化学爆炸事故分析与汽车故障诊断

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1故障树分析方法在化工生产中的应用

化学品生产通常处于易燃,易爆和有毒的生产环境中,经常导致各种类型的事故。这是亚洲第一个生产甲醇羰基化合成乙酸酐。通过FTA对其进行分析,找出事故的根本原因,采取安全措施,加强甲醇羰基化生产乙酸酐的安全监测。

1.甲醇羰基化制备爆炸事故树,生产乙酸酐合成反应器

所提出的乙酸酐合成装置处于易燃,易爆,有毒的生产环境中,该装置的羰基化合成反应器是合成乙酸酐的核心设备。同时,鉴于该生产工艺是亚洲的一个新工艺并且没有生产经验,建议使用“甲醇羰基化生产乙酸酐合成反应器爆炸”作为首要事件。

制备甲醇羰基化制备乙酸酐合成反应器的爆炸事故树的基本步骤如下:

(1)确定分析对象(顶级事件)

确定顶级事件是“甲醇羰基化以产生乙酸酐合成反应器爆炸”。

(2)基于因果关系分析和制定事故树

从顶级事件开始,使用演绎分析,在第一级和最基本的事件事件中识别所有原因事件。

每层事件由逻辑门根据输入(原因)输出(结果)之间的逻辑关系连接,以便根据其逻辑关系绘制故障树。

以T“羰基化生产乙酸酐合成反应器爆炸”为首要事件,首先将事件写在事故树图顶部的矩形框中。从反应堆爆炸可以看出,在“反应压力异常升高”,“压力超过反应堆容量”和“控制系统故障”的情况下,只有第一和第二原因同时发生并存在于第三原因中”。在这种情况下,可能发生反应堆爆炸事故,因此第一层逻辑门是门和门。

通过类比,直到事故树的尺度和分析深度达到可以被视为基本事件的水平,获得了“乙酸酐合成反应器爆炸的羰基化生产”的事故树图,如图1所示:

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2.制备成功的树,用于在乙酸酐的羰基化中甲醇爆炸以产生酸酐反应??

成功树的绘制是用“或门”替换事故树的所有“和门”,“或门”全部用“和门”代替,并且不会发生所有事件,就是所有事件。添加“'”使其成为原始事件的形式。此转换后获得的树形是原始事故树的成功树。这种方法的原理是基于De Morgan的布尔代数定律。

事故树图的成功树如下所示:

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3.基本事件结构重要性系数的计算和排序

从事故树图中,获得130个最小割集(省略),成功树有三个最小路径集,如上所示:

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可以使用基于最小割集或最小路径集近似来判断结构的重要系数的近似计算规则:

(1)从本例中设置的最小割集和最小路径的比较可以看出,最小路径集的数量很少,并且最小路径集中包含的基本事件的数量很少,并且计算结构的重要系数相对简单,因此使用最小路径集的计算方法。

(2)从成功树中,x1和x2处于相同的最小路径集中; x3,x4,x5,x8和x9处于相同的最小路径集中; x6,x7,x10,x11,x12,x13,x14,x15,x16,x17,x18,x19,x20处于相同的最小路径集中。

因此

I(6)=I(7)=I(10)=I(11)=I(12)=I(13)=I(14)=I(15)=I(16)=I(17)=I(18)=I(19)=I(20)

I(3)=I(4)=I(5)=I(8)=I(9)

我(1)=我(2)

(3)根据结构的重要系数近似公式,得到

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因此,结构重要性的顺序如下获得

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

4.基于基本事件结构重要性系数确定安全控制优化方案

通过FTA分析获得的每个基本事件的结构重要性系数知道每个基本事件对最高事件的重要性的相对大小,从而找到系统中最薄弱的环节并确定相应的安全措施。优先考虑并实现科学,合理,有效的生产安全控制。

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故障树分析方法在车辆故障诊断中的应用

1.通过故障症状的层次关系和故障原因确定从顶部到中间然后是底部事件的所有事件的列表

在故障树中,要分析的第一个系统故障事件称为顶级事件。在汽车故障中,顶部事件是指初始故障症状。其次,不能再分离的基本事件称为底部事件,汽车故障的底端是最小故障点。

最后,其他事件称为中间事件。故障树由第一层顶级事件,多层中间事件和最后一层底部事件组成。注意:故障树中的底部事件不是最终故障的原因,而只是最小故障点,如下图所示。

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2.连接事件和事件之间的逻辑图,由故障症状和故障原因之间的逻辑关系

组成

故障树是根据故障症状与故障原因之间的逻辑关系建立的。首先,顶部事件由矩形符号表示,底部事件由圆形符号表示以形成图4的形式。然后确定每个事件层的逻辑关系,主要由“和”和“或”组成,并将每个层的事件与逻辑符号连接起来。逻辑“或”由符号表示。

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“或”表示下级事件发生时将发生下一级事件。事件之间的“或”关系是汽车故障中最常见的逻辑关系。例如,如果每个气缸中没有点火并且每个气缸中没有燃料喷射,则一旦发生一个发动机就不会启动发动机。其逻辑关系图如下所示。

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当“和”表示发生较低级别的所有事件时,将发生上层事件。例如:两个事件中的机油滤清器堵塞和旁通阀堵塞。必须同时进行以使油压完全消失。其逻辑关系图如下所示。

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3.故障树的定性分析

故障树的定性分析的主要目的是识别可能导致事件发生的所有原因,即故障症状的所有原因。找出有一些失败的可能性。

根据逻辑关系,具有顶级事件的故障事件树对于汽车来说是不够的,如下图所示。

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故障树分析方法主要体现在汽车制造商提供的维护手册中的故障诊断指导表和流程图中,即故障诊断原因对比表和故障诊断流程图。前者是故障树的直接应用。后者是故障树的扩展应用。由于空间有限,本文仅举例说明前者。

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4.实际使用

空调系统故障症状及原因对比表

空调(A/C)无法在A/C系统中无压力启动保险丝线时可能导致症状

空调循环开关

压力切断开关

空调压缩机离合器动力控制模块(PCM)

A/C油门全开装置

风扇电机继电器

风扇电机控制模块风扇电机不能旋转或异常旋转(仅适用于

配置手动空调车)保险丝线风扇电机继电器风扇电机

风扇电机开关

风扇电机电阻

保险丝风扇电机不能旋转或异常旋转(仅适用于

配置EATC的汽车行

风扇电机继电器

风扇电机模块

风扇电机空气循环异常线路循环风机电机风扇电机控制模块/空调控制单元EATC模块除霜异常线

除霜通风/温度调节混合门执行器

风扇电机控制模块/空调控制单元EATC模块仪表板/地板空气分配调整不工作线

仪表板/地板出风口/导管混合闸门执行器

风扇电机控制模块/空调控制单元

EATC模块温度控制不工作温度控制开关风扇电机控制模块/空调控制单元

EATC模块

保险丝电子自动温度控制(EATC)无法正常工作线路传感器EATC模块恒温控制组件照明不起作用(仅面向配置)线

故障症状原因比较表以表格的形式列出故障症状(顶级事件)和故障原因(故障组件),以表格的形式显示顶级事件和所有相应的底部事件,故障症状在表中。直接对应各种可能的故障原因。

上表是福特汽车公司生产的蒙迪欧汽车空调系统故障症状的对比表。左侧是故障症状,即顶部事件,右侧是相应的可能原因,即底部事件。每个可能的原因都是最小割集,故障症状的所有可能原因都是最小割集。显然这是故障树的定性分析应用。

症状症状比较表是车辆故障诊断的非常有用的指导材料。它可以帮助汽车维修人员快速准确地识别常见故障的原因。它是一种非常有效的诊断工具。但是,稀有和特殊汽车故障症状的原因可能不会列在比较表中。因此,在实际汽车故障诊断中,我们还应该注意技术通知信息(TSB通知)。 TSB通知信息将在一段时间内公布某个型号的典型案例,以便世界各地的车辆维护人员可以参考它。

综上所述,故障树分析方法在汽车故障诊断中的应用效果是汽车故障症状原因对比表可作为一种非常有效的辅助工具,具有方便快捷的使用价值。但是,常见故障和多个故障的症状和原因太多,少数故障和特殊故障症状和原因的缺点是不充分的。因此,有必要在实际故障诊断中配合流程图。

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