鄧志淵 劉頌賓 管旭軍

(1.91515部隊(duì) 海南三亞 572000；2.海參安全評(píng)估保障室 北京 100080；3.91091部隊(duì) 遼寧大連 116002)

如果說(shuō)防泄漏是液體推進(jìn)劑長(zhǎng)期儲(chǔ)存過(guò)程中最常見的安全性問(wèn)題，那么液體推進(jìn)劑的防火防爆問(wèn)題則是其最危險(xiǎn)的安全性影響因素。對(duì)液體推進(jìn)劑防火防爆的安全性分析，首先要分析造成其火災(zāi)、爆炸的事故類型，從其可能發(fā)生事故的根源出發(fā)，找出減少其發(fā)生危險(xiǎn)的可能性[1]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，液體推進(jìn)劑火災(zāi)、爆炸事故的誘因主要有液體推進(jìn)劑的泄漏、貯箱內(nèi)形成爆炸性混合物、低溫導(dǎo)致的推進(jìn)劑氣化造成的超壓爆炸、管道堵塞造成的爆炸[2-3]。

1 液體推進(jìn)劑火災(zāi)與爆炸事故

1.1 液體推進(jìn)劑火災(zāi)與爆炸的事故模式

液體推進(jìn)劑在長(zhǎng)期貯存過(guò)程中可能面臨的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)模式主要的是推進(jìn)劑的泄漏[4]，泄漏后的液體推進(jìn)劑在空氣中濃度不斷升高，在接觸明火后極易造成火災(zāi)、爆炸事故的發(fā)生；另一反面，與空氣混合的液體推進(jìn)劑在一定的濃度下，即使沒(méi)有明火，也會(huì)自燃引起火災(zāi)、爆炸的發(fā)生；推進(jìn)劑儲(chǔ)箱內(nèi)的壓力如果急劇變化，也會(huì)造成推進(jìn)劑的超壓爆炸[5]；自然環(huán)境引起的非可抗力造成的火災(zāi)、爆炸事故；人為操作不當(dāng)引起的火災(zāi)、爆炸。

1.2 液體推進(jìn)劑火災(zāi)、爆炸事故發(fā)生條件與影響區(qū)域

（1）發(fā)生條件。

推進(jìn)劑的泄漏，包括大面積的泄漏和小孔滲漏；推進(jìn)劑泄漏后在空氣中的濃度積聚[6]；儲(chǔ)箱附近是否存在明火設(shè)備或造成明火的條件；儲(chǔ)箱內(nèi)的壓力的臨界條件；彈庫(kù)的通風(fēng)條件。

（2）影響區(qū)域。

表1 火災(zāi)爆炸事故后果分析表

圖1 人的行為動(dòng)態(tài)模型

小型可控火災(zāi)的影響區(qū)域限制在貯箱附近，大型火災(zāi)甚至引起爆炸可能危害整個(gè)全彈，甚至整個(gè)彈庫(kù)的危險(xiǎn)[7]。

1.3 液體推進(jìn)劑火災(zāi)、爆炸事故后果分析

液體推進(jìn)劑火災(zāi)、爆炸事故后果見表1。

2 人為差錯(cuò)分析（HEA）

裝備的設(shè)計(jì)、制造、使用、維護(hù)、保養(yǎng)及管理的全過(guò)程都離不開人的因素，信息化條件下的人員從直接的操作者轉(zhuǎn)變?yōu)楸O(jiān)控、管理等的決策者，人員要素對(duì)裝備安全性的需要更加顯著。

人為差錯(cuò)分析通過(guò)分析事故發(fā)生的原因，以及人員在事故發(fā)生中所起的作用，從而分析整個(gè)系統(tǒng)的安全性。人為差錯(cuò)類型可大致分為執(zhí)行型錯(cuò)誤和遺漏型錯(cuò)誤。

運(yùn)用人為差錯(cuò)分析，主要考察人員在操作過(guò)程中的行為，找出其在工作過(guò)程中的執(zhí)行錯(cuò)誤和遺漏錯(cuò)誤，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律[8]，分析各種人為差錯(cuò)出現(xiàn)的概率，并利用HRA事件樹概率公式，參考《THERP手冊(cè)》中的績(jī)效形成因子（PSF）值[9]，計(jì)算整個(gè)過(guò)程中人成功的概率。

人的行為動(dòng)態(tài)模型如圖1所示。

人為差錯(cuò)概率的計(jì)算是根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)的規(guī)律得到的，人為差錯(cuò)概率為

HRA事件樹的分析和建立。HRA事件樹的存在形式為二叉樹，也就是說(shuō)，每一個(gè)事件都有兩種狀態(tài)，成功或者失敗。如果一個(gè)任務(wù)包含兩個(gè)子項(xiàng)A和B，則需要考察子項(xiàng)之間的關(guān)系是串聯(lián)還是并聯(lián)，對(duì)于串聯(lián)任務(wù)，需同時(shí)完成所以子項(xiàng)任務(wù)才能獲得成功；對(duì)并聯(lián)任務(wù)，只要完成其中一項(xiàng)，任務(wù)就能成功。

通常在HRA事件樹各支的尾部標(biāo)注S和F來(lái)表示任務(wù)成功或者失敗，同時(shí)，事件樹每個(gè)分支的左支表示成功，右支表示失敗。

對(duì)串聯(lián)型任務(wù)，成功或者失敗的概率表示為：

對(duì)并聯(lián)型任務(wù)，成功或者失敗的概率表示為：

其中：

P(S)是任務(wù)成功的概率；

P(F)是任務(wù)失敗的概率；

a是任務(wù)A成功的概率；

A是任務(wù)A失敗的概率；

b|a是在a成功的條件下任務(wù)B成功的概率；

B|a是在任務(wù)A 成功的條件下任務(wù)B失敗的概率；

b|A是在任務(wù)A失敗的條件下任務(wù)B成功的概率；

B|A是在任務(wù)A失敗的條件下任務(wù)B失敗的概率。

在用上式計(jì)算人為差錯(cuò)概率是需要用績(jī)效形成因子（PSF）修正，PSF的值可以參考THERP手冊(cè)。修正公式共分五級(jí)，具體如下：

完全相關(guān)CD，P(B|A)=1；

零相關(guān)ZD，P(B|A)=P(B)。

3 典型案例分析

以儲(chǔ)箱閥門為例，人為差錯(cuò)造成的閥門失效導(dǎo)致的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性的人員失誤概率的計(jì)算方法如下：

則，閥門失效的概率為：

式中：查THERP手冊(cè)得閥門忘記打開的概率為0.01，閥門未檢查的概率為0.1，假設(shè)人員處于最佳的應(yīng)激狀態(tài)，PSF=1。

運(yùn)用特定風(fēng)險(xiǎn)分析，從可能產(chǎn)生火災(zāi)、爆炸的特定風(fēng)險(xiǎn)出發(fā)，找出危險(xiǎn)發(fā)生的原因，并相對(duì)的提出規(guī)避這些風(fēng)險(xiǎn)的方法，有效地提高了液體推進(jìn)劑長(zhǎng)期貯存過(guò)程中的安全性。

另一方面，人的因素在推進(jìn)劑長(zhǎng)期貯存過(guò)程中發(fā)生事故的重要方面，結(jié)合人為差錯(cuò)分析，可以通過(guò)計(jì)算人為差錯(cuò)引起的危險(xiǎn)性事故的概率，來(lái)考量人為差錯(cuò)在推進(jìn)劑長(zhǎng)期儲(chǔ)存過(guò)程中對(duì)其安全性的影響[10]。上面以閥門為例，計(jì)算了在人為差錯(cuò)影響下，閥門失效引起的危險(xiǎn)事故的概率為1.45×10-3，通過(guò)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，雖然人為差錯(cuò)是影響推進(jìn)劑火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性的重要因素，但整體來(lái)說(shuō)，有人為差錯(cuò)造成的事故的概率是非常低的，因此可以說(shuō)推進(jìn)劑長(zhǎng)期儲(chǔ)存過(guò)程中人的因素相對(duì)是安全的，也就是說(shuō)推進(jìn)劑的安全性是可以保障的。

4 結(jié)語(yǔ)

人為差錯(cuò)也是在液體推進(jìn)劑長(zhǎng)期貯存過(guò)程中發(fā)生事故的主要原因之一，通過(guò)人為差錯(cuò)分析，考慮人的因素，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)概率，可以計(jì)算人為差錯(cuò)造成的危害發(fā)生的概率，以量化的形式指出容易造成事故覺(jué)得方面，從而有針對(duì)性的提出提高液體推進(jìn)劑長(zhǎng)期儲(chǔ)存過(guò)程中的安全性的措施、方法。