董菲菲李婭（.天津職業(yè)大學生物與環(huán)境工程學院天津 30040； .河南中咨安全工程師事務所有限公司， 河南 鄭州 450000）

故障樹法在某化工園區(qū)危險化學品管道風險評價中的應用

董菲菲1李婭2（1.天津職業(yè)大學生物與環(huán)境工程學院天津 300410； 2.河南中咨安全工程師事務所有限公司， 河南 鄭州 450000）

對某化工園區(qū)?；饭艿腊踩煽啃赃M行調(diào)查分析，找出導致?；饭艿朗У母鞣N可能危險因素，建立?；饭艿朗Ч收蠘洌蟪鲈摴收蠘涞淖钚「罴?。通過對該故障樹結(jié)構(gòu)重要度和各基本事件的概率進行分析排序，從而得出各個基本事件對管道失效影響的大小，并根據(jù)分析的結(jié)果提出降低管道運輸風險的對策措施。

?；饭艿?；故障樹；重要度分析；對策措施

管道運輸不僅成本低、安全系數(shù)高、物料損耗少，并且不受天氣影響可以全天候輸送，廣泛用于石油、化工、冶金、電力等行業(yè)生產(chǎn)及城市燃氣和供熱系統(tǒng)等公眾生活之中。隨著新建的危化品管道越來越多、越來越長，在給?；愤\輸帶來便利的同時，也帶來了危險。危化品管道在使用過程中，隨著時間的延長和介質(zhì)環(huán)境的影響，慢慢出現(xiàn)材料老化、保溫層失效、腐蝕、變形等問題，降低了?；饭艿赖恼w安全性和可靠性。由于危化品管道輸送的介質(zhì)很多具有易燃、易爆、腐蝕、有毒等特性，一旦發(fā)生了泄漏，不僅會污染環(huán)境，而且很可能造成火災爆炸事故，甚至造成人畜中毒，從而導致巨大的經(jīng)濟損失和嚴重的社會影響。對管道所涉及風險做出正確決策，有效防止輸送管道危險事件發(fā)生，在增強其安全性的同時合理利用資源，增強經(jīng)濟效益。

故障樹分析法是分析復雜、大型系統(tǒng)安全可靠性的有效工具］1［，能找出管道系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，從而可以在管道的選線、設計、施工和維護等過程中給予指導，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

1 故障樹分析方法

故障樹分析方法FTA是一種圖形演繹法］2［，是故障事件在一定條件下的邏輯推理方法，其理論基礎是集合論、概率論、圖論及數(shù)理統(tǒng)計。它把所研究系統(tǒng)的最不希望發(fā)生的故障狀態(tài)作為故障分析的目標，即為故障樹的頂事件，同時用規(guī)定的邏輯符號自上而下地分析導致頂事件發(fā)生的所有可能的直接因素及其相互間的邏輯關系，并逐步深入，直至找出導致事故發(fā)生所有的基本原因，這些基本原因為故障樹的基本事件。

故障樹分析的基本程序］3［：①熟悉系統(tǒng)；②調(diào)查事故；③確定頂上事件；④確定目標值；⑤調(diào)查原因事件；⑥畫出故障樹；⑦定性及定量分析；⑧提出結(jié)論和對策。

2 某化工園區(qū)?；饭艿拦收蠘浣?/h2>

（1）現(xiàn)狀 該化學工業(yè)園區(qū)是一個集港口、倉儲、生產(chǎn)企業(yè)于一體的化工園區(qū)，生產(chǎn)企業(yè)、倉儲、港口之間需要相互輸送物料和產(chǎn)品，運輸方式為管道運輸。雖然管道運輸?shù)拇_給輸送物料和產(chǎn)品帶來很大方便，但管道運輸危險化學品也存在不少安全隱患。故障樹法具有簡明、直觀、靈活的特點，適合于對?；饭艿赖氖нM行分析?？蓳?jù)此識別系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)，提出防范措施，從而提高化學品管道運輸系統(tǒng)的安全可靠性。

（2）故障樹的建立 通過對新區(qū)?；饭艿烙嘘P資料的收集，事故主要影響因素有以下五點。

①設計不合理，設計單位和使用單位沒有嚴格執(zhí)行法律法規(guī)，使用單位委托的設計單位沒有設計資質(zhì)，有的設計單位雖有設計資質(zhì)但沒有設計審批人員資質(zhì)。②選材施工不合格，沒有按規(guī)定選定管道材料以及施工單位為了降低成本更換了管道材料。操作人員沒有嚴格遵守操作規(guī)程或操作不熟練，焊接技術(shù)較低，使得焊接質(zhì)量差。③管道使用中違規(guī)作業(yè)，操作人員沒有認識到遵守安全生產(chǎn)規(guī)定的重要性，沒有嚴格執(zhí)行各項操作規(guī)程，有章不循或違規(guī)操作，技術(shù)不熟練、責任心不強。④管道腐蝕，腐蝕的現(xiàn)象是普遍存在的，金屬類材質(zhì)管道在外界環(huán)境影響下，會發(fā)生化學反應和電化學反應而引起腐蝕。⑤第三方破壞，管道群主要是沿著公路進行敷設并且管線具有一定的長度，雖然留有一定的安全距離，但是公路上發(fā)生嚴重車禍，車輛也很有可能和管道群發(fā)生碰撞，造成的后果很難估計。

圖1 管道風險事故

事故樹中各字母的含義為：P-管道失效；A-管道缺陷；B-腐蝕穿孔；C-人為誤操作；D-第三方破壞；A1-初始缺陷；A2-施工缺陷；B1-腐蝕；B2-維護不當；B3-內(nèi)腐蝕；B4-外腐蝕；D1-自然災害；X1-設計不合理；X2-選材不當；X3-焊接技術(shù)缺陷；X4-安裝質(zhì)量差；X5-內(nèi)涂層失效；X6-防腐絕緣層老化；X7-陰極保護失效；X8-設備維護較差；X9-維護規(guī)程不完整；X10-人員培訓未落實；X11-未嚴格按規(guī)程執(zhí)行；X12-人為破壞；X13-地震；X14-洪水。

3 故障樹的分析

（1）結(jié)構(gòu)重要度分析 根據(jù)布爾代數(shù)運算，得出最小割集有13個：

結(jié)構(gòu)重要度大小排列：

（2）概率重要度分析 對新區(qū)某一段具有代表性的約100m長的?；饭艿肋M行相關調(diào)研和近十年來事故原因統(tǒng)計，得到導致頂事件發(fā)生的各基本事件頻率，用頻率代替概率來分析各基本事件的概率重要度。

各基本事件的概率分別為：1X-0.0021；X2-0.0037；X3-0.0063；X4-0.0055；X5-0.0232；X6-0.0226；X7-

0.0214；X8-0.0264；X9-0.0223；X10-0.0131；X11-

0.0120；X12-0.1630；X13-0.0005；X14-0.0002。其中，各基本事件含義如前所述。

根據(jù)基本數(shù)據(jù)得出的概率重要度排序為：

（3）結(jié)論

①該管道故障樹有9個與門，2個或門，還有13個最小割集，14個基本事件，系統(tǒng)較為安全。②頂事件發(fā)生的概率為7.632×10-4次/百米.年，從算出的結(jié)果看雖然不大，但是如果管道的距離很長的話事故發(fā)生的概率就大大增加，采取措施使事故發(fā)生概率降低一個數(shù)量級，使得管道的安全度從可以接受的范圍到一個比較理想的程度。③概率重要度分析表明，其中人為破壞、人員培訓未落實、未嚴格按規(guī)程執(zhí)行的概率最大，所以對頂事件發(fā)生概率的影響也最大。

4 結(jié)語

通過用故障樹法對鎮(zhèn)江新區(qū)?；饭艿赖姆治隹芍?，要保證?；饭艿腊踩煽浚皶r消除隱患，讓管道處在安全的運營狀態(tài)，主要可以從以下幾個方面采取相應措施：①督促?；饭艿朗褂脝挝唤⑽；饭艿腊踩芾碇贫?；嚴格落實登記建檔制度；對?；饭艿啦僮魅藛T進行培訓考核發(fā)證，無資格操作人員不得上崗。建立、健全有關管道保護的規(guī)章制度，接受政府及其相關部門的監(jiān)督。②管道安全人員要經(jīng)常檢查管道的防護措施，保證其完好無損，減少外界環(huán)境對管道表面的腐蝕。同時要強化技術(shù)人員的知識儲備及硬件裝備。③管道在交通繁忙的地段應設置醒目警示標志，警示標志模糊或殘缺的，該管道單位應當及時修復或更新。管道單位應當建立管道巡護制度，指派專門的管道安全管理員對管道線路進行日常的巡護。④危險化學品管道設計、施工應由具有相應資質(zhì)的設計、施工單位承擔。應嚴格按照有關施工標準、規(guī)范和設計要求進行施工。參加管道焊接、防腐、無損檢測作業(yè)的人員應具有相應的資質(zhì)。⑤對?；吠话l(fā)事故應有詳細的應急預案，一旦發(fā)生事故，確保工作人員能夠迅速、有序地對事故進行處理，保障人民生命安全并盡量降低事故造成的經(jīng)濟損失。

［1］ Clemens R T，Winter R L. Combining Probability Distributions from Experts in Risk Analysis ［J］. Risk Analysis. 1999，19（2）:187- 203.

［2］金星，洪延姬，沈懷榮，等.工程系統(tǒng)可靠性數(shù)值分析方法［M］.北京:國防工業(yè)出版社，2002：142-146.

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