基于檢測評(píng)估系數(shù)的閥門制造過程風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別與分析

鐘豐平，潘偉亮，王杰，李文利，錢清江

（浙江省特種設(shè)備科學(xué)研究院， 浙江 杭州 310000）

1 工業(yè)閥門產(chǎn)業(yè)概況及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

1.1 工業(yè)閥門產(chǎn)業(yè)概況

閥門是石油、化工、電力、冶金、城建等行業(yè)廣泛應(yīng)用的重要基礎(chǔ)設(shè)備。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)和估算，一套大型成套裝置中，閥門的投資約占設(shè)備總投資的3%～5%。閥門的品質(zhì)和質(zhì)量對(duì)消費(fèi)者的使用有巨大影響，其關(guān)系到使用過程中的可靠性和安全性，也直接影響到安全成本和后期維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，大多因閥門質(zhì)量不過關(guān)引起[1]。閥門泄漏不但影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行，還會(huì)造成能源、原材料的浪費(fèi)。若是有毒有害或易燃物質(zhì)泄漏，將引發(fā)污染環(huán)境，危及現(xiàn)場作業(yè)人員的人身安全。從以往的生產(chǎn)事故看，閥門制造質(zhì)量不過關(guān)往往是事故發(fā)生的源頭[2-4]。很多鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、私營企業(yè)生產(chǎn)條件差，缺少質(zhì)量檢驗(yàn)手段，產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證。另外，由于利益驅(qū)動(dòng)造成一些制造廠家采取偷工減料、簡化生產(chǎn)工序等非法手段制造管道元件，致使市場上出現(xiàn)了大量劣質(zhì)產(chǎn)品，這些劣質(zhì)產(chǎn)品如流入生產(chǎn)裝置將會(huì)對(duì)管道的安全造成極大危害。

在閥門產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，也面臨一些亟待解決的問題。目前浙江省通用閥門產(chǎn)業(yè)存在以下問題：（1）產(chǎn)業(yè)區(qū)域特征顯著，但單體規(guī)模小、資源浪費(fèi)大。浙江省閥門制造業(yè)集中區(qū)域內(nèi)企業(yè)數(shù)量眾多，但上規(guī)模企業(yè)數(shù)量少，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，造成區(qū)域內(nèi)低端產(chǎn)品惡性競爭嚴(yán)重。（2）閥門生產(chǎn)規(guī)模逐步擴(kuò)大但總體質(zhì)量水平不高，專業(yè)人才缺乏。（3）品種規(guī)格涉足廣泛但總體科技含量不高、自主創(chuàng)新能力薄弱。

1.2 工業(yè)閥門產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

目前市場上較為常見的通用閥門，主要執(zhí)行的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)有：GB/T 12234-2007《石油、天然氣工業(yè)用螺柱連接閥蓋的鋼制閘閥》；GB/T 12235-2007《石油、石化及相關(guān)工業(yè)用鋼制截止閥與升降式止回閥》；GB/T 12236-2008《石油、化工及相關(guān)工業(yè)用的鋼制旋啟式止回閥》；GB/T 12237-2007《石油、石化及相關(guān)工業(yè)用的鋼制球閥》；GB/T 12238-2008《法蘭和對(duì)夾連接彈性密封蝶閥》；GB/T 21385-2008《金屬密封球閥》；JB/T 450-2008《鍛造角式高壓閥門 技術(shù)條件》；JB/T 7746-2006《緊湊型鋼制閥門》；JB/T 8527-2015《金屬密封蝶閥》；JB/T 8691-2013《無閥蓋刀形閘閥》等。

2 閥門故障分析與風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別

2.1 閥門故障分類

為便于對(duì)閥門進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、監(jiān)測及評(píng)估，進(jìn)行閥門故障分類。根據(jù)故障起因?qū)㈤y門故障分為設(shè)計(jì)型故障、生產(chǎn)制造型故障、安裝型故障及操作型故障。設(shè)計(jì)型故障是由于閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理造成的，如密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致的泄漏[5]、密封面寬度設(shè)計(jì)過窄導(dǎo)致的加工困難、閥桿導(dǎo)向不足造成的閥桿斷裂[6-7]等。生產(chǎn)制造型故障是因?yàn)槲醋袷貙?duì)閥門規(guī)定的生產(chǎn)和檢修程序造成的，如閥體鑄造工藝不當(dāng)導(dǎo)致的壁厚不均勻度過大[8]、閥桿與閥蓋的加工同軸度不足[9-10]、密封面表面處理工藝偏差等。安裝型故障是由于安裝閥門時(shí)未根據(jù)實(shí)際使用場合進(jìn)行正確安裝，如全通道型和非全通道型旋啟式止回閥的安裝、調(diào)節(jié)閥的高進(jìn)低出與低進(jìn)高出等。操作型故障是未遵守規(guī)定的閥門運(yùn)行條件和相關(guān)規(guī)程，如使用在高溫工況下的閥門在試車時(shí)需階段性升溫—保溫—升溫過程。與安裝型故障和操作型故障相比，生產(chǎn)制造型故障是最易檢測和規(guī)避的。

2.2 閥門生產(chǎn)制造過程的風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別

對(duì)生產(chǎn)制造過程的風(fēng)險(xiǎn)源可從“人、機(jī)、料、法”四個(gè)方面進(jìn)行識(shí)別。

從人員方面分析，主要是管理人員和技術(shù)人員，其相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)源有：技術(shù)狀態(tài)疏于管理、缺乏人員培訓(xùn)規(guī)劃和具體的實(shí)施舉措、技術(shù)人員水平參差不齊、制造缺乏最佳途徑分析質(zhì)量計(jì)劃和檢驗(yàn)要求及有關(guān)評(píng)審程序未納入制造計(jì)劃、對(duì)不合格品未及時(shí)采取相應(yīng)措施。

從機(jī)器設(shè)備方面分析，主要是機(jī)加工設(shè)備和檢驗(yàn)檢測設(shè)備，其相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)源有：工藝裝備和設(shè)備不適應(yīng)產(chǎn)品加工的需要；專用工藝裝備和設(shè)備不齊全；檢驗(yàn)檢測器材未經(jīng)校準(zhǔn)校驗(yàn)，存在檢測誤差。

從原材料方面分析，主要是外購的標(biāo)準(zhǔn)件、部件毛坯、驅(qū)動(dòng)裝置（氣動(dòng)、電動(dòng)），其相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)源有：外購標(biāo)準(zhǔn)件（如螺栓螺母）的材質(zhì)不達(dá)標(biāo)、橡膠密封圈尺寸規(guī)格不適用；毛坯等原材料采購質(zhì)量控制不嚴(yán)；通用規(guī)格驅(qū)動(dòng)裝置性能差異較大等。

從技術(shù)方法方面分析，主要是加工工藝規(guī)程、檢驗(yàn)檢測工藝規(guī)程，其對(duì)應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)源有：缺乏工藝技術(shù)驗(yàn)證；工藝方案不夠完善；未制定合理經(jīng)濟(jì)的工藝路線；工藝規(guī)程編制脫離現(xiàn)場實(shí)際；工藝更改失控；重大更改或改型后未進(jìn)行驗(yàn)證等。

3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的建立

3.1 風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性

參照GB/T 22760-2008《消費(fèi)品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估通則》[11]、GB/T 34402-2017《汽車產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)控制》[12]等標(biāo)準(zhǔn)及要求，綜合考慮原材料、加工設(shè)備、人員技術(shù)水平、檢驗(yàn)等因素，將風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性依次分為Ⅰ（80～100）、Ⅱ（60～80）、Ⅲ（40～60）、Ⅳ（10～40）、Ⅴ（1～10）等5個(gè)等級(jí)。

3.2 風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生后的嚴(yán)重性

根據(jù)GB/T 22760-2008《消費(fèi)品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估通則》要求，綜合考慮施工安裝、操作運(yùn)行及檢修維修等情況，將風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重程度依次分為非常嚴(yán)重（70～100）、嚴(yán)重（50～70）、一般（10～50）、微弱（1～10）4個(gè)等級(jí)。

3.3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)系數(shù)

基于原有的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，提出基于可檢測系數(shù)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型如式（1）所示。

式中：P(Possibility) -風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性；S(Severity) -風(fēng)險(xiǎn)因素誘發(fā)事故的嚴(yán)重程度；D(Detectability) -風(fēng)險(xiǎn)因素的可檢測程度。

風(fēng)險(xiǎn)因素的可檢測程度分為可完全檢測（80～100）、可部分檢測（60～80）、粗略檢測（40～60）、無法檢測（≤40）。

3.4 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的劃分界定

（1）嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)（A類）：Rc≥2，不允許出現(xiàn)，需采取新措施；

（2）中等風(fēng)險(xiǎn)（B類）：1≤Rc＜2，不允許出現(xiàn)，需控制和監(jiān)控；

（3）低風(fēng)險(xiǎn)（C類）：0≤Rc＜1，經(jīng)評(píng)定后可接受。

4 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

結(jié)合對(duì)閥門故障后傷害發(fā)生的嚴(yán)重程度和傷害發(fā)生的可能性劃分，針對(duì)企業(yè)典型閥門生產(chǎn)制造過程，制定專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目監(jiān)測計(jì)劃，以壁厚、強(qiáng)度、密封等重點(diǎn)項(xiàng)目為監(jiān)測項(xiàng)，綜合判定閥門產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。具體判定結(jié)論見表1。

表1 閥門產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)分析及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)判定

密封性能 人、機(jī)、料、法 80 100 80 中等風(fēng)險(xiǎn)4 閥桿最小直徑 人、機(jī) 90 60 100 中等風(fēng)險(xiǎn)3

5 風(fēng)險(xiǎn)控制建議及措施

通過對(duì)閥門生產(chǎn)制造過程的風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別及風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測可知，閥門產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)主要由于企業(yè)管理制度及質(zhì)保體系的不過關(guān)、設(shè)計(jì)及制造技術(shù)執(zhí)行不到位等原因造成的，故針對(duì)閥門生產(chǎn)制造的風(fēng)險(xiǎn)控制，提出以下幾點(diǎn)建議：

（1）從管理角度，生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)質(zhì)量管理，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)產(chǎn)品最新標(biāo)準(zhǔn)，從完善企業(yè)的管理制度、健全質(zhì)量保證體系、規(guī)范化原材料采購驗(yàn)收、增強(qiáng)企業(yè)自檢能力等方面入手，保證出廠產(chǎn)品質(zhì)量，為消費(fèi)者提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。

（2）從技術(shù)角度，完善和提升設(shè)備裝備能力，加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員的技術(shù)、技能培訓(xùn)，編制和完善制造工藝方法，收集整理閥門制造生產(chǎn)過程中潛在的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，為積極預(yù)防閥門故障找到有效的途徑，減少和預(yù)防產(chǎn)品同類故障的發(fā)生，同時(shí)積累產(chǎn)品制造的工程經(jīng)驗(yàn)，為修訂產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范和新產(chǎn)品研發(fā)制造提供依據(jù)。

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