fta故障树分析简介

fta故障树分析简介（3篇）

1.fta故障树分析简介 篇一

Fa tDi gn ss o e e ul a o i fDi s lEng ne by Fa l r e al i e ho i iu e Tr e An yssM t d

梁 铁 柱 La gTeh in izu

（ 武警 8 1 部 队后 勤部 ， 60 盘锦 14 1 ） 2 0 0

L gsisD prmet f me oc s8 1 P ni 2 0 0，hn oi c e at n t o Ar d F re 6 0，ajn1 4 1 C ia）

摘 要： 障树分 析法 （A ） 简称 失效树 分析 ， 一种将 系统 故 障形成 的原 因由总 体到 部分 按树 型 结构逐 级 分析 HA ＇。从 系统 的 角度来 故 F T又 是 － ； － ＆ 说， 故障 既有 因设备 中具 体部件 （ 件 ） 硬 的缺 陷和 性 能恶化 所 引起 的 ， 有 因软件 ， 自 装 置 中的程 序错误 等 引起 的 。此外 ， 也 如 控 还有 因为操 作 人 员 操作 不 当或 不经 心而 引起 的损 坏故 障 。因此 ， 用此 方 法可对 常见 的车用 柴油发 动机 系统 故障 进行 分析诊 断 应

A s a t F i r Te nls F T ， l n w s a tre n yi i am to n yet ass f h s m f l e r h l t te b t c： a ue re a i A ） a o o n a f u e a s ，s e d t a a z h el e o es t i r o w o r l A y s（ sk l t al s h o l e l t v e au f m eoh

，

p rs a c r i g t h re sr cu e se y se ．F o t e s se c pon fve te fi r y be c u e y d fcs a d p r r n e o pe i c at c od n o te te tu tr tp b tp r m h y tmi i to iw h al e ma a s d b ee t n e oma c fs cf u f i

．

c mp n ns （ ad a e ， rc n e y s f a e o x mpe h r c d r lel r o u o a i c n rld vc s I a dio ．te i rpe p rto f o o e t h r w r ） o a sd b ot r，fre a l，te p o e u a los fa t m t o t e i w ＇ c o e n d t n h mp o ro e ain o i

o r tr rn tat

nie o e ain as a a s alr ．T rf r，we s o l p l hsmeh d t n lz n ig o e te c mmo a l o h is l peaoso o te t p r t lo c n c u ef i e heeoe v o u h ud a p yt i to o a ay ea d d a n s h o n fut ft ed ee

e i e s se ng n y t m．

关键词 ： 障树 ； 动机 系统故 障； 故 发 柴油发 动机

Ke y wor ：futte ；al e o n i y tm ； is le gn s ds a l re fi ur fe gnes se de e n ie

中 图分 类 号 ：M3 T 1

文献 标 识 码 ： A

文章编号 ：0 6 4 1（ 0 11― 0 2 0 10 ― 3 12 1 ）3 04 ― 2

0 引 言 故 障树 分 析 法 简 称 f A（al eTe nl i）是 16 年 为 可 T Fi r reA ay s ， 9 1 r u s

靠性及安全情况 ，由美国贝尔电话研究室的华特先生首先提出的。 其后 ， 在航 空和航天的设计、维修 ， 子反应堆 、原 大型 设备以及 大型 电子计算机 系统中得到了广泛 的应用。 目前 ， 故障树分析法虽还处 在 不 断 完 善 的发 展 阶段 ， 其 应 用 范 围正 在 不 断 扩 大 ， 一 种 很 有 但 是 前途 的故 障分析法。故障树分析（ A 是一种适用于复杂系统可靠 F T） 性和 安 全 性 分 析 的 有 效工 具 ， 一种 在 提 高 系统 可 靠 性 的 同 时 又 最 是 有 效 的 提 高 系 统 安 全 性 的 方 法 。 当 前 ， 大 型工 程 的 建设 ， 可 靠 超 对 性 ， 全 性 提 出 了更 高 的要 求 ， 安 因此 ， 障 树 分 析 法 已经 广 泛 的 应 用 故 图 l 发 动机 故 障 树 到宇 航 ， 能 ， 工 ， 核 化 电子 ， 械 和 采 矿 等 各个 领 域 。 机 裂， “ ⑦ 拉缸” 故障 ， ⑧气 门落缸。 1 故 障 树 分析 法 的 特 点 A： 燃油 超 供 a： 油 泵 柱 塞 被 卡 I2拉 杆 及 调 速 器 的 活动 部位 喷 a： 它是 一 种 从 系 统 到 部件 ， 到零 件 ， “ 降 形 ” 析 的 方法 。 再 按 下 分 它 卡滞 ，， a： 调速器 系统故障 从 系统开始 ， 通过 由逻辑符号绘制出的一个逐渐展开成树状的分枝 B： 烧 机 油 b． 气 滤 清 器 油 盘 油 面 过 高 ， 曲轴 箱 ，，回游 窜 。空 b： b： 图， 来分析故 障事件（ 又称顶端事件 ） 发生 的概率。 同时也可 以用来 孔堵 塞 分析零件 、部件或子 系统故 障对 系统故 障的

影响 ， 中包括 人为 因 其 C： 热 系 统 工作 不 良 散 素和环境 条件等在 内。 它对 系统故障不但 可以做定性的而且还可 以 D： 油压 力过 大 d ： 油 质 量 不 好 ，：润 滑 油 流 动 磨 损 ，3 机 ，机 d： d： 轴 做 定量的分析 ； 不仅可 以分析 由单一构件所 引起的系统故障 ， 而且 瓦 卸油 ， ： 油 泵磨 损 ， ： d。 机 d 曲轴 油 道 工 艺脱 落 也可以分析 多个构件不同模式故 障而产生的系统故 障情况。 因为故 E： 瓦 预 金 紧 高度 不合 要 求 轴 障树分析法使用 的是一个逻辑图 ， 因此 ， 不论是设计人 员或是使用 F 机油问题 ： ： 机油品质 不佳 ， ： f 机油压力过低 ， ： 油滤清器 2 f机 3 和维修人 员都容易掌握和运用 ， 并且 由它可派 生出其他专 门用途的 使用不当 “ 。 树” 例如 ， 可以绘制 出专用于研 究维修 问题的维修树 ， 用于研究经 G： 瓦和 轴 颈 装 配 间 隙 过 小 轴 济 效 益 及 方 案 比较 的决 策 树 等 。 H： 轴 问 题 h： 曲 ，曲轴 轴 颈 两 端 圆 角 过 小 ，2曲 轴 自身 质 量 差 ， h：

2 故 障树 的 建 立 h： 故 障树 是 实际 系统 故 障 的组 合 和 传 递 关 系正 确 而 抽 象 的表 达 ， h ： 轴 装 配 间 隙过 大 ， 曲轴 润 滑 不 良 曲 I供 油 时 间和 供 油 量 出错 ：

建树是否完整会直接影响定性 ， 定量分析 的结果 ， 是关键的一步。 建 J 主轴 瓦不 同轴 ： 树 方法分为人工建树和计算机辅助 建树 ， 建树就是按照严格 的演绎 K： 塞 的装 配 问题 k： 活 活塞 与汽 缸 配 合 间 隙过 大 ，：活 塞 方 向 k： 逻辑 ， 顶事件开始 ， 从 向下 逐 级 追 溯 事件 的直 接 原 因 ， 至 找 出全 部 直 装反或活塞 变，，汽缸垫过 薄， 连杆装配不好或连杆弯曲 k： k： 底事 件 为 止 。 据 故 障 树 分 析 方 法确 定 顶 事 件 是 发 动机 无 法 正 常 运 根 L 燃 烧 不 良 l 燃 烧 室 内 积碳 严 重 ， ： 燃 气体 燃 烧 过快 ： 。 ： l可 转。而引起的原 因主要 为： 飞车故障 ， 缸体故障 ， 烧瓦故障 ， 曲轴 故 M： 油 提 前 角过 大 喷 障， 飞轮碎裂 ， 门落缸等（ 气 其中任意原因都 可导致发动机故障 ） 以 。 N： 造 加 工 或 装配 不 当 n： 轮 壳 紧 固 螺栓 松 动 ，2曲轴 轴 向 制 ，飞 n： 这几 项 作 为 次 要 事件 ， 渐往 下 分析 其 原 因 ， 层 深 入 ， 终 建 立 起 逐 层 最 或 径 向间 隙 过 大 ，3曲轴 与 飞 轮 壳 同轴 度 较 差 1： 1 柴油 发动 机 的 失 效 故 障 图。 见 图 1 。

o： 动 组 件平衡超 差 传 图 1中 ， 框 的 事 件 代 表 结 果 事 件 ， 方 它又 分 为 顶 事 件 和 中 间 事 P 使 用不 当因素 p： ： l润滑油使用不 当， 发动 机温度过高 ，3 p： p： 仔， 是由其它事件或事件组合导致 的事件。 圆圈事件表示底事件 ， 是 填压器窜油 ， 严重超载 ， 冷却添 加不足 ， 点火时机不正确 ， p： p： p： 基 本故障事件或不需再探 明的事件 ，但一般它的故障分布是 已知 p 节 温 器工 作 不 良 ： 的 ， 导 致其 他 事 件 发 生 的 原 因 事件 。 是 Q： 配和 加 工 因 素 q ： 塞 装 配 间 隙 过 小 ，2活 塞 环 开 口问 阱 装 活 q： 其 中， 各个数字和字母代表的含 义为 ： “ ① 飞车 ” 障， “ 故 ② 粘缸 ” 太小 ， 活 塞 纬 度影 响 第一文库网q： 故障 ， 烧 瓦” 障 ， “ ③“ 故 ④ 曲轴 ” 障 ， “ 故 ⑤ 活塞敲缸 ” 故障 ， 飞轮碎 ⑥ R： 门杆 折 断 气 S 气 门弹簧折断 ： 作者简介 ： 梁铁柱（ 9 1 ， 山东郓城 人， 17 一）男， 助理工程 师， 研究方向为工程机 T： 门弹 簧座 开 裂 气 械修理。

Vau g n e i l e En i e rng

?4 ? 3

论 提 高矿 井素质 实 现 可 持续 发 展

S u yo n raigteC amieQu l ya dA he igS s ia l e eo me t o nn r a td nI ce s h o l n ai n c i n ut n beD v lp n rMiigA e s n t v a f

田利军∞ Ta i n； 由③L o 张辛亥③Z a gXih i inLj 李 u i u； Y h n n a

（ 辽 宁工 程技 术大 学 ， 新 13 0 ； 山西 省大 同煤 矿集 团忻 州窑 矿 ， ① 阜 200 ② 大同 07 4 ： 301

③ 西安科 技 大学 能源 学院 ， 西安 7 ￣5 ） 1 4 （ ¨．n g n e i 。 eho g n nier gF x 200 C ia② xnhua o m n ，a n ol i ru ， a n 30 1c i ① d i i r t f cnl y dE g ei ，ui 130 ，hn ； i oYoCa ieD t gCamn GopD t g 74 ， h a 0 n U v sy T o a n n n z l o e o 0 n ③ sho o E eg ni e n ， inU i rt o i c n eho g ， in705 ，hn ） colf nr E g er gX＇ nv sy f c ne dTc nl yX＇ 10 4C i y n i a e i S e a o

a a 摘要 ： 究 了矿井 素质对 解 决矿 井生产 中的安 全 ． 研 资源 开发 与环 境保 护 之 间的 矛盾 、员素 质提 高以及 矿 山和谐 稳 定发 展 等 问题 的关键 作 人

用 ， 出提 高矿 井素质 是 实现矿 区可 持续 发展 的 重要 途 径 。 提

Ab t a t sr c ：Co l n uai a s a c u il oe i ovn h r be o aey p o ucin o ta ito t e o lr su c s e po ain a amie q lt ply r ca rl n s lig t e p o lm fs ft rd to ，c nr d cin bewe n c a e o r e x lr t nd y o

e io me tDrtcin mp o e n fsafq aiy n amo iu e eo me to h o it r un te mi ig a e s tp o e h tice sn h nvr n n oe t ，i r v me to tf u lt，a d h r no s d v lp n ft e s cey a o d h nn r a ．I rv d t a n ra ig t e o c ami u l yc ud b h ini c n y t c iv usan b ed v lpme to h n ． o l neq ai o l e te sg f a twa o a he es tia l e eo t i n ft emi e

关键 词 ： 区； 矿 矿井 素质 ； 可持 续发 展

Ke y wor s d ：miea e s e amie q a i ； u t ia ede eo me t n ra；o l n u lt s san bl v lp n y

中 图分 类 号 ：D T8

文 献标 识 码 ： A

文章 编 号 ：0 6 4 1 （0 1 1― 0 3 0 10 ― 3 12 1 ）3 0 4 ― 2

O 引 言

煤 矿 生 产 由 于 受 地 质 条 件 、源 等 因素 影 响 ， 全 问题 比较 突 资 安

煤 矿 企 业 对 我 国 G P贡 献 较 大 ，是 我 国 能源 供 应 的基 础 。 因 出 ， 全 生产 一 直 是 煤 炭 行 业 关注 的 首 要 问题 。 煤矿 安 全 事故 原 因 D 安 此 ， 山企 业 健 康 稳 定 持 续 的 发 展 ， 我 国 国 民经 济 也 有 着 重 要 的 通常 归结为两点 ： 矿 对 措施不落实 ， 管不到位。 管通过加强监管和安 监 尽 全措施的落实伎百万吨死亡率和千人伤亡率虽有所下 降， 与其他 但 意义。 可持 续 发 展 是 8 代 初在 国际 上 开 始 提 出的 。 0年 进入 9 0年代 越 先进 采 煤 国 家 差 距 还 很 大1

其 根 本原 因是 我们 的矿 井 素质 还 不够 2 ］ 。 来越 多 的 国家 把 可持 续 发 展 放 到 经 济 发 展 的 首 位 ， 提 出各 自 的 可 高 。 仅 仅 找 管理 上 的原 因 是 远远 不够 的 ， 要 从 矿 井 素质 的整 个 系 并 需 持续 发展 战 略 和 对 策 。 现 煤 炭 工 业 的可 持 续 发 展 是 我 国 目前煤 炭 统 分 析 事 故 的 缘 由 ， 根 本 上 找 出 实 现 安 全 生产 的途 径 。 实 从 经济 发 展 的关键 l 】 1 。 从 矿 井素 质 的 主 要 构 成 要 素看 ， 升 矿 井 形 象 ， 利 于 创 造 安 提 有 自改 革开 放 以来 ， 国 的煤 炭 行 业 总体 上 蓬 勃发 展 。 是 ， 我 但 由于 全 的 生 产环 境 。 井 形 象 提 升 的 一 个途 径 就 是 对 井 下 安 全 生产 条件 矿 其行 业 的 特殊 性 ， 炭 企 业 的 可 持 续 发 展 受诸 多 因 素 的 制 约 ： 全 的改 善 ， 先要 各种 硬 件 设 施 达 到 一 定 的. 标 准 ， 后 加 强 对 员 工 的 煤 安 首 然 生产 问题 ， 境破 坏 与 资 源减 少 问题 ； 区 不 能 留住 人 才 ， 能 合 理 安 全 、康 的 关 心程 度 及 安 全 隐 患 意识 ， 员 工 思 想 上 充 分 意 识 到 环 矿 不 健 让 的利 用 人 才 问题 ， 就 是 人 才 问题 ； 外 还 有 矿 区 社 会 的和 谐 发 展 安 全 生 产 的重 要 性 ， 挥 其 主 观 能 动 作 用 ， 且 有 能 力 和 条 件 去 落 也 此 发 并 等 问题 。这 些 问题 对 矿 区 的可 持 续 发展 造 成 不 良影 Ⅱ 。只 有 这些 问 实 安 全 生 产 ， 外 界 条 件 和 员 工 自 身 这 两 个 角 度 出 发 ， 现 矿 井 的 向 从 实 题 都 能 得 到合 理 、有效 的解 决 ， 区才 能 持 续 稳定 的发 展 。 矿 安 全 生产 。 要解 决 制 约 矿 井 可持 续 发 展 的各 个 问题 ， 就要 全 面 提升 矿 井 素 矿 井 能 力 的提 升 从 人 力 、力 和 管 理 执 行 力 方 面 为 安 全 生 产 提 物 质 。 矿 井 素质 是 一 个 新 的概 念 ， 它是 一 个 表 现 煤矿 企 业 现状 及 发 展 供 了保障。 比如 ， 从人的方面 ： 补充素质劳动力 ， 提高 员工整体 素质 ， 潜 力 的综 合 指 标 。 矿 井素 质 由矿 井 能 力 、井 形 象 和 矿 井作 用 的 发 人 的 素 质 的提 高是 实 现 安 全 生 产 的 必 要 条 件 ； 的 方面 ： 强 员 工 矿 物 增 挥 这三 个 构 成 要 素 组成 ， 反 映 了煤 矿 企 业 对 员工 安全 与健 康 的 关 的劳动保护措施 ， 它 各设 备的及 时检修 ， 完善通风 系统 ， 使矿井能既安 心 程 度 ， 持正 常 、续 、全 生产 的 能 力 ， 及 为 社 会 技 术 经 济 发 全又 高效 的生 产 ； 维 持 安 以 管理 方

面 ： 学 的管 理 能 力和 执 行 能 力 ， 有 效 的 科 更 展 、谐 稳定 等 所 起 的作 用 。 提 高矿 井素 质 是 解 决 制 约矿 井持 续 发 处理 安 全 与 生 产 之 间 的 关 系 等 ， 根 本 上 遏 制 事故 隐患 。 和 从 展 的各 个 问题 ， 现矿 区 的 可持 续 发 展 的 重 要 途径 。 实 矿 井 作 用 的 发挥 方 面 的 提 升 标 志 着 在 安 全 生 产 、技 术 进 步 、社 1 提 升矿 井素 质 是 解 决 安全 生 产 问题 实 现 持续 发 展 的基 础 会 作 用 等 方 面 取得 了 比 较 好 的成 果 ， 并且 得 到 了 认 可 。 必 然 会 取 得

作者 简 介 ： 田利军 （ 94 ）男 ， 1 6 一 ， 吉林 前 郭 人 ， 授 级 高 级 工程 师 ， 宁 工 程技 教 辽

术大学在读博 士生 ， 究方向为煤矿科研和现场技术管理。 研

集 团 公 司 及社 会 的支 持 ， 煤 矿 企 业 下 一 阶段 发展 提供 良好 的外 部 为 支持 ， 为安 全 生 产 提供 更 加 完 善 的 系统 保 障。

4 结论

u： 门 锁 靠拢 夹 脱 落 气 3 定 性分 析

41文中给 出的柴油 发动机机故障书能够较全面清晰的反映发 ．

故 障 树 的定 性 分 析 主 要 任 务 是 寻 找 导 致 顶 事 件 发 生 的所 有 可 动机系统故 障成 因， 故障之间关系 ， 以及各种可能故障传递途径。 能 的 失效 形 式 ，也就 是 要 找 到 故 障 树 的 最 小 割 集 或 全 部 最 小 割 集 。 42故 障树 为设计 ， ． 检测 ， 维护和维修柴油发动机提供 了一种形 割集代表 了该 系统发生故障的可能性 ， 小割集（ S） 事件 不 象图解 ， 最 MC 是底 指导人们 去查 找故 障 ， 改进和强化系统 的关键部 分。 为柴油 能再减少的割集 。 ～个最小割集代表 引起故障树顶事件发生的一种 发动 机 系统 的可 靠 行 提 供 了有 效 的 定 性 分 析 和定 量评 价 方法 。 模式 ， 最小割集发生时 ， 顶事件必然 发生。 最小割集指出 了处于故 障 43在 柴 油 发 动 机 的 实 际 工 作 中 ，经 常 遇 到 不 同故 障程 度 的 底 ． 状态的系统 所必须修理的基本故 障 ， 出了系统的最薄 弱环节。求 事 件 ， 其计 算 并 求 出最 小 割 集 ， 助 于 掌 握 柴 油 发 动 机 故 障 的 规 指 将 有 解最小割集 的方法有上行法 ， 质数法和下行法。这里主要介绍下行 律和特征。 故障树分析理论可以进一步将 常规 的故 障诊断方法和计 法。下行法（ se― eey ） f sl vsl 法 特点是从顶事件开 始从下逐级进 行 ， 算 机 程 序 技 术 有 机 的结 合 起 来 ， u l 形成 专 家 系统 ， 样 可 以 方 便 和 快 这 遇 到

与 门 就 把 与 门 下 面 的 所有 输 入 事件 均 排 列 成 同 一 行 ； 到 或 门 捷 的 进 行 故 障诊 断 。 遇 就 把 或 门下 面 的所 有 输入 事件 均 排 列 于 一 列 。 下 ～直 到 不 能 分 解 往 参考文献 ： 为 止 。从而 找 出全 部 最 小 割 集 。最 小 割 集 是 包含 了最 小 数 量 而 又 必 1涂玉芬 ， 王德洪． 故障树分析法在机车柴油机故 障诊 断中的应用r． J广 1 2 0 ，O ． 须 的事 件 的 集合 ， 含 义在 于 它描 述 了 处于 故 障 状 态 的 柴 油 发 动 机 西 轻工 业 ，0 9 （3） 其 洲阳 ， 2孙 陈景锋 ， 黄加亮． 障树分析法 在柴油机 故障诊 断中的应用 故 系统所 必须修理 的基 本故 障。通过对最小集合 的分析 ， 可以找到发 『1 国 修 船 ，0 0 （ 6 ． J中 ． 2 0 ，O ） 动机 系统的薄弱环节 以提高工作的可靠性。

2.fta故障树分析简介 篇二

关键词：故障树 分析法 船舶动力

中图分类号：TK43 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（a）-00-01

1 故障树分析法简介

从20世纪60年代以来，在一些复杂系统的故障分析中，形成和发展了一种新的故障树分析法。这是一种从系统到部件再到零件的下降形式分析方法。它是从系统开始，通过逻辑符号与具体单元、零部件相联系；与失效的的状态事件相联系；构成一幅树状分支图，称为故障树。故障树分析法首先将分析的系统故障事件作为第一阶（即第一行—顶事件），再将导致该事件发生的直接原因（包括硬件故障、环境因素、人为差错等）并列为第二阶段。用适当的事件符号表示，用逻辑门把他们与系统故障事件联结起来。其次将导致第二阶段延长事件发生的原因列出为第三阶段。两阶之间同样用事件符号和逻辑门联系。这样逐段展开，直到把最基本的原因都分析出来为止，这样的逻辑图便是故障树。利用故障树去分析系统发生故障的各种途径和可靠性特征量，这就是故障树分析法。

2 故障树分析法主要特点

（1）它是一种直观的图形演绎法。把系统的故障与引起故障的因素，用图形比较形象的表现出来。用它来分析系统失效事件发生的概率，也可用来分析零、部件或子系统的失效事件对系统失效的影响。从故障树图由上往下看可知：系统的故障与那些单元有关系？有怎样的关系？多大关系。从图由下往上看：知道单元故障对系统故障的影响，什么影响？影响途径怎样？程度有多大？（2）故障树分析可作定性分析还可作定量分析；不仅可分析单一机件引起系统失效的影响，而且可以分析多机件构成的子系统对系统影响；不仅可反映系统内部单元与系统故障的关系，也能反映系统外部因素（环境因素和人为因素）对系统的影响。（3）故障树分析不仅可用于指导设计，也可用于指导正确的维修管理。（4）故障树的建造工作量十分繁重和复杂，需要较高的技术。

3 故障树的组成

（1）顶事件的选取。它是系统分析的目标和对象，要选择一个具有明确意义，可用概率度量，能够向下分解，最后找出失效原因的故障事件。（2）故障树的建造。这是故障树分析中的关键一步。要由多方技术人员通力合作，经过细致的综合分析，找出系统失效事件的逻辑关系。首先分析事故链确定主流程，然后确定边界条件，给出故障树的范围，最后利用事件符号和逻辑符号画出故障树。（3）故障树的图形符号。有两种图形符号，即：逻辑符号和事件符号。他们都有各自的具体图形符号和意义。（4）故障树的基本结构。

4 故障树的建造

4.1 确定顶事件和边界条件

顶事件是针对所研究对象的系统故障事件。是在各种可能的系统故障中筛选出来的最危险的事件，对于复杂的系统，顶事件不是唯一的，分析的目标、任务不同，应选择不同的顶事件。在很多情况下，顶事件就选定故障模式和影响分析中识别出来的致命度高的事件。必要时还可把大型复杂系统分解为若干相关的子系统，以典型的中间事件当作若干子故障树的顶事件进行建树分析，最后再加以综合。这样可使任务简单化，并可同时组织多人分工合作参与建树工作。

根据选定的顶事件，合理地确定建树的边界条件，以确定故障树的建树范围，故障树的边界条件包括：（1）初始状态。当系统中的部件有数种工作状态时，应指明与顶事件发生有关的部件的工作状态。（2）不容许事件。指在建树的过程中认为不容许发生的事件。（3）必然事件。指系统工作时在一定条件下必然发生在一定条件下必然发生的事件和必然不发生的事件。

4.2 逐层展开建树

从顶事件开始，逐级向下演绎分解展开，一直追踪至底事件，建立所研究的系统故障和导致该系统故障诸因素之间的逻辑关系，并将这种关系用故障树的图形符号表示，构成以顶事件为根，若干中间事件和底事件为干枝和分枝的倒树图形。要明确系统和部件的工作状态，是正态和故障状态；如果是故障状态，就应弄清是什么故障状态，发生某个特定故障事件的条件是什么。建树时不允许门—门直接相连。门的输出必须用一个结果事件清楚定义，不许门的输出不经结果事件符号便直接和另一门连接。在确定边界条件时，一般允许把小概率事件当作不容许事件，在建树时可不考虑。但是，允许忽略小概率事件并不等于可以忽略小部件的故障或小部件事件，这是两个不同的概念。有些小部件故障或多发性的小故障事件的出现，所造成的危害可能远大于一些大部件或重要设备的故障后果，因此，这事件不能忽略。

5 应用故障树分析法应用的注意事项

3.fta故障树分析简介 篇三

摘要：随着天然气行业和城市交通的不断发展，压缩天然气

（CNG）成为现代城市交通能源的重要组成部分，由于CNG具有易燃易爆的特点，其运行设备又处于高压状态，一旦发生事故，可能会对场站及周边地区造成巨大伤害，CNG加气母站作为生产压缩天然气的场所，其安全管理尤为重要。本文通过故障树分析对CNG加气母站主要事故进行分析，建立了CNG加气母站失效故障树，识别出引起CNG加气母站失效的主要因素，并提出了相应的安全管理措施，对CNG加气母站的安全管理有一定的指导意义。

关键词：压缩天然气  加气母站  故障树  防护措施

0 引言

为了降低汽车废气排放，改善大气环境，压缩天然气（ CNG）成为替代汽油、柴油的首选清洁燃料。该燃料能降低汽车运行费用，提高经济效益，延长汽车设备使用寿命，降低维修费用[1]。由于压缩天然气所具有的强大市场发展潜力，近年来， CNG加气母站的数量逐年增加。但是，天然气主要成分是甲烷，甲烷为一级可燃气体，甲类火灾危险性，爆炸极限为5%～15%，对空气的比重为0.55，扩散系数为0.196，具有燃烧速度快、热值高、易爆炸的特点。相对普通城市燃气，CNG加气母站内的气体为20～25MPa的高压天然气。所以CNG加气母站具有易燃、易爆、易产生静电、易泄漏等危险特性，同时压缩机、脱水撬等动设备较多，运行时处于高压状态，而CNG加气母站一般处于城市周边，一旦发生事故影响较大。因此，加强CNG加气母站的安全管理，制定科学的安全防护措施，保证CNG加气母站的连续安全平稳运行，对CNG加气母站的安全管理具有重要的意义。

1 故障树分析

1.1 故障树分析法简介 故障树分析法（FTA，Fault Tree Analysis）是对于一些不易形成逻辑图的复杂系统进行风险识别和评价的一种有效的方法。故障树分析法采用事件符号、逻辑门符号和转移符号来描述系统中各种事件之间的因果关系。

故障树是一种逻辑树，其树枝代表系统、子系统或元件的事故事件，节点代表事故事件之间的逻辑关系。逻辑门的输入事件是输出事件的“因”，逻辑门的输出事件是输入事件的“果”。故障树的组成是从系统顶事件的根出发逐级向下发展绘制，直到事件概率已知的基本事件为止，在故障树中表示事件之间最常用的逻辑关系是“与”和“或”。故障树中采用的图形符号有很多，表1列出几种常用的符号。

故障树分析在系统生产运行中能为事件是否失效提供判断依据，有助于改进相关技术管理，促进完善的生产运行管理制度的建立，从而做好设备、安全控保装置、压力容器等的检维修计划和方案，达到预防为主、防治结合的目的。故障树分析法是从系统到部件，再到零件的“下降形”分析的方法，具有可视性强、逻辑性强的特点，可以做定性分析，也可以做定量分析，体现了以系统工程方法为基础来研究安全方面问题的系统性、准确性和预测性。

1.2 故障树分析基本程序

故障树分析是系统可靠性和安全性分析的工具之一[2]。采用故障树分析法建立故障树的基本程序如下：①确定所分析的系统;②熟悉所分析的系统;③调查系统发生的事故;④确定故障树的顶上事件;⑤调查与顶上事件有关的所有原因事件;⑥故障树作图;⑦故障树定性分析;⑧定量分析;⑨安全性评价。

1.3 CNG加气母站失效故障树的建立 CNG加气母站是为CNG加气子站供应压缩天然气的加气站，通过压缩机加压后充装给槽车送至CNG加气子站或城镇燃气公司的CNG供应站（储配站或减压站），供作汽车发动机燃料或居民、商业、工业企业生活和生产用燃料的系统。CNG加气母站是一个复杂的系统，包括进站预处理、干燥脱

水、压缩、冷却、加气、储气井等系统，其工艺流程如图1所示。

■

图1  CNG加气母站工艺流程图

CNG加气母站设备种类较多，工艺相对复杂，所以引发事故的因素是也多方面的、多层次的。从大量事故分析报告的统计结果来看，CNG加气母站主要事故类型包括机械伤害、火灾爆炸、触电伤害等。引发事故的危害因素则有违章操作、设计缺陷、人为损坏、设备失效等。

根据选择顶事件的原则，选取“CNG加气母站失效”作为顶事件，将主要事故分为机械伤害、火灾爆炸、触电伤害三个类型，并假设这三类事故为独立事件，然后再以这三类事故为次顶事件，采用类似方法继续深入分析，直到找到代表各种故障事件的中间事件和底事件[3-7]，建立CNG加气母站失效故障树图，如图2所示。该故障树共包含了25个底事件。故障树中的中间事件符号和底事件事件符号所表示的含义见表2和表3。

表2  中间事件含义

■

表3  底事件含义

■

1.4 故障树定性分析 故障树分析中，将导致故障树顶事件发生的数目不可再少的底事件的集合称为最小割集。图1所示故障树中的底事件相互独立，根据布尔代数法进行逻辑运算和化简，则有：

T= X1 + X2+X3+X4+X5+X8X10+X8X11+X8X12+X8

X3+X8X14+X9X10+X9X11+X9X12+X9X13+X9X14+X15X10+X15X11+X15X12+X15X13+X15X14+X16X10+X16

X11 + X16 X12 + X16 X13 + 16X14+X17X10+X17X11+X17

X12+X17X13+X17X14+X18X10+X18X11+X18X12+X18

X13+X18X14+X20X21+X22X23

则CNG加气母站失效故障树的所有最小割集为：

{X1}，{X2}，{X3}，{X4}，{X5}，{X8，X10}，{X8，X11}，{X8，X12}，{X8，X13}，{X8，X14}，{X9，X10}，{X9，X11}，{X9，X12}，{X9，X13}，{X9，X14}，{X15，X10}，{X15，X11}，{X15，X12}，{X15，X13}，{X15，X14}，{X16，X10}，{X16，X11}，{X16，X12}，{X16，X13}，{X16，X14}，{X17，X10}，{X17，X11}，{X17，X12}，{X17，X13}，{X17，X14}，{X18，X10}，{X18，X11}，{X18，X12}，{X18，X13}，{X18，X14}，{X20，X21}，{X22，X23}

由此可知，该故障树共有最小割集37个：5个1阶最小割集、32个2阶最小割集。一般来说，割集中所含基本事件数越少，其发生的概率就越大。因此，5个1阶最小割集对整个系统的可靠性影响最大，是系统中的相对的薄弱环节，故引起CNG加气母站失效的主要因素有：违章操作，断、送电操作不当，绝缘保护失效，设计缺陷和人为损坏。

2 安全防护措施

CNG加气母站具有高压、易燃、易爆的特点，是具有较高危险性的作业场所，生产工艺较多且复杂，一旦出现事故，会产生较大损失或较严重后果。通过对故障树的分析，识别出引起CNG加气母站失效的主要因素：违章操作，设计缺陷，人为损坏，正常生产防护不当，断、送电操作不当和设备失效。针对失效原因，给出以下CNG加气母站安全防护措施建议。

2.1 加强管理制度建设，提高员工操作技能 在日常生产管理中应利用安全活动例会、生产例会和HSE教育不断学习制度规范，常抓制度管理，使各项规章制度深入人心。做好站内操作人员的安全技术培训，严格按照操作规程进行操作，并根据实际情况进行修改完善，提高员工操作技能。

2.2 加强设备安全管理，注重检查维修工作 对设计缺陷的地方进行工艺改造。要做好设备的维护保养工作;对调压、计量监测、脱水、水露点检测、过滤设备进行定期计划检修;定期进行春检、秋检，夏季注意消除静电，冬季做好保温工作;加强巡检管理，及时发现和排除隐患，确保设备处于完好状态。

2.3 严格执行门禁管理，规范车辆人员管理 由于CNG加气母站人员流动大，对于进站人员要做好人员登记、安全教育。对于客户，认真检查备案槽车的年度检测报告等资料，槽车进站前检查槽车车头车挂号、余压、防火帽和安全附件等。对于施工作业人员严格执行“两书一表”，并根据实际情况定期进行修订完善。

2.4 扎实开展应急演练，提高安全防护意识 每月定期开展天然气泄漏、紧急切断阀异常关闭、UPS系统故障等应急演练活动，并对演练效果进行总结和分析，不断完善应急预案，提高员工应急事故处理能力，使员工从“要我安全”到“我要安全”。

3 结论

本文总结了CNG加气母站失效的原因，采用故障树分析法对失效原因进行分析，建立了比较完整的CNG加气母站失效故障树，找出了影响CNG加气母站失效的主要因素，并提出对应的安全防护措施，对CNG加气母站的安全管理有一定的指导意义。

参考文献：

[1]张沛.CNG汽车是天然气利用的重要发展途径[J].石油与天然气化工，2008，37（1）：23-26.

[2]国家标准局.GB7829-87，故障树分析程序[S].1987-06-03.

[3]刘海燕.天然气加气站安全评价[D].西南石油大学硕士论文，2007：18-28.

[4]陈杨，王为民，姜东方，乔伟彪，贺雷.基于故障树与灰色模糊理论的城市CNG加气站安全评价[J].中国安全生产科学技术，2011，7（4）：124-125.

[5]黄海波，杨建军，李开国，何太碧.CNG加气站设备失效与爆炸燃烧风险评价[J].西华大学学报（自然科学版），2005，24（4）：18-19.

[6]于培林.城市燃气管网事故抢修应急方案研究[D].西南石油大学硕士论文，2008：74-84.

[7]何淑静，周伟国，严铭卿.上海城市燃气输配管网失效模糊故障树分析法[J].同济大学学报（自然科学版），2005，33（4）：508.