定量風險評估在起重機技術(shù)安全評估中的應(yīng)用

劉自秤

(海洋石油工程股份有限公司，廣東 深圳 518054)

港口起重機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作任務(wù)繁重且長期工作在露天環(huán)境下，作業(yè)時間長，工作條件惡劣。大多數(shù)起重機械使用時間長達十余年，受當時設(shè)計思路、制造工藝、使用年限、工作環(huán)境等因素的影響，導(dǎo)致設(shè)備故障頻發(fā)。需要針對安全技術(shù)狀況進行評估，判斷其是否滿足繼續(xù)安全使用的要求。

本文以馬尼托瓦克2250型履帶式起重機為例，運用定量風險評估方法，通過對一定使用年限的起重設(shè)備的安全技術(shù)條件的狀況進行檢查驗證，分析結(jié)構(gòu)部件和機電系統(tǒng)可能發(fā)生的故障，進而對故障造成的安全風險進行評價，為港口企業(yè)制定維修管理計劃提供參考。

1 定量風險評價方法

定量風險評估(quantitative risk assessment，QRA)是指使用技術(shù)手段將與一特定活動相關(guān)聯(lián)的風險以一種絕對的、定量的方式而非一種相對的方式來估算的風險評估方法[1]。

定量風險評估主要解決以下4個問題：①可能發(fā)生什么意外事件；②意外事件發(fā)生的可能性或失效頻率；③發(fā)生意外事件后會產(chǎn)生什么樣的后果；④這種意外事件的風險是否可以被接受[2]。

定量風險評估通常有一整套正式明確的流程，即危險辨識→頻率分析→后果評估→風險疊加→風險評估→風險管理。

2 起重機技術(shù)安全評估實例

2.1 危險辨識

參照GB/T 13861-2009《生產(chǎn)過程危險和有害因素分類與代碼》，評估對象包括：馬尼托瓦克履帶式起重機的物的因素中有關(guān)的物理性危險及有害因素，具體是指：行走機構(gòu)、承載機構(gòu)、吊臂結(jié)構(gòu)、門座結(jié)構(gòu)、鋼絲繩、吊鉤等結(jié)構(gòu)的強度條件；動力系統(tǒng)(發(fā)動機、液壓系統(tǒng))的機械性能；報警、限位、制動等系統(tǒng)的功能完好性；以及其他的物理性危險及有害因素等。結(jié)構(gòu)部分的缺陷清單如表1所示，機電部分的的缺陷清單如表2所示，實際缺陷內(nèi)容包括但不限于表1、表2所列。

表1 結(jié)構(gòu)部分缺陷清單

表2 機電部分缺陷清單

2.2 頻率分析

失效頻率指在特定時間內(nèi)，故障類型出現(xiàn)的次數(shù)，主要通過查詢起重機維修、保養(yǎng)、檢驗記錄，起重機測厚報告、無損探傷(NDT)檢測報告，起重機操作手冊、總體說明書、結(jié)構(gòu)圖紙，歷年維修項目，相似產(chǎn)品失效數(shù)據(jù)等確定。以Pi作為失效頻率的數(shù)值，當Pi≥0.2時，為“極高頻率”；當0.1≤Pi<0.2時，為“高頻率”；當0.01≤Pi<0.1時，為“中等頻率”；當0.001≤Pi<0.01時，為“低頻率”；當0≤Pi<0.001時，為“極低頻率”。

通過統(tǒng)計得出各類別項目相應(yīng)的失效頻率，結(jié)論如下：①結(jié)構(gòu)失效頻率為“高頻率”；②動力系統(tǒng)失效頻率為“中等頻率”；③液壓系統(tǒng)失效頻率為“高頻率”；④電氣系統(tǒng)失效頻率為“高頻率”；⑤控制系統(tǒng)失效頻率為“高頻率”；⑥機構(gòu)和零部件失效頻率為“高頻率”。

2.3 后果評估

后果評估是對失效狀態(tài)影響設(shè)備使用的嚴重程度的評價，主要通過外觀檢驗、測量、測厚、無損檢測等方式，并結(jié)合起重機使用過程中的功能特性、國家和行業(yè)標準規(guī)范的安全要求、設(shè)備使用說明書中包含的要求，確定給出各檢查項目相應(yīng)的很好、良好、一般、不好4個等級的評價，對應(yīng)為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級，通過現(xiàn)場檢驗得出如下結(jié)論：①結(jié)構(gòu)等級為Ⅳ級，評估為“不好”；②動力系統(tǒng)等級為Ⅲ級，評估為“一般”；③液壓系統(tǒng)等級為Ⅳ級，評估為“不好”；④電氣系統(tǒng)等級為Ⅳ級，評估為“不好”；⑤控制系統(tǒng)等級為Ⅳ級，評估為“不好”；⑥機構(gòu)和零部件等級為Ⅳ級，評估為“不好”。

2.4 風險疊加及風險評估

風險疊加采用的是風險矩陣，這一矩陣可用失效頻率和后果等級構(gòu)成的表格來表示，風險矩陣表如表3所示。

表3 風險矩陣表

依據(jù)頻率分析和后果評估結(jié)果，結(jié)合風險矩陣得出如下結(jié)論：①結(jié)構(gòu)失效程度為“不可接受”；②動力系統(tǒng)失效程度為“不可接受”；③液壓系統(tǒng)失效程度為“不可接受”；④電氣系統(tǒng)失效程度為“不可接受”；⑤控制系統(tǒng)失效程度為“不可接受”；⑥機構(gòu)和零部件失效程度為“不可接受”。

2.5 風險管理

由定量風險評估結(jié)論可知，履帶式起重機的失效程度均為不可接受，存在嚴重安全隱患，無法繼續(xù)安全使用，且無改造、維修價值。

3 結(jié)束語

QRA是對某一設(shè)備或作業(yè)活動中發(fā)生事故的頻率和后果進行表達的系統(tǒng)方法，它是一種對風險進行量化管理的技術(shù)手段。在分析過程中，不僅要求對事故的原因、過程、后果等進行定性分析，而且要求對事故發(fā)生的頻率和后果進行定量計算，并將計算出的風險與風險標準相比較，判斷風險的可接受性，提出降低風險的建議措施。

基于QRA的起重機技術(shù)安全評估，能夠很好的從物的不安全狀態(tài)的角度進行分析，可有效提升起重機的管理形態(tài)，從而降低或消除事故發(fā)生率，減少運行維護成本，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。