 毁 坏 (倒塔 、断臂 ) 、重物坠落 、挤压 、高处坠落 、触 电和其他伤害 。在这几类事故中哪一类事故所发 生的概率最高 , 造成的危害最大 , 据国外对 1 200 例塔机重大安全事故性质分类和国内 36 例 (在 《起重机械事故分析和对策 》例举的 ) 塔机事故性 质分类 , 见表 1和表 2。 表 1 国外塔机重大安全事故分类表 故中一次死亡 3人以上的重大事故就有 25 起 , 造 成 76人死亡 , 18人重伤 。为改变当前建筑施工中 塔机安全技术管理工作的状况 , 国家把塔机列为 特种设备进行监督管理 , 并颁布了 《起重机械监 督检验规程 》 (以下简称 《检规 》) , 并于 2002 年 12月 1日开始实施 。 塔机安全事故类别 整机倾倒 臂架折断或碰毁 塔身折断或底架碰毁 出轨 机构毁坏 % 52 18 27 2 1 在 《检规 》中对塔机检验项目主要有 : 技术 资料 、作业环境及外观 、金属结构 、司机室 、基 础 、轨道 、主要零部件与机构 、电气 、安全装置 表 2 国内塔机重大安全事故分类表 塔机安全事故类别 % 整机倾倒 58 臂架折断或上部机构坠毁 32 及防护措施 、液压系统及试验等 , 共 87 项 , 其中 重点项 22 项 。本人根据多年来对塔机的检验实 其他 10 践 , 试图 用 故 障 树 法 对 塔 机 检 验 的 重 点 项 进 行 探讨 。 2 塔机机体毁坏事故 对重点项的确定原则 , 应是在统计以往在用 塔机发生重大事故和分析其发生的重大事故原因 的基础上来确定 , 即在危险源辩识的基础上来确 《起重运输机械 》 2008 (8) 从事故统计中可知 , 机体毁坏 (倒塔 、断臂 事故 ) 占塔机事故的比率最高 , 而且所造成的危 害最大 , 故涉及到这方面的危险因素应是检验的 重点 。 3 塔机机体毁坏事故的原因分析 从表中可看出绝大多数是机体毁坏事故 , 所 — 105 — 以对塔机使用过程中应特别注重机体毁坏事故的 危险源分析 , 对这些危险源可采用系统安全分析 方法来分析 , 它通过揭示可能导致系统故障或事 故的各种因素及其相互关联来查明系统中的危险 源 , 系统安全分析的方法较多 , 本篇以故障树法 进行分析 , 见图 1。 图 1 塔机机体毁坏故障树示意图 利用布尔表达式找出简单故障树的最小割集 合 , 分析出哪些基本事件组合在一起可使塔机机 体毁坏事故的发生 。导致顶事件发生的初始原因 很多 , 在检验时应该分清轻重缓急 , 重点检查那 些对顶事件影响重大的初始原因因素 。在故障树 — 106 — 分析中 , 在由较少基本事件组成的最小割集中出 现的基本事件 , 其结构重要度较大 。基本事件对 顶事件的影响除了取决于基本事件在故障树结构 中的位置外 , 还与基本事件发生概率有关 , 于是 , 可以利用结构重要度和概率的重要度来确定可能 《起重运输机械 》 2008 ( 8) 造成机毁事件的最小割集合中的事件 , 来确定重 点的检验项目 。 为了分析方便 , 把故障树中故障事件用其对 X29) ( X1?X6?X9?X17?X18?X19?X20?X21?X25?X26?X27?X28? ( X1?X6?X9?X17?X18?X19?X20?X21?X25?X26?X28?X29? 立的非故障事件代替 , 把逻辑与门用逻辑或门 、 逻辑或门用与门代替 , 便得到了与原来对偶的成 功树 , 见图 2。求出成功树的最小割集合 , 就得到 了原来故障树的最小径集合 。 图 2 置换后的成功树 经计算 , 该塔机成功树的最小割集为 T = G1+ G2 = X1?X2?X3?X4?X5?X6?X7?X8?X9?X10?X11?X12?X13? X14?X15?X16+ X1?X6?K9?X17?X18?X19?X20?X21?X25? X26?X27?X28?X29+ X1?K6?K9?X17?X18?X19?X20?X21? X25?X26?X28?X29?X30?X31?X32+ X1?X6?X9?X17?X18? X19?X20?X21?K24?X25?K26?X27?X28?X29+ X1?K6?K9? X17?X18?X19?K20?X21?X24?X25?X26?X28?X29?X30?X31?X32 于是 , 塔机机体毁坏故障树的最小径集合共 为 5个 , 它们是 ( X1?X2?X3?X4?X5?X6?X7?X8?X9?X10?X11?X12? X13?X14?X15?X16) 《起重运输机械 》 2008 (8) X30?X31?X32) ( X1?X6?X9?X17?X18?X19?X20?X21?X25?X26?X28?X29) ( X1?X6?X9?X17?X18?X19
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