電梯是用于運送人和貨物的垂直交通工具,因此電梯的安全性受到廣泛關注。
風險評價是10多年前發展起來的安全技術。將風險評價應用于電梯的設計、制造、安裝、使用和維修等各個環節,可進一步提高電梯運行的安全性。
GB/T18775-2002《電梯維修規范》就引入了風險評價。
風險評價的基本出發點是:
風險評價流程見下圖:
圖一 風險評價流程
危險識別
危險——潛在的危害起源。危險識別是風險評價的基礎。危險、危險狀態和危險事件舉例見附錄。附錄只是舉例,不可能包括所有的危險。進行危險識別時,要根據實際情況仔細識別,不能遺漏。
風險測算根據以下原理進行:風險是危害發生的概率和危害的嚴重性相組合。
危害發生的概率按表一予以量化。
表一
頻 度 |
定 義 |
A級 頻繁 |
很可能經常發生 |
B級 可能性很大 |
在系統壽命周期內會發生幾次 |
C級 偶爾 |
在系統壽命周期內至少發生一次 |
D級 可能性極小 |
不可能,但不排除在系統壽命周期內可能發生 |
E級 不可能 |
不可能,認為不會發生 |
F級 完全不可能 |
危險事件不可能發生,除非由故意行為造成 |
危害的嚴重性按表二予以量化。
表二
嚴重性等級 |
定 義 |
Ⅰ級 災難性 |
死亡、系統損失、環境的嚴重破壞 |
Ⅱ級 嚴重 |
嚴重的傷害、嚴重的疾病、主要系統破壞、環境破壞 |
Ⅲ級 臨界 |
輕度傷害、輕度疾病、系統或環境輕度破壞 |
Ⅳ級 可忽略 |
不會導致傷害、疾病、系統或環境的破壞 |
輕度損壞——可逆轉的損壞,需要對非主要系統部件進行修理或調換; 嚴重破壞——不可逆轉的損壞,需要對主要系統部件進行修理或調換; 輕度傷害——可逆轉的傷害; 輕度疾病——可逆轉的疾病; 嚴重傷害——不可逆轉的傷害; 嚴重疾病——不可逆轉的疾病。 |
風險評估按表三。
表三
頻 度 |
嚴 重 性 | |||
|
Ⅰ—災難性 |
Ⅱ—嚴重 |
Ⅲ—臨界 |
Ⅳ—可忽略 |
A 頻繁 |
ⅠA |
ⅡA |
ⅢA |
ⅣA |
B 可能性很大 |
ⅠB |
ⅡB |
ⅢB |
ⅣB |
C 偶爾 |
ⅠC |
ⅡC |
ⅢC |
ⅣC |
D 可能性極小 |
ⅠD |
ⅡD |
ⅢD |
ⅣD |
E 不可能 |
ⅠE |
ⅡE |
ⅢE |
ⅣE |
F 完全不可能 |
ⅠF |
ⅡF |
ⅢF |
ⅣF |
評估結果的接受程度見表四。
表四
|
不可接受 |
須采取糾正措施以消除風險 |
|
不希望有 |
須采取糾正措施以緩和風險 |
|
需觀察的接受 |
需要觀察以確定是否需要采取措施 |
|
不需觀察的接受 |
無須采取措施 |
舉例:
當年OTIS發明安全鉗的時候,電梯使用麻繩,麻繩極有可能斷裂,麻繩斷裂引起轎廂墜落,可能導致乘客死亡。據此,評定事件發生的概率為B、危害的嚴重性為Ⅰ,得風險為ⅠB,結論是:若不設安全鉗,則電梯運送乘客的風險是不可接受的。
風險分析是一個反復進行的過程,要一直進行到殘留風險達到可接受水平。此時,還要對風險分析過程形成的結果編制文件,尤其要詳細說明所采取的降低風險的措施和殘留風險。
風險評價是一種通用技術,所以本文開始就說風險評價適用于電梯的設計、制造、安裝、使用和維修等各環節。產品設計決定了產品的先天質量。在設計階段,風險分析還可以和功能分析與故障分析等設計方法結合起來應用,以提高設計質量。
功能是指產品的功用、效用、作用和用途。在產品所具有的功能中,有必要功能和不必要功能之分,不必要功能又稱多余功能是應當去除的。必要功能又有基本功能和輔助功能之分,基本功能是發揮產品效用所必不可少的功能,是產品存在的基礎;輔助功能是為更有效地實現基本功能而添加的功能。產品的功能實現產品的使用目的,而為達此目的則需要采取一定的手段。目的功能稱為上位功能,手段功能稱為下位功能;這個關系是可以逐級展開的,上一級的功能是下一級功能的目的功能,下一級功能是上一級功能的手段功能。按此規則對產品的一個功能進行展開就可得到該功能的功能樹(見圖二)。對產品的所有功能進行展開,就可得到該產品的完整的功能樹。
功能樹是產品設計的基礎。設計開始時,首先要分析市場對擬設計的產品有些什么樣的功能要求,符合市場的設計才是合格的設計。將這些功能要求展開為功能樹可使設計思路明晰。功能的描述要抓住關鍵詞,一般用一個動詞和一個名詞來表達。所用的詞要抽象化,不要涉及具體結構,以免束縛設計者的思維。功能要定量化,便于設計分析。在給功能下定義時,要以事實為依據,不要主觀隨意地定義。
現以某種電梯限速器為例作具體說明。限速器的主要功能為:達到規定速度時觸發電氣動作,達到更高的規定速度時觸發機械動作,以避免電梯轎廂運行超速或墜落。觸發電氣動作實際就是使具有安全觸點的開關斷路。觸發機械動作,對于單向限速器來說是指在轎廂下行超過規定速度或墜落時使限速器繩提拉下行安全鉗;對于雙向限速器來說是指在轎廂下行超過規定速度時使限速器繩提拉下行安全鉗或在轎廂上行超過規定速度時以觸發件觸發轎廂上行安全裝置。觸發不同的安全裝置需要大小不同的觸發力和觸發行程。觸發時的轎廂速度與限速器產生的觸發力及觸發行程是限速器能正確觸發的三要素。按建立功能樹的原則,結合限速器的功能,可得到采用重錘(重塊)機構檢測速度的限速器功能樹(見圖三)。
為了清楚地說明,圖三中的功能描述的字數較多,但所增加的是名詞的定語或動作的條件狀語。
圖三中,對于觸發電氣系統動作和觸發機械系統動作兩個功能來說,自“建立轎廂速度與速度檢測機構轉速的關系”開始,功能展開是相同的。由于觸發電氣系統動作所需的觸發力和觸發行程較小,可以由轎廂速度檢測系統直接觸發,而觸發機械系統所需的觸發力和觸發行程較大,所以其功能中增加了觸發前置機構,以放大觸發力和觸發行程。
對功能要進行定量分析:其一,用性能參數表示功能。例如,上例中應設定限速器的機械動作速度和電氣動作速度、觸發力以及觸發行程。圖三只是一般說明,所以功能未予定量,對限速器基本功能的定量要求見GB7588。展開過程中要根據上位功能的性能參數通過計算確定相應下位功能的定量要求,如觸發時重錘的位置、觸發阻力和重錘質量等;其二,在實現同一功能的不同方案間進行成本比較;其三,對實現功能的可靠性進行分析。
將產品樹和功能樹結合起來就構成關聯樹。其方法是:將功能系統置于下方,進行展開,上位功能置于左方,下位功能置于右方;將產品構成要素置于相應功能的上方,進行展開,使構成要素與功能相對應。按以上方法處理就可得到上述
限速器觸發電氣系統動作的關聯樹(見圖四)。用同樣方法,可得觸發機械系統動作的關聯樹(見圖五),圖五虛線之后部分與圖四的相應部分相同,故簡略。
圖五中,棘爪控制機構就是前置放大機構,當轎廂速度達到指定速度時,速度檢測機構首先觸發它,使之觸發棘爪與安裝在限速器機座上的棘輪嚙合。棘爪和棘輪嚙合后,通過摩擦力,限速器繩帶動限速器滑輪和棘輪轉動,但被限制在一定角度范
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