燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)可靠性的故障樹分析

張 樂

（太原天然氣有限公司，山西 太原 030006）

就目前來看，國內(nèi)燃?xì)馐聵I(yè)已進(jìn)入蓬勃發(fā)展階段，燃?xì)饪偭坎粩嘣鲩L，供氣管道長度增加，燃?xì)馄占奥蔬_(dá)到79.1%。為從根本上保障燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)運(yùn)行安全，從根本上控制燃?xì)庑孤┑劝踩[患問題發(fā)生幾率，需借助故障樹分析法，對燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)進(jìn)行可靠性分析，探明燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)故障發(fā)生原因，對輸配管網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行更加全面管控。

1 燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)可靠性分析的重要性

燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)系統(tǒng)較為復(fù)雜，在實(shí)際運(yùn)行期間存在燃?xì)庑孤┗蚬艿榔屏训劝踩[患，對大眾人身健康造成嚴(yán)重威脅［1］。因此為確保燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)能夠在城市建設(shè)中發(fā)揮出積極作用，需對燃?xì)庠O(shè)備管網(wǎng)運(yùn)行可靠性進(jìn)行深入分析，找尋到輸配系統(tǒng)存在的失效形式以及運(yùn)行管理漏洞，針對此些問題制定出相應(yīng)的解決方案，力爭最大限度延長燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)使用壽命。

2 故障樹分析法

故障樹分析法首次誕生于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)主要研究方向?yàn)閷?dǎo)彈發(fā)射控制系統(tǒng)安全性問題，為分析及預(yù)測導(dǎo)彈系統(tǒng)偶然事件奠定了堅(jiān)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)。故障樹分析法主要就是將分析對象的目標(biāo)函數(shù)作為頂事件，通過方框符號找尋到能夠引發(fā)頂事件的原因［2］。借助邏輯門輸入信號的方式，分析各個(gè)事件內(nèi)存在的因果關(guān)聯(lián)，找尋出造成中間事件發(fā)生的原因，最后定性定量的分析出事件發(fā)生的各類途徑以及發(fā)生概率，針對分析結(jié)果制定出防范事件發(fā)生的專項(xiàng)對策。

燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)的頂事件主要由故障假設(shè)、可行性分析等方式識別出，通過建立起故障數(shù)據(jù)分析模型，將原因事件組合在一起，形成最小割集。為發(fā)生頂事件，需最小割集中的事件也全部發(fā)生，通過對此些事件的深入分析與評測，制定出預(yù)防事故的相關(guān)措施。

故障樹分析法的分析邏輯性強(qiáng)，能夠準(zhǔn)確識別出系統(tǒng)內(nèi)的各類風(fēng)險(xiǎn)因素，對安全隱患問題進(jìn)行及時(shí)預(yù)測，因此更加適用于評估燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)運(yùn)行可靠性等重復(fù)性較大的系統(tǒng)。

3 故障樹分析法在燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)中的具體應(yīng)用

3.1 建立故障樹模型

在建立燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)故障樹模型期間，需將故障樹的頂事件設(shè)立為輸配系統(tǒng)失效。引發(fā)燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)失效的直接原因主要為管道失效以及其他附屬設(shè)施失效，因此將此兩種原因作為故障樹的次頂事件。通過將能夠?qū)е氯細(xì)廨斉涔芫W(wǎng)失效問題的原因進(jìn)行分層劃分，獲得到各類故障形式的基本事件。

3.2 燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)故障的定性評價(jià)

燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)故障樹的定性評價(jià)主要就是對定事件進(jìn)行定性分析。能夠?qū)е骂I(lǐng)事件發(fā)生的基本原因集合體被稱之為割集，只有在割集基本事件同時(shí)發(fā)生的情況下，頂事件才會出現(xiàn)，割集內(nèi)任一基本事件不出現(xiàn)，則不會引發(fā)頂事件。

借助先進(jìn)的最小割集算法，求出最小割集的參數(shù)數(shù)值，從而將故障樹轉(zhuǎn)化為等效布爾代數(shù)。

通常情況下，割集階數(shù)最少，則說明故障樹頂事件的發(fā)生幾率越大，此些最小割集可直接影響到燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)運(yùn)行期間的可靠性，屬于系統(tǒng)在運(yùn)維過程中的薄弱階段。

3.3 燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)故障的定量評價(jià)

故障樹定量評價(jià)就是針對底事件發(fā)生概率，求得頂事件發(fā)生概率，由于在燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)運(yùn)行期間，一般基本事件的發(fā)生幾率較少，因此可借助統(tǒng)計(jì)法或?qū)＜医?jīng)驗(yàn)分析法對燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)基本事件進(jìn)行估算。

4 燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)頂事件發(fā)生原因以及解決對策

借助故障樹分析法，發(fā)現(xiàn)燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)運(yùn)行失效的原因，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，人為破壞自然破壞原因。在管道上方建設(shè)違規(guī)建筑物，管道土體移動，導(dǎo)致管道出現(xiàn)破裂或泄露等問題［3］。要求有關(guān)部門緊抓管道上方工程監(jiān)管工作，對管道周邊土體的位移情況進(jìn)行及時(shí)測量，在管道上方設(shè)置警示帶，制定出更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓艿谰S護(hù)方案；第二，腐蝕原因。由于管道長期在潮濕環(huán)境下運(yùn)行，經(jīng)常會出現(xiàn)內(nèi)部腐蝕、外部腐蝕或應(yīng)力腐蝕等問題，導(dǎo)致管道使用壽命嚴(yán)重縮短，各類安全事故頻繁發(fā)生。因此為避免腐蝕問題對管道各項(xiàng)性能造成的嚴(yán)重不利影響，相關(guān)管理部門需積極開展燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)防腐蝕工作，注重在管道安裝以及后期維護(hù)期間刷涂防腐材料，加強(qiáng)管材質(zhì)量檢測力度，避免施工對管道造成的額外拉引力，從根本上保障管道安全運(yùn)行；第三，管材質(zhì)量問題。因沒有對管材質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控，導(dǎo)致管道整體使用壽命縮短，在實(shí)際安裝與運(yùn)行過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)極大，可直接引發(fā)燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)失效事件［4］。因此為確保燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)安全高效運(yùn)行，需注重管材質(zhì)量檢測工作。第四，附屬設(shè)備問題。燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)附屬設(shè)備主要包括閥門、排水井、放散管等，需加強(qiáng)對此些附屬設(shè)備的運(yùn)維，及時(shí)發(fā)現(xiàn)與解決附屬設(shè)備運(yùn)行期間存在的故障隱患問題，定期更換老化附屬設(shè)備，從根本上保障燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)可靠運(yùn)行。

5 結(jié)語

總而言之，燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)故障發(fā)生幾率遠(yuǎn)比油氣管道更高，造成的影響范圍更大，因此為從根本上保障燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)運(yùn)行安全性與可靠性，需將當(dāng)前工作重點(diǎn)放置在燃?xì)鈨涔芫W(wǎng)工程事件的分析中，應(yīng)用故障樹分析法，發(fā)現(xiàn)存在于燃?xì)馐召M(fèi)管網(wǎng)運(yùn)行期間的安全隱患與故障發(fā)生癥結(jié)所在，制定出更加全面成熟的燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)安全評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。