第 3期李晓磊等 :改进的区域安全性分析方法
素 ,通过分析确定耦合危险因素是实施 ZSA方法的重点和难点。
由图 1可以看出 ,分析区域内的耦合危险因素 ,首先就要对区域内的故障因素和能量因素进行分析。然而 ,中国目前的 ZSA方法 ,只是分析了故障因素 ,即提出利用 FMEA ,FMECA的结果 ,不能发现区域内所有的危险因素 (危险因素全集)。针对这一问题 ,本文将危险源的分析方法引入了 ZSA的区域危险分析阶段 ,通过分析得到区域内的故障因素和能量因素。之后的重点就在
1 ZSA方法内涵的扩展
系统安全性分析的一个重要目的在于分析、评价系统的安全性 ,发现安全隐患 ;确定现有危险的原因、影响及各种危险的相互关系 [4]。
系统的危险因素全集由 3部分组成 ,即故障因素、能量因素 (如毒气、燃油、高压等 )以及耦合危险因素 ,其中耦合危险因素是由故障因素和能量因素耦合而产生的危险因素 ,如图 1所示。随着系统复杂性的提高 ,设备与设备之间的关系更加紧密 ,由耦合危险因素导致的安全事故也逐渐增多 [5]。
区域安全性分析 (ZSA)通过区域划分的方法对组成系统的分系统或设备及其接口的安装位置进行系统的分析和连续的检查 ,评价在故障和无故障情况下各分系统或设备潜在的相互影响以及其安装存在的固有危险的严重程度。
ZSA的研究对象就是区域内的耦合危险因
根据改进的方案 ,在目前中国 ZSA方法的具体分析流程方法的基础上 ,明确了区域危险分析阶段的分析方法。改进前后的 ZSA方法如图 2所示。其中 ,区域危险分析阶段是对 ZSA方法的改进 ,将危险源分析、区域内设备间影响分析以及风险分析的方法应用到了 ZSA中[9]。
图 2 改进前后的 ZSA方法对比 Fig12 Contrast between the original and improved ZSA method
21 1 区域危险源分析
一方面 ,应将 FM EA或 FM ECA中设备的故障模式 ,特别是会产生危险 ,影响到其他设备的设备级故障模式 ,作为区域内的故障因素 ,为危险源分析提供依据。另一方面是分析区域范围内可能发生意外释放的能量 (能源或能量载体)或危险物质 ,即能量因素。
最后 ,编制危险源检查单 ,具体包括危险源种类、危险源类型、危险源产生的原因和危险的影响[ 10 ]。
21 2 区域内设备间影响分析
通过危险源分析 ,得到区域内的故障因素和
能量因素后。将两者作为输入 ,开展区域内设备间影响分析。为此根据工程实际
,以及危险因素
ceptable
),最低风险指数定为 4 (Acceptable)。
的分类情况 ,提出了区域内设备间影响分析的方法 ,该方法主要是从以下 3方面分析区域内设备3 实例应用间的影响 ,最后得到区域内的耦合危险因素如图 3所示[ 11212 ]
图 3 区域内设备件影响分析
Fig1 3 Analysis of zonal equipment effect
(1)
不同设备的故障因素之间或能量因素之间的相互影响而产生的危险 ,例如由于飞机轮胎爆炸对区域内各设备产生的影响以及由此带来的危险。
(2)
不同设备的故障因素和能量因素之间的相互影响而产生的危险 ,例如由燃油管泄漏和意外火源而导致的火灾危险。
(3)不同设备之间
,虽然不存在故障因素和能量因素交互影响 ,但由于具体的特性而导致的相互影响 ,例如电子设备由于空间位置接近 ,而发生的电磁干扰[ 13214 ]。
21 3 风险分析
风险分析阶段 ,将通过区域内设备间影响分析得到的风险进行风险排序 ,为下一步制定分析准则提供依据[ 15 ]。
采用风险评价指数矩阵风险分析方法 (RAC)。RAC法是定性风险估算常用的方法 ,它是将决定危险事件的风险的两种因素 ——
危险严重性 (S)和危险可能性 (P) ,按其特点划分为相对的等级 ,形成一种风险评价矩阵 ,并赋予一定的加权值来定性地衡量风险的大小。
首先进行严重度等级分析 ,将危害事件产生的严重性分为 4个等级 :灾难 ( Ⅰ)、严重 ( Ⅱ)、轻度 ( Ⅲ)、轻微 ( Ⅳ)。
根据危险事件发生的频繁程度 ,将危险事件发生的可能性定性的分为 5个等级 :频繁 (A)、很可能 (B)、有时 (C)、极少 (D)、不可能 ( E)。
采用 RAC矩阵的方法描述危险事件的风险。根据以上分析的严重度和频繁程度确定风险
以某型飞机主起落架的起落架舱为研究对象 ,区域代号 140。主起落架舱的左侧是设备舱 ,上侧是客舱 ,右侧是 3号液压系统舱 ,它与其他 3个区域靠舱内的隔板隔开。该起落架舱内含有起落架系统、液压系统、操作系统等三大分系统以及所属的 19个设备 ,同时还有相关的各种管路 ,包括液压管、电缆、输油管以及空调排气管等。空间有限 ,而设备多样、复杂。具体的设备名称、编号及数量情况在此省略。
结合 FM EA和 FM ECA所提供的故障模式 ,故障原因以及故障影响等故障信息 ,通过危险源分析和区域内设备间影响分析得到了起落架舱内的风险 ,然后进行风险分析得到各风险等级。部分表如表 1所示[ 16 ]。
由以上分析可知 ,在分析准则制定的过程中 ,首先要考虑的是通过调整舱内各设备的放置位置 ,以及增加防护措施以到达防止起落架舱内着火事件发生的目的。一方面 ,避免舱内的管路发生漏油事件 ;另一方面 ,避免由于电缆漏电、人为的操作失误以及外界火源进入的事件发生。
其次 ,要考虑的是设备之间由于位置关系 ,防止由于某些设备脱落对其他设备造成的物理破坏。
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