摘要：运用FTA(事故树定性分析)的定性方法，分析船用空压机典型故障问题的事故树模型，探讨船用空压机典型故障的预防途径，为船用空压机管理过程中的安全管理、安全评价以及事故分析提供参考。

关键词：事故树分析；船用空压机；预防途径

0前言

空气压缩机(简称空压机)是产生压缩空气的机械。船用空压机是船舶各种装置的第一动力，它主要用于主柴油机的启动、换向和发电柴油机的启动以及为其他辅助机械设备(如压力水柜、气笛、离心泵自吸装置等)和气动工具供气的压缩空气，因此，其重要作用是不言而喻的。

对船用空压机的操作管理，应该是在注重其安全性的基础上，同时考虑其效能。船用空压机的效能主要体现在排气量和排气压力这两个性能参数上。传统上，对于空压机故障的某些问题，人们在对其事故的研究中，往往只注重某些单一环节，对事故的分析仅仅限于查清事故原因，从而采取相应措施，预防事故再次发生，这种传统的事后找原因的方法，只能发现表层显形的原因，不能显现事故的全部过程，也很难有效预防事故悲剧的重演。

1事故树分析方法

事故树，是一种描述事故因果关系的有方向的"树"，也就是从结果到原因描绘事故发生的有向逻辑树，该事故树遵循逻辑分析原则(即从结果分析原因的原则)。利用事故树对事故进行预测的方法称为事故树分析(Fault Tree Analysis， FTA)，是对既定的生产系统或作业中可能出现的事故条件及可能导致的事故后果，按工艺流程、先后次序和因果关系绘成程序方框图，表示导致事故(不希望事件)的各种因素之间的逻辑关系，由输入符号或关系符号组成，用以分析系统的安全问题或系统的运行功能问题，并为判断事故的发生途径及与事故之间的关系提供一种最形象、最简洁的表达形式。

事故树分析方法是安全系统工程中进行系统安全分析的核心，是安全评价的基础。它应用数理逻辑方法，从一个可能的事故开始，一层一层逐步寻找引起事故发生的触发事件、直接原因和间接原因，并分析种种事故原因之间的相互逻辑关系，是一种演绎分析方法。在各种事故危险源评价过程中，事故树法发挥了重要作用，它不仅能对导致事故的各种因素及逻辑关系做出全面阐述，而且还可以利用该方法，根据事故的发生、发展过程，找出行之有效的预防措施，防止该类事故的发生，为安全评价提供科学可信的参考依据。其事故树分析的程序如图1所示[1]。

2 船用空压机排气量不足的事故树分析

船用空压机的故障是多种多样的，每一种故障都有其成因。现以船用空压机的典型故障之一(排气量不足)为例，利用事故树分析方法来分析船用空压机的排气量不足的原因，从而采取相应的控制措施来达到预防的目的。

2.1事故树的确立

船用空压机排气量公式[2]为：

Q=λ×Qt=λv×λp×λt×λl×n×τ×D2×s×i/240。

式中：Q为排气量，m3/h；λv为容积系数；λp为压力系数；λt为温度系数；λl为气密系数；n为转速，r/min；D为低压级汽缸缸径，m；S为低压级活塞行程，m；i为低压级汽缸缸数。

在理论上，根据空压机排气量公式分析，空压机排气量与输气系数、转速、空压机结构尺寸有关，但是；实际上，除了理论分析，空压机的高效工作必须通过轮机员操作，借助于管理制度的规范。所以，从船用空压机排气量不足的机理来看，空压机设备问题、轮机员操作问题以及管理制度规范问题是船用空压机排气量不足的主要影响因素，其中每一个主要影响因素又是由多个因素综合影响制约的结果。假设每个因素分别为：X1制度执行力度不够；X2制度存在漏洞；X3个人素质不佳；X4行为不小心；另专业知识欠缺；对处理问题反应迟缓；X7润滑故障；X8冷却不良；X9加载程序出错；X10卸载程序出错；X11自控设置不适；X12低压级密封垫片过大；X13轴瓦磨损过多；X14气阀故障；X15弹簧故障；X16滤器堵塞；X17气道积碳；X18活塞环故障；X19皮带轮打滑；X20电源不匹配。

根据前面的基本原理，可以作出船用空压机排气量不足的事故树图，如图2所示。

2.2求最小割集和最小径集

按照行列法计算，图2事故树的最小割集最多63个。根据对偶原理和布尔代数式¨0得出，此事故树的最小径集有3个。它们是：

P1={X12 X19 X20 X8 X15 X18 X14 X16 X17 X7 X13}，

P2={X3 X7 X5 X4 X6 X8 X9 X11 X10}，

P3={X1 X2}

2.3结构重要度分析

根据结构重要度近似判别法可知，结构重要度顺序为：

I(2)=I(1)>I(8)>I(7)>I(4)=I(5)=I(10)=I(6)=I(3)=I(9)=I(11)>I(14)>I(15)>I(12)=I(19)=I(20)=I(18)=I(16)=I(17)=I(13)。

2.4控制措施

通过以上分析，本事故树有3个最小径集，即有3条事故预防途径，分别如下：①加大管理制度的规范化实施(即P3)；②增强轮机员的操作能力(即P2)；③提高空压机设备可靠性(即P1)。

通过上述的3条事故预防途径，可以相应地制定许多条控制措施。首先必须通过制度来约束人的行为有法必依，执法必严；制度本身必须尽量完善，否则，执行力难免会打折扣。其次，要以人为本，既要增强轮机员的责任心，又要提高轮机员的能力，从而更好地执行制度，相得益彰。最后，必须尽量避免设备出现故障，即使出现了故障，在规范化制度的约束下和轮机员的管理下，问题会尽快地得以解决。

3 结论

事故树分析方法应用于船用空压机典型故障的分析中，既能对导致船用空压机典型故障的各种因素及逻辑关系做出全面的阐述，又可以对事故的发生进行全面系统的分析，为避免船用空压机典型故障提供切实可行的参考依据。与此同时，通过事故树分析和编制，使人们能全面了解事故树的要点，不仅可以开阔安全管理人员的思路，也是安全教育的最好手段之一。

参考文献

[1]何学秋.安全工程学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2000.

[2]陈立军.船舶辅机[M].大连：大连海事大学出版社,2007.

[3]赵铁锤.安全评价[M].第3版.北京：煤炭工业出版社.2005.

作者：郑仲金，吕凤鸣  来源：中国修船