例:如某產品的失效率為h(t)=5×10-12t(每小時的失效率)求該產品在工作105小時時的可靠度??
?
??? 即該產品工作105小時時的可靠度即概率為97.5%。
??? 2.2.4 失效率的模式
??? 產品的失效率模型可用圖4表示。圖中將失效率分成:早期失效期、偶然失效期和耗損失效期,類似于人壽命中的幼年期、成年期和老年期。可靠性研究不僅可作為產品安全性設計的理論基礎,也可作為分析可預防事故的指導依據。
?
??? 2.3 人為事故
??? 這類事故多發生在某一活動范圍和特定的領域內,由于人的失誤和過錯而引發的事故。這類事故的發生與人們規范活動有密切的關系,它屬于雙曲線函數規律,如圖5所示。用公式表示,即:
?
??? 式中:f一—事故頻率,
??? R——人類的規范活動(包括:制度、教育和人的素質等),
??? n——工作環境因子。
??? 由圖5和上式可見,在一個特定的工作環境中,事故發生的頻率與人類的規范活動成反比,因此,完善人類特定活動的規章制度、技術要求和人員的培訓等是控制事故發生的基本保證。
3 燃氣事故的基本預防對策
??? 對事故發生的原因有了上述一定的理論分析基礎后,就可有的放矢的指定基本的預防對策。
??? 3.1 自然事故
??? 人類無法避免自然事故的發生,只能在事故發生后,通過對事故的深入研究,掌握這類事故發生的規律,建立這類事故完善的與預警制度。
??? 自然事故的種類很多,影響較大的如地震、洪水等,在規劃設計階段就應考慮到。如為防止地震對供氣的影響。應考慮對管材、設施的抗震要求,安裝一定的切斷、放散裝置防止事故的擴大。對洪水與氣候變化,應進行預測研究,按發生的頻率要求設防等。
??? 3.2 隨機事故
??? 這類事故是眾多事件的偶然巧合所致,它遵循正態隨機分布規律,為減少這類事故的發生。只有將研究重點放在事故發生的過程中,通過提高每一可能發生事故的事件性能的可靠性,利用高、新技術來消除隱患。
??? 3.2.1 早期失效期
??? 研究失效率的模型后可知,如一個燃氣系統的早期失效率較多,則主要表明設計、施工中出現的問題較多。在燃氣系統中,一個新建系統就供氣不足,則主要是規劃設計的問題,說明設計的依據不可靠、系統的組成不健全或盲目發展了用戶。如新建系統初期的傷亡事故較多,則表明施工或使用設備中的問題較多。有的城市新建系統使用不到三年就發現鋼管腐蝕穿孔現象,主要原因就是防腐絕緣層不合格或沒有注意到埋管地區有電焊機等設施,雜散電、流,較多而引起,再有就是采用的設備質量低劣或運行人員的經驗甚少所引起。在新建系統投入運行的初期,應特別重視事故的調查研究。
??? 3.2.2 偶然失效期
??? 在這一時期,事故的外來因素較多,如第三方的破壞等,產品的失效是由偶然因素引起的。偶然失效期是產品的可靠工作期,研究這一期間的失效原因有著重要的意義,也是事故預防的重點所在。由圖4可知,失效率小于規定失效率時,偶然失效期的時間長度稱為使用壽命。在偶然失效期內,為了減少事故的發生,主要應提高系統的可靠性,用高、新技術防止事故的發生。所有的技術規范、規程主要是在是使用的壽命期內起作用。由于人們對安全的追求是無止境的,科學技術的發展也是無止境的,且各國的水平也是不平衡的,因而相關的規范、規程也應不斷的修訂,產品的質量也在不斷的提高,安全的保證度也在日益增大。因此,對于不同生產力水平下的安全狀態,總是保持著相適應的安全要求。在生產力和技術水平比較低下的情況下,不可能提出和得到更高的安全目標。以中國和美國煤礦的安全狀況比較為例。2004年美國美國產煤11.04億t,總死亡人數27人,每生產百萬噸煤的死亡人數為0.024人:同期我國產煤19.5億t,死亡人數6027人,每生產百萬噸煤的死亡人數為3.08人。我國與之相比,相差128倍,盡管我國煤礦安全的監督力度不斷加大,也取得了不少的進步,但這一規律總在起著作用。各國涉及安全的技術規范、規程都與本國的生產力和技術狀況相適應而逐步提高,起基礎都是基于對本國隨機事故的發生和調研數據,因此,在工程上直接搬用國外規范的條文,并不一定能取得相同的安全效果,影響的因素實在太多,對此必須有清醒的認識。對工業產品的標準,則應力爭趕上和超過發達國家的水平,不這樣,就不可能在國際市場上占有一席之地,是屬于貿易壁壘的問題,這是兩個不同的概念,不能混淆。以美國的燃氣工程為例,考慮到不同州的情況不同,因而規程CFR49第192部分稱為“聯邦最低安全標準”(Minimum Federal Safety Standard),各個地區還可以有要求更高的地方標準。因此,不能說,若我國采用了該標準,也就達到了美國的安全水平了。又如,我國《城鎮燃氣設計規范》(GB50028-2006)中,對壓力大于1.6MPa的室外燃氣管道的地區等級劃分作了規定:“沿管道中心線兩側各200m范圍內,任意劃分1,6km長,并能包括最多供人居住的獨立建筑數量的地段,作為地區分級單元”(分成四級)。這是國外最新的分級標準。但美國標準的本意是考慮人口密度的指標(841.001 Population density Indexes)指標有兩個,一是1.6km(一英里)的密度指標(One-mile densityindex)。二是16km(十英里)的密度指標(Ten-mile densityindex)。對1.6km的密度指標,等級劃分地區的總寬度為0.8km,可見近期已由管中心線兩側各400m改成了200m。這一變化可看作是科技進步的駕馭能力已達到了一個新的水平。反思我國使用這一標準條款后是否也具有了相同的能力?或者我國已有間距更小的駕馭能力?均需要由背景材料來說明。這類的例子在工作中經常遇到。
??? 在上述關于可靠性研究的討論中,雖然理論簡單明了,有很大的實用意義,除少數行業的研究較為深入外,在燃氣行業主要用來研究設備制造中各個部件影響壽命的薄弱環節(如調壓器的軟閥和硬閥的關系)還未看到有哪一個廠家的標準中提出壽命期和產品的失效曲線等。有的產品,如閥門,雖有開閉次數的限定,也缺乏可以表述失效曲線的試驗結果(對調壓器薄膜的要求也是如此)。此外,失效率和壽命期與使用的環境有關:試驗條件與現狀條件也有很大的差異,難以把各種因素都考慮到,關于由多個設施構成的燃氣系統的安全問題日益重要,當前國際上在可靠性研究的基礎上,通常用危機性管理評估的方法進行研究。危機性(或風險性)R用事故的頻率F和事故嚴重程度M的乘積來表示。事故的頻率是一個廣度因素,嚴重程度是一個強度因素。在熱力學或工程中利用廣度因素和強度因素的乘積來表示能量或能力的例子很多。其中,事故發生的頻率也可用正態分布來表示,可建立與可靠度之間的關系:事故的嚴重程度既可用傷亡率表示,也可用發生事故的成本表示(也就是經濟學上的風險性)。所以安全生產也就是產值的提高或成本的降低,其實際意義十分明顯。關于燃氣管道與建筑物之間的間距,有的國家也用這種方法進行研究。
??? 3.2.3 耗損失效期
??? 這一時期的特點是失效率隨著時間的維修而上升。產品的老化、疲勞、腐蝕等是耗損失效的主要原因。對燃氣系統而言。這一階段是事故的頻發期,但并不是所有設施均具有相同耗損失效期,因此應做好及時的更新計劃。
??? 3.3 人為事故
??? 由于人的失誤導致事故的發生,預防的重點應放在事故發生前。這類事故發生的概率最大,以我國煤礦事故為例,判定為責任事故的占95%。因而加強人員的培養、職業培訓、管理制度建設、監督監察、改善工作環境、暢通信息反饋體系等十分重要,應達到盡可能避事故的發生。在我國,當前生產力發展水平還不高的情況下,尤其應注意人為事故的防止。我國各級政府部門所指定的各類規定、決定,就主要是從防止人為事故發生的角度出發的,起到了很大的作用。但是在城市燃氣日益發展的今天,對人員的職業培訓制度仍需要加強和完善,與發達國家相比,有很大的差距。我國缺乏完善的職業培訓基地,職業培訓不是主要靠書本知識,而需要有預防和處理事故的實際操作能力。
4 幾點認識
??? (1)燃氣的安全所涉及的面十分廣泛,需要在安全基礎理論的指導下,針對不同類型的事故事件研究不同的對策。僅僅提出一些注意事項是不夠的。還應有相應的各種軟、硬件來配合和保證。軟件包括各種規章制度、規范、法規、標準和評估方法:硬件包括各種檢測儀表、設備、通訊設施和預防設施(如超壓保護)等。通過培訓提高工作人員的技術和人文素質也是十分重要的環節。
??? (2)隨著供氣規模的日益擴大,各城市燃氣工程的建設規模也在迅速發展。由于各個城市的特點和定位不同,情況各異;管理和技術水平也有很大的差距,事故事件發生的頻率與后果也不完全相同,因此,各個城市還必須有針對本地情況制定的安全法規和規章制度,這是燃氣安全體系建設中不可逾越的一個階段。
??? (3)國際經驗表明,不同國家的規范、標準和規定至今主要是出于安全考慮。國際燃氣聯盟(IGU)的研究工作也主要是針對與安全有關的事件。但由于駕馭安全問題的能力不斷的增加,世界燃氣工業的發展已到了一個新的階段,因此認為在不久的將來,新的市場需求要求法規的制定和發展,逐步過渡到以成本、效益和用戶的滿意度為標準。這說明,除安全要求外,還要迅速改變各國技術、管理水平的差距,向先進看齊,為燃氣工業的發展注入新的動力。
??? (4)國際上從本世紀初已開始注意到這一發展動向,原因是美國從上世紀末起,根據其自身的實踐經驗,開展了許多研究工作,提出了整體配氣管道(Distribution Pipeline Integrity)的概念,類似于整體性輸氣管道,將使城市配氣管網的建設達到一個新的階段,從更廣泛和更高的層次上考慮和處理安全、效益等諸多發展中的問題。在2006年23屆世界燃氣大會上。有17個國家已合作研究這一課題,認為可以分享美國的研究成果,并發表了初步的研究成果和思路,在2009年24屆世界燃氣大會上將有更多的成果出現,對整個行業的創新回起到推動作用,值得引起注意。
參考文獻
1 方開泰,馬毅林,吳傳義,劉璋溫著.數理統計與標準化[M].技術標準出版社.1981.3
2 于海涌,李芳.安全理論基本假說[J].中國工程科學.2006年8卷第10期.
3 Mel Ysreos/Jeremy Bending(Canada/United Kingdom)Report of Study Group4.1“Distribution Pipeline Integrity” [R].23rdWorld Gas Conferenee,June 2006.Amsterdum.Netherlands.
?
常壓爐拆除風險評價及控制措施
廢棄海洋石油平臺的拆除
化工工藝設計風險防范措施研究
加油卡風險分析及應對措施
美國農藥生態風險評價技術
石油工程風險管理措施探討
催化裂化氣壓機喘振原因分析及解決措施
催化氣壓機出口冷卻器換熱管開裂原因…
長輸燃氣管道的安全保護距離
危險化學品安全措施和應急處置
加油站重大危險源分級管理與風險控制…
天然氣管道安全置換方法的探討
淺談加油站安全管理
危化品生產企業安全管理方法
淺議化工企業安全生產管理
化工火災危險性分析