[其他资格考试]安全评价系列讲座-故障树分析

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1、安全评价系列讲座一故障树分析故障树分析(FTA)技术是美国贝尔电话实验室于1962年开发的，它釆用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，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研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方法之一。一般来讲，安全系统工程的发展也是以故障树分析为主要标志的。1974年美国原子能委员会发表了关于核电站危险性评价报告，即“拉姆森报告”，大量、有效地应用了FTA,从而迅速推动了它的发展。1、数学基础1.1

2、基本概念(1)集：从最普遍的意义上说，集就是具有某种共同可识别特点的项(事件)的集合。这些共同特点使Z能够区别于他类事物。(2)并集把集合A的元素和集合B的元素合并在一起，这些元素的全体构成的集合叫做A与B的并集，记为AUB或A+B.若A与B有公共元素，则公共元素在并集中只出现一次。例若A={a^b、c、d}；B={c^d、f}；AUB={a、b、c、d、f}.(3)交集两个集合A与B的交集是两个集合的公共元索所构成的集合，记为AUB或A-B.根据定义，交是可以交换的，即AQB二B.A例若24、b、

3、c、d}；B二{c、d、e}；则AQB二{c、d}.(4)补集在整个集合(Q)屮集合A的补集为一个不属于A集的所有元素的集。补集又称余，记为A''或A1.2布尔代数规则布尔代数用于集的运算，与普通代数运算法则不同。它可用于故障讨分析,布尔代数可以帮助我们将事件表达为另一些基本事件的组合。将系统失效表达为基本元件失效的组合。演算这些方程即可求出导致系统失效的元件失效组合(即最小割集)，进而根据元件失效概率，计算出系统失效的概率。布尔代数规则如下(x、Y代表两个集合)：(1)交换律X.Y二Y・XX+Y=

4、Y+X(2)结合律(3)分配律X.(Y.Z):(X.Y)oZX+(Y+Z)=(X+Y)+ZX.(Y+Z):X-Y+X.ZX+(Y.Z)=(X+Y)-(X+Z)(1)吸收律X.(X+Y):XX+(X.Y):X(5)互补律X-X=Q=1X.X=4）（e表示空集）(6)幕等律X.x=xx+x=x(7)狄。摩根定律（x.Y）''二X''+Y（X+Y）二X''.Y(8)重叠律X+X''Y二X+Y二Y+Y''X2、故障树的编制故障树是由各种事件符号和逻辑门组成的，事件之间的逻辑关系用逻辑门表示。这些符号可分逻辑

5、符号、事件符号等。2.1故障树的符号及意义（1）爭件符号①矩形符号：代表顶t二事件或屮间事件。是通过逻辑门作用的、由一个或多个原因而导致的故障事件。②圆形符号。③屋形符号。④菱形符号。⑤椭圆形符号。（2）逻辑符号故障树中表示事件之间逻辑关系的符号称门。1.2建树原则故障树的树形结构是进行分析的基础。故障树树形结构正确与否，直接影响到故障树的分析及其可靠程度。因此，为了成功地建造故障树，要遵循一套基本规则。（1）"直接原因原理”（细步思考法则）编制故障树时，首先从顶上事件分析，确定顶上事件的直接、必要

6、和充分的原因，应注意不是顶上事件的基本原因。将这直接、必要和充分原因事件作为次顶上事件（即中间事件），再来确定它们的直接、必要和充分的原因，这样逐步展开。这时，“直接原因”是至关重要的。按照直接原因原理，才能保持故障树的严密的逻辑性，对事故的基本原因作详尽的分析。（2）棊本规则I事件方框图内填入故障内容，说明什么样的故障，在什么条件下发生。（3）基本规则II对方框内事件提问：“方框内的故障能否由一个元件失效构成？”如果对该问题的回答是肯定的，把事件列为“元件类”故障。如果回答是否定的，把奇件列为“系

7、统类”故障。~"元件类”故障下，加卜或门，找出主因故障、次因故障、指令故障或其他影响。“系统类”故障下，根据具体情况，加上或门、与门或禁门等，逐项分析下去。主因故障为元件在规定的工作条件范用内发生的故障。如：设计压力P0的压力容器在工作压力PWpo时的破坏。次因故障为元件在超过规定的工作条件范围内发生的故障。女口：设计压力为P0的压力容器在压力p>PO时的破坏。指令故障为元件的工作是正常的，但时间发生错误或地点发生错误。其他影响的故障：主要指环境或安装所致的故障，如湿度太大、接头锈死等。（4）完整门

8、规则在对某个门的全部输入事件中的任一输入尊件作进一步分析之前，应先対该门的全部输入事件作出完整的定义。（5）非门门规则门的输入应当是恰当定义的故障事件，门与门之间不得直接相连，门连接的出现说明粗心。在定量评定及简化故障树时，门门连接可能是对的，但在建树过程中会导致混乱。2.3故障树分析步骤（1）确定所分析的系统确定分析系统即确定系统所包括的内容及其边界范围。（2）熟悉所分析的系统指熟悉系统的整个情况，包括系统性能、运行情况、操作情况及各种重要参数等，必要时要画出工艺流