事故机理及致因理论

1、第三章第三章 事故机理事故机理及致因理论及致因理论第三章第三章 事故机理事故机理3.1 物理性作用物理性作用3.2 化学性作用化学性作用3.3 工业中毒事故工业中毒事故3.4 人的因素人的因素3.1 物理性作用物理性作用 3.1.1 破裂破裂 按金属材料破裂的现象不同，容器、管道按金属材料破裂的现象不同，容器、管道的破裂可分为韧性破裂、脆性破裂、疲劳的破裂可分为韧性破裂、脆性破裂、疲劳破裂、腐蚀破裂和蠕变破裂等五种形式。破裂、腐蚀破裂和蠕变破裂等五种形式。3.1.1 破破 裂裂 韧性破裂韧性破裂 指容器、管道在压力作用下，器壁上产生的应力超过材料指容器、管道在压力作用下，器壁上产生的应力超过材

2、料的强度极限而发生断裂的一种破坏形式。的强度极限而发生断裂的一种破坏形式。 1.韧性破裂的主要特征韧性破裂的主要特征 a 材料具有明显的形状改变和较大的塑性变形材料具有明显的形状改变和较大的塑性变形 b 断口呈暗灰色纤维状，无金属光泽，端口不齐平断口呈暗灰色纤维状，无金属光泽，端口不齐平 c 破裂不产生碎片破裂不产生碎片 d 爆破压力与计算的爆破压力接近爆破压力与计算的爆破压力接近2.2.导致韧性破裂的主要原因导致韧性破裂的主要原因 a a 超压、安全阀失灵、操作失误等超压、安全阀失灵、操作失误等 b b 器壁厚度不够，或者使用中变薄，设计原因器壁厚度不够，或者使用中变薄，设计原因等。等。3.

3、1.1 破破 裂裂 脆性破裂脆性破裂 指容器在破裂时没有宏观的塑性变形，器壁平均应力远没指容器在破裂时没有宏观的塑性变形，器壁平均应力远没有达到材料的强度极限，有的甚至低于屈服极限，其破坏有达到材料的强度极限，有的甚至低于屈服极限，其破坏现象和脆性材料的破坏相似。现象和脆性材料的破坏相似。1.发生低应力脆性断裂的必需条件有三个：发生低应力脆性断裂的必需条件有三个： a 设备容器本身存在缺陷或几何形状发生突变设备容器本身存在缺陷或几何形状发生突变 b 存在一定的水平应力存在一定的水平应力 c 材料韧性很差材料韧性很差3.1.1 破破 裂裂2. 脆性破裂的主要特征：脆性破裂的主要特征： a 无明显

4、的塑性变形无明显的塑性变形 b 断口宏观分析呈金属晶粒状并有光泽，断口平直与主应断口宏观分析呈金属晶粒状并有光泽，断口平直与主应力方向垂直力方向垂直 c 破裂通常为瞬间发生，有碎片飞出破裂通常为瞬间发生，有碎片飞出 d 破坏应力低于或接近于材料的屈服极限破坏应力低于或接近于材料的屈服极限 e 在低温度下发生破裂在低温度下发生破裂 f 破裂总是在缺陷处或几何形状突发处首先发生破裂总是在缺陷处或几何形状突发处首先发生3.1.1 破破 裂裂3. 导致脆性破裂的主要原因导致脆性破裂的主要原因 a 低温低温 b 材料本身缺陷材料本身缺陷 c 焊接处与焊缝处有缺陷焊接处与焊缝处有缺陷 d 材料中硫磷含量过

5、高及应力腐蚀都将恶化材料的机械材料中硫磷含量过高及应力腐蚀都将恶化材料的机械性能，从而引起脆性破裂性能，从而引起脆性破裂3.1.1 破破 裂裂 疲劳破裂疲劳破裂 指材料在反复加压、卸压过程中在低应力状态下突然发生指材料在反复加压、卸压过程中在低应力状态下突然发生的破坏形式。的破坏形式。 1. 疲劳破裂的主要特征：疲劳破裂的主要特征： a 破坏时无明显的塑性变形破坏时无明显的塑性变形 b 断口可见到疲劳裂纹的产生、扩展和最后断裂等区域，断口可见到疲劳裂纹的产生、扩展和最后断裂等区域，前两者较光滑，后者较粗糙。前两者较光滑，后者较粗糙。 c 开裂部位在应力高的地区开裂部位在应力高的地区 d 发展缓

6、慢发展缓慢 e 通常是在操作温度、压力大幅度波动且频繁启动、停车通常是在操作温度、压力大幅度波动且频繁启动、停车情况下发生。情况下发生。3.1.1 破破 裂裂2. 导致疲劳破裂的主要原因导致疲劳破裂的主要原因 a 承受交变循环载荷承受交变循环载荷 b 过高的局部应力过高的局部应力 c高强度低合金钢的广泛应用和特厚材料的应用增加，高强度低合金钢的广泛应用和特厚材料的应用增加，材料本身和焊缝处往往很容易形成各种缺陷材料本身和焊缝处往往很容易形成各种缺陷3.1.1 破破 裂裂 蠕变破裂蠕变破裂 指金属材料长期在高温条件下受应力的作用而产生缓慢、指金属材料长期在高温条件下受应力的作用而产生缓慢、连续的

7、塑性变形而产生的破裂。连续的塑性变形而产生的破裂。1.蠕变破裂的主要特征：蠕变破裂的主要特征： a 只发生在高温容器或装置中，有明显的塑性变形只发生在高温容器或装置中，有明显的塑性变形 b 断口晶相分析可发现微观晶相组织有明显变化断口晶相分析可发现微观晶相组织有明显变化 c 破裂应力低于材料正常操作温度下的抗拉强度破裂应力低于材料正常操作温度下的抗拉强度2. 导致蠕变破裂的主要原因：导致蠕变破裂的主要原因： a 设计时选材不合理设计时选材不合理 b 操作不佳、维护不周操作不佳、维护不周3.1.1 破破 裂裂 腐蚀破裂腐蚀破裂 指容器壳体由于受到腐蚀介质的作用而产生破裂的一种破指容器壳体由于受到

8、腐蚀介质的作用而产生破裂的一种破坏形式。坏形式。1.腐蚀破裂分为五类腐蚀破裂分为五类: 均匀腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力均匀腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和疲劳腐蚀。腐蚀和疲劳腐蚀。 a 均匀腐蚀是由于设备大面积出现腐蚀现象，从而使器壁均匀腐蚀是由于设备大面积出现腐蚀现象，从而使器壁变薄、强度不够导致的塑性破坏。变薄、强度不够导致的塑性破坏。 b 点腐蚀是由于潮湿介质、氯或其它介质在金属表面形成点腐蚀是由于潮湿介质、氯或其它介质在金属表面形成腐蚀电池发生电化学腐蚀，从而使其表面形成穿孔或局部腐蚀电池发生电化学腐蚀，从而使其表面形成穿孔或局部腐蚀深坑，它将引起应力集中。腐蚀深坑，它将引起应力集

9、中。3.1.1 破破 裂裂 c 晶间腐蚀是一种局部的、选择性的腐蚀破坏。这种腐蚀晶间腐蚀是一种局部的、选择性的腐蚀破坏。这种腐蚀破坏常常沿着金属材料的晶粒边缘进行。腐蚀性介质渗入破坏常常沿着金属材料的晶粒边缘进行。腐蚀性介质渗入到金属材料深处，金属晶粒之间的结合力因腐蚀而破坏，到金属材料深处，金属晶粒之间的结合力因腐蚀而破坏，从而使材料的机械性能下降或完全丧失，只要用很小的外从而使材料的机械性能下降或完全丧失，只要用很小的外力就会破坏。力就会破坏。 d 应力腐蚀是金属材料在拉伸应力和特定的腐蚀环境共同应力腐蚀是金属材料在拉伸应力和特定的腐蚀环境共同作用下，以裂纹形式发生的腐蚀破坏。应力腐蚀破裂

10、有作用下，以裂纹形式发生的腐蚀破坏。应力腐蚀破裂有3个要素：个要素： 应力、腐蚀、破裂应力、腐蚀、破裂 e 疲劳腐蚀是金属设备在腐蚀介质和交变拉应力共同作用疲劳腐蚀是金属设备在腐蚀介质和交变拉应力共同作用下而发生腐蚀破坏的一种形式。下而发生腐蚀破坏的一种形式。3.1.1 破破 裂裂常见的腐蚀破裂事故有常见的腐蚀破裂事故有5种：种：渗碳腐蚀渗碳腐蚀是指在处理是指在处理CO、CO2 或烃的高温装置和管道的金属表面上或烃的高温装置和管道的金属表面上析出碳，从而破坏金属氧化膜保护层的破坏形式。析出碳，从而破坏金属氧化膜保护层的破坏形式。氢脆氢脆是在高温高压下，氢气渗入到钢材内，与金属材料内的渗碳体相是

11、在高温高压下，氢气渗入到钢材内，与金属材料内的渗碳体相互作用生成甲烷逸出而使碳钢脱碳，以致使材料的强度与塑性大幅度互作用生成甲烷逸出而使碳钢脱碳，以致使材料的强度与塑性大幅度降低的破坏形式。降低的破坏形式。苛性脆化苛性脆化是指废热锅炉或水夹套汽包等设备在高温条件下，水质中浓是指废热锅炉或水夹套汽包等设备在高温条件下，水质中浓碱生成钠盐，在热碱溶液的腐蚀和抗应力共同作用下而发生的破坏形碱生成钠盐，在热碱溶液的腐蚀和抗应力共同作用下而发生的破坏形式。式。硫化氢腐蚀硫化氢腐蚀是指硫化氢对器壁产生应力腐蚀或腐蚀疲劳，促使裂纹形是指硫化氢对器壁产生应力腐蚀或腐蚀疲劳，促使裂纹形成、裂纹扩展，最后导致破裂

12、的一种破坏形式。成、裂纹扩展，最后导致破裂的一种破坏形式。氯脆氯脆是指奥氏不锈钢在高温氯化物水溶液中引起的应力腐蚀破裂现象，是指奥氏不锈钢在高温氯化物水溶液中引起的应力腐蚀破裂现象，造成破裂的介质是含氯离子的冷却用水。造成破裂的介质是含氯离子的冷却用水。 CO、CO2 气体的应力腐蚀气体的应力腐蚀是指充装是指充装CO、CO2 或他们混合气体的设备，在较高温度和水分存在或他们混合气体的设备，在较高温度和水分存在的情况下产生应力腐蚀，从而导致断裂的破坏形式。的情况下产生应力腐蚀，从而导致断裂的破坏形式。3.1.1 破破 裂裂 腐蚀破坏的主要特征：腐蚀破坏的主要特征： a 渗碳腐蚀的不锈钢金属表面呈

13、孔蚀状渗碳腐蚀的不锈钢金属表面呈孔蚀状 b 氢脆金属表面及断口上有鼓泡现象氢脆金属表面及断口上有鼓泡现象 c 碱脆断裂容器断口与主拉伸应力方向基本垂直碱脆断裂容器断口与主拉伸应力方向基本垂直 e 硫化氢腐蚀容器器壁上有一层银灰色、多孔、松散的易硫化氢腐蚀容器器壁上有一层银灰色、多孔、松散的易剥落层剥落层硫化铁硫化铁 f 氯脆设备表面有腐蚀坑存在氯脆设备表面有腐蚀坑存在 导致腐蚀破坏的主要原因导致腐蚀破坏的主要原因6条条3.1.1 破破 裂裂 物理爆炸是指由于物理原因引起的物质的状态发生突变而物理爆炸是指由于物理原因引起的物质的状态发生突变而导致的爆炸现象。其爆炸前后的物质种类与化学成分均不导致

14、的爆炸现象。其爆炸前后的物质种类与化学成分均不发生变化。发生变化。 通常有两种情况：一种是常压下发生，一种是超压下发生。通常有两种情况：一种是常压下发生，一种是超压下发生。 判断方法：判断方法： a 从破裂的一般特征进行分析从破裂的一般特征进行分析 b 通过破裂压力验算和爆炸能量计算来进行分析通过破裂压力验算和爆炸能量计算来进行分析3.1.2 物理爆炸物理爆炸 磨损磨损 （1）粘着磨损）粘着磨损没有形成完全润滑时的磨损。例如活塞没有形成完全润滑时的磨损。例如活塞与活塞环的磨损。与活塞环的磨损。 （2）磨料磨损）磨料磨损两个零件表面之间由于存在尘埃、金属两个零件表面之间由于存在尘埃、金属屑等坚硬

15、的磨粒时所造成的磨损。例如汽缸与活塞之间的屑等坚硬的磨粒时所造成的磨损。例如汽缸与活塞之间的磨损。磨损。 （3）腐蚀磨损）腐蚀磨损由于腐蚀作用使金属氧化物剥落，致使由于腐蚀作用使金属氧化物剥落，致使金属表面间发生的机械磨损。例如键与键槽。金属表面间发生的机械磨损。例如键与键槽。3.1.3 磨损与疲劳磨损与疲劳 疲劳疲劳 机械的主要零部件经过较长时间运行后，未产生明显的塑机械的主要零部件经过较长时间运行后，未产生明显的塑性变形而突然发生断裂的现象。性变形而突然发生断裂的现象。 实验表明，平均应力越大，疲劳极限越高，所允许的交实验表明，平均应力越大，疲劳极限越高，所允许的交变应力幅度越小，疲劳损伤

16、也就越小；零件在超过疲劳极变应力幅度越小，疲劳损伤也就越小；零件在超过疲劳极限的应力下继续工作，直到断裂时，所能经受的应力循环限的应力下继续工作，直到断裂时，所能经受的应力循环次数越多，零件抵抗过载荷损伤的能力则越高。次数越多，零件抵抗过载荷损伤的能力则越高。 实验还表明，金属材料在低于或接近于疲劳极限下运行实验还表明，金属材料在低于或接近于疲劳极限下运行一定次数后，其疲劳极限还会提高，也就延长了疲劳寿命，一定次数后，其疲劳极限还会提高，也就延长了疲劳寿命，此现象称次载荷锻炼。此现象称次载荷锻炼。3.1.3 磨损与疲劳磨损与疲劳 噪声噪声 噪声源包括空气动力性噪声、机械噪声和电磁噪声。噪声源包

17、括空气动力性噪声、机械噪声和电磁噪声。 振动振动 异常振动会导致连接件接头松脱、基础松动、支撑移动等，异常振动会导致连接件接头松脱、基础松动、支撑移动等，还直接危害职工的身体健康，引起神经系统和心血管疾病。还直接危害职工的身体健康，引起神经系统和心血管疾病。3.1.4 噪声与振动噪声与振动3.1.5 电气事故机理电气事故机理 触电事故触电事故直接或间接作用于人体造成的伤害，分为电击直接或间接作用于人体造成的伤害，分为电击和电伤。和电伤。 电击电击 a 单线电击单线电击 b 双线电击双线电击 c 跨步电压电击跨步电压电击 电伤电伤 a 电能转化成热能造成电弧烧伤或灼伤；电能转化成热能造成电弧烧伤

18、或灼伤； b 电能转化成化学能或机械能造成电印记、皮肤金属化和电能转化成化学能或机械能造成电印记、皮肤金属化和机械损伤等。机械损伤等。 电气火灾和爆炸电气火灾和爆炸 （1）温度过高）温度过高短路、过载、接触不良、铁心发热、散短路、过载、接触不良、铁心发热、散热不良热不良 （2）电火花）电火花工作火花、电气设备事故火花、雷电火花、工作火花、电气设备事故火花、雷电火花、静电火花、电磁感应火花静电火花、电磁感应火花 （3）静电）静电固体带电、液体带电、粉体带电、气体带电、固体带电、液体带电、粉体带电、气体带电、人体带电。人体带电。3.1.5 电气事故机理电气事故机理 燃烧燃烧 化学爆炸化学爆炸指物质

19、发生极迅速、剧烈的化学反应而产生大指物质发生极迅速、剧烈的化学反应而产生大量热量和气体产物，高温高压的产物对外膨胀做功而引起量热量和气体产物，高温高压的产物对外膨胀做功而引起的瞬间爆炸现象。的瞬间爆炸现象。 化学爆炸主要特征化学爆炸主要特征: a 瞬间进行，伴有激烈的燃烧反应，出现火光、闪光现象；瞬间进行，伴有激烈的燃烧反应，出现火光、闪光现象； b 有碎片，断口呈现脆性破裂的特征；有碎片，断口呈现脆性破裂的特征； c 安全阀有泄压现象，压力表指针撞弯不回零；安全阀有泄压现象，压力表指针撞弯不回零； d 有二次空间爆炸迹象。有二次空间爆炸迹象。 腐蚀腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀

20、3.2 化学性作用化学性作用3.3 工业中毒事故工业中毒事故 工业毒物侵入人体的途径工业毒物侵入人体的途径 呼吸道呼吸道 皮肤皮肤 消化道消化道 工业毒物对人体的危害工业毒物对人体的危害（1）急性中毒）急性中毒 a 对呼吸系统对呼吸系统 b 对神经系统对神经系统 c 对血液系统对血液系统 d 对泌尿系统对泌尿系统 e 对循环系统对循环系统 f 消化系统消化系统（2）慢性中毒）慢性中毒 a 对神经系统对神经系统 b 精神障碍精神障碍 c 对血液系统对血液系统 d 对消化系统对消化系统 e 对呼吸系统对呼吸系统 f 对泌尿系统对泌尿系统 g其他其他（3）粉尘）粉尘3.3 工业中毒事故工业中毒事故

21、工业毒物对皮肤的危害工业毒物对皮肤的危害（1）皮炎和湿疹）皮炎和湿疹 （2）痤疮和毛囊炎）痤疮和毛囊炎（3）溃疡）溃疡 （4）脓疱疹）脓疱疹（5）皮肤干燥、破裂）皮肤干燥、破裂 （6）新生物）新生物（7）色素变化）色素变化 （8）药物性皮炎）药物性皮炎（9）皮肤瘙痒）皮肤瘙痒 （10）皮肤附属器官及口腔的病变）皮肤附属器官及口腔的病变 工业毒物对眼睛的危害工业毒物对眼睛的危害 工业毒物与致癌工业毒物与致癌3.3 工业中毒事故工业中毒事故 心理与态度心理与态度 心理是客观食物在脑中的反映，它是感觉、知觉、思心理是客观食物在脑中的反映，它是感觉、知觉、思维、情感、性格、能力等功能的总称。人的心理是

22、在社会维、情感、性格、能力等功能的总称。人的心理是在社会条件和语言环境的影响下发展起来的，是人的机体、首先条件和语言环境的影响下发展起来的，是人的机体、首先是人脑这种以特殊方式组织起来的物质的机能、活动过程是人脑这种以特殊方式组织起来的物质的机能、活动过程或运动。人通过实践活动不仅认识客观世界，也改变客观或运动。人通过实践活动不仅认识客观世界，也改变客观世界，而心理就是人对客观现实的主观能动反映或反应。世界，而心理就是人对客观现实的主观能动反映或反应。 3.4 人的因素人的因素 对某种食物或对象所持有的一种肯定或否定的心理倾向是对某种食物或对象所持有的一种肯定或否定的心理倾向是态度态度，它是外

23、界刺激与个体行为之间的中介因素，个体对，它是外界刺激与个体行为之间的中介因素，个体对外界刺激的反应会受到自己态度的调节，在心理学上常把外界刺激的反应会受到自己态度的调节，在心理学上常把态度看成是一种态度看成是一种“行为的准备行为的准备”。态度包含了。态度包含了3种心理成分。种心理成分。 1)认知认知 指对态度对象（如吸烟、文学、管理）的知觉、理指对态度对象（如吸烟、文学、管理）的知觉、理解、信念和评价。认知成分中既包括对某人某事之所知，解、信念和评价。认知成分中既包括对某人某事之所知，也包括对某人某事的评价也包括对某人某事的评价赞同或反对。赞同或反对。 2）情感情感 指人们对态度对象的情感体验

24、。指人们对态度对象的情感体验。 3）行为意向行为意向 指人们对态度对象意欲表现出来的行为，即指人们对态度对象意欲表现出来的行为，即当个体对态度对象必须有所表示时，他将怎样行动。当个体对态度对象必须有所表示时，他将怎样行动。 在态度的三种心理成分中，认知是情感的基础，而在态度的三种心理成分中，认知是情感的基础，而情感情感常常导致行为的结果。导致行为的结果。3.4 人的因素人的因素 态度态度 态度影响行为，但不一定决定行为，态度和行为之间不是态度影响行为，但不一定决定行为，态度和行为之间不是简单的因果关系。首先态度的概括程度对行为的调节作用简单的因果关系。首先态度的概括程度对行为的调节作用各有不同

25、，态度的对象越是具体的事物，态度也就越具体，各有不同，态度的对象越是具体的事物，态度也就越具体，那么它与行为的相关性就越高；其次由于态度对象本身的那么它与行为的相关性就越高；其次由于态度对象本身的矛盾和复杂性，导致个体态度的复杂性，导致行为并不总矛盾和复杂性，导致个体态度的复杂性，导致行为并不总是一致的；同时许多情感因素也影响行为；最后个体的切是一致的；同时许多情感因素也影响行为；最后个体的切身体验会加强态度与行为的一致关系。身体验会加强态度与行为的一致关系。 态度的形成与变化有态度的形成与变化有3个阶段个阶段 1）顺从）顺从 个体没有深刻的认知和情感，比较表面化，行为个体没有深刻的认知和情感

26、，比较表面化，行为受外部条件控制。受外部条件控制。 2）同化）同化 自愿接受和认同某种观点、信念，有较多的情感自愿接受和认同某种观点、信念，有较多的情感 3）内化）内化 将接受的信念纳入自己的价值体系将接受的信念纳入自己的价值体系3.4 人的因素人的因素 费斯廷格认为，个体对世界的认知包含了知识、观念、态费斯廷格认为，个体对世界的认知包含了知识、观念、态度等多种元素。真正的态度改变，发生在使认知失调的元度等多种元素。真正的态度改变，发生在使认知失调的元素之间。态度改变的方式一是改变一种认知元素，二是增素之间。态度改变的方式一是改变一种认知元素，二是增加新的认知元素，三是强化某一元素的重要性。加

27、新的认知元素，三是强化某一元素的重要性。 一个人在心理上对其工作的认同程度和迷恋程度称之为工一个人在心理上对其工作的认同程度和迷恋程度称之为工作投入作投入 员工对于特定组织及组织目标的认同，并希望维持自己作员工对于特定组织及组织目标的认同，并希望维持自己作为组织成员的身份，称为组织承诺，是工作投入的深入和为组织成员的身份，称为组织承诺，是工作投入的深入和扩展。扩展。 阿伦和梅耶提出阿伦和梅耶提出3种形式的承诺：种形式的承诺： 感情承诺感情承诺 继续承诺继续承诺 规范承诺规范承诺3.4 人的因素人的因素 心理压力心理压力 心理压力又称紧张或应激，是由于各种充满紧张性的刺激心理压力又称紧张或应激，

28、是由于各种充满紧张性的刺激物（应激源）所引起的一类非特定性的反应。物（应激源）所引起的一类非特定性的反应。 布朗斯坦将紧张源分成布朗斯坦将紧张源分成4类。类。 1）躯体性）躯体性噪声、震动、高温、辐射、微生物和疾病等噪声、震动、高温、辐射、微生物和疾病等 2）心理性）心理性心理冲突、挫折感、凶事预感等心理冲突、挫折感、凶事预感等 3）社会性）社会性离婚、失业、亲人死亡、升学、考试、战争离婚、失业、亲人死亡、升学、考试、战争 4）文化性）文化性旅行、留学、语言不通等旅行、留学、语言不通等 心理压力的潜在来源心理压力的潜在来源 1）工作因素）工作因素时间压力、任务不明、职位变动时间压力、任务不明、

29、职位变动 2）工作环境）工作环境人际关系、文化氛围、管理水平人际关系、文化氛围、管理水平 3）个人因素）个人因素家庭问题、经济问题、角色冲突家庭问题、经济问题、角色冲突3.4 人的因素人的因素 心理压力对人的影响心理压力对人的影响 1）对健康的影响）对健康的影响头痛、失眠、高血压等头痛、失眠、高血压等 2）对情绪的影响）对情绪的影响恐惧、焦虑、忧郁、愤怒、敌意、自恐惧、焦虑、忧郁、愤怒、敌意、自怜等怜等 3）对工作绩效的影响）对工作绩效的影响对于做决策的人，紧张往往会起对于做决策的人，紧张往往会起到促进作用。适当的紧张可以提高人们的工作效率。到促进作用。适当的紧张可以提高人们的工作效率。3.4

30、 人的因素人的因素3.5 3.5 事故致因理论简介事故致因理论简介 阐明事故为什么会发生、是怎样发生以及如何防止事故阐明事故为什么会发生、是怎样发生以及如何防止事故发生的理论，称为发生的理论，称为事故致因理论，或事故发生及预防理论事故致因理论，或事故发生及预防理论。 事故致因理论是从大量典型事故的本质原因的分析中所事故致因理论是从大量典型事故的本质原因的分析中所提炼出的事故机理和事故模型。这些机理和模型反映了事提炼出的事故机理和事故模型。这些机理和模型反映了事故发生的规律性，能够为事故的定性定量分析，为事故的故发生的规律性，能够为事故的定性定量分析，为事故的预测预防，为改进安全管理工作，从理论

31、上提供科学的、预测预防，为改进安全管理工作，从理论上提供科学的、完整的依据。完整的依据。 事故致因理论是一定生产力发展水平的产物。在生产力事故致因理论是一定生产力发展水平的产物。在生产力发展的不同阶段，生产过程中存在安全问题有所不同，特发展的不同阶段，生产过程中存在安全问题有所不同，特别是随着生产形式的变化，人在工业生产过程中所处地位别是随着生产形式的变化，人在工业生产过程中所处地位的变化、引起人的安全观念的变化，使事故致因理论不断的变化、引起人的安全观念的变化，使事故致因理论不断发展完善。发展完善。 概括地讲，事故致因理论的发展经历了事故致因理论的发展经历了三个阶段三个阶段：以事故频发倾向论

32、和海因里希因果连续论为代表的早期事故致因理论；以能量意外释放论为主要代表的二次世界大战后的事故致因理论；现代的系统安全理论。一、事故频发倾向论一、事故频发倾向论 1、事故频发倾向 事故频发倾向(Accident Proneness)是指个别人容易发生事故的、稳定的、个人的内在倾向。1919年英国的格林伍德(HGreenwood)和伍兹(HHWoods)对许多工厂里事故发生次数资料按如下三种统计分布进行了统计检验： 1)泊松分布(Poisson Distribution) 当人员发生事故的概率不存在个体差异时，即不存在事故频发倾向者时，一定时间内事故发生次数服从泊松分布。在这种情况下，事故的发生

33、是由于工厂里的生产条件、机械设备方面的问题，以及一些其他偶然因素引起的。 2)偏倚分布偏倚分布(Biased Distribution) 一些工人由于存在着精神或心理方面的毛病，如果在生一些工人由于存在着精神或心理方面的毛病，如果在生产操作过程中发生过一次事故，则会造成胆怯或神经过敏，产操作过程中发生过一次事故，则会造成胆怯或神经过敏，当再继续操作时，就有重复发生第二次，第三次事故的倾向。当再继续操作时，就有重复发生第二次，第三次事故的倾向。造成这种统计分布的足人员中存在少数有精神或心理缺陷的造成这种统计分布的足人员中存在少数有精神或心理缺陷的人。人。 3)非均等分布非均等分布(Distrib

34、ution of Unequalliability) 当工厂中存在许多特别容易发生事故的人时，发生不同次当工厂中存在许多特别容易发生事故的人时，发生不同次数事故的人数服从非均等分布，即每个人发生事故的概率不数事故的人数服从非均等分布，即每个人发生事故的概率不相同。在这种情况下，事故的发生主要是由于人的因素引起相同。在这种情况下，事故的发生主要是由于人的因素引起的。的。 他们通过统计分析，结果发现，他们通过统计分析，结果发现，工厂中存在着事故频发倾工厂中存在着事故频发倾向者向者。1939年，法默年，法默(Farmer)和查姆勃和查姆勃(Chamber)明确提出明确提出了事故频发倾向的概念，了事故

35、频发倾向的概念，认为事故频发倾向者的存在是工业认为事故频发倾向者的存在是工业事故发生的主要原因事故发生的主要原因。 2、事故遭遇倾向、事故遭遇倾向 事故遭遇倾向事故遭遇倾向(Accident Liability)是指某些人员在某些生是指某些人员在某些生产作业条件下容易发生事故的倾向产作业条件下容易发生事故的倾向。许多研究结果表明，事。许多研究结果表明，事故的发生不仅与个人因素有关，而且与生产条件有关；与工故的发生不仅与个人因素有关，而且与生产条件有关；与工人的年龄有关：与工人的工作经验、熟练程度有关。明兹人的年龄有关：与工人的工作经验、熟练程度有关。明兹(Amintz)和布卢姆和布卢姆(MLB

36、)建议用事故遭遇倾向取代事建议用事故遭遇倾向取代事故频发倾向的概念。故频发倾向的概念。 3、关于事故频发倾向理论关于事故频发倾向理论 自格林伍德的研究起，迄今有无数的研究者对事故频发倾自格林伍德的研究起，迄今有无数的研究者对事故频发倾向理论的科学性问题进行了专门的研究探讨，向理论的科学性问题进行了专门的研究探讨，关于事故频发关于事故频发倾向者存在与否的问题一直有争议倾向者存在与否的问题一直有争议。实际上，。实际上，事故遭遇倾向事故遭遇倾向就是事故频发倾向理论的修正就是事故频发倾向理论的修正。 其实，工业生产中的许多操作对操作者的素质都有一定其实，工业生产中的许多操作对操作者的素质都有一定的要求

37、，或者说，人员有一定的职业适合性。当人员的素质的要求，或者说，人员有一定的职业适合性。当人员的素质不符合生产操作要求时，人在生产操作中就会发生失误或不不符合生产操作要求时，人在生产操作中就会发生失误或不安全行为，从而导致事故发生。危险性较高的、重要的操作，安全行为，从而导致事故发生。危险性较高的、重要的操作，特别要求人的素质较高。例如，特种作业的场合，操作者要特别要求人的素质较高。例如，特种作业的场合，操作者要经过专门的培训、严格的考核，获得特种作业资格后才能从经过专门的培训、严格的考核，获得特种作业资格后才能从事。因此，事。因此，尽管事故频发倾向论把工业事故的原因归因于少尽管事故频发倾向论把

38、工业事故的原因归因于少数事故频发倾向者的观点是错误的，然而从职业适合性的角数事故频发倾向者的观点是错误的，然而从职业适合性的角度来看，关于事故频发倾向的认识也有一定可取之处度来看，关于事故频发倾向的认识也有一定可取之处。 二、二、事故因果连锁论事故因果连锁论 1、海因里希事故因果连锁论、海因里希事故因果连锁论 1931年海因里希年海因里希(WH.Heinrich)首先提出了事故因果连首先提出了事故因果连锁论，用以阐明导致事故的各种原因因素之间及与事故之间锁论，用以阐明导致事故的各种原因因素之间及与事故之间的关系。该理论认为，事故的发生不是一个孤立的事件，尽的关系。该理论认为，事故的发生不是一个

39、孤立的事件，尽管事故发生可能在某一瞬间，却是一系列互为因果的原因事管事故发生可能在某一瞬间，却是一系列互为因果的原因事件相继发生的结果。件相继发生的结果。 在事故因果连锁论中，以事故为中心，事故的原因概括在事故因果连锁论中，以事故为中心，事故的原因概括三个层次：三个层次：直接原因，间接原因，基本原因直接原因，间接原因，基本原因。海因里希最初提出的事。海因里希最初提出的事故因果连锁过程包括故因果连锁过程包括如下五个因素如下五个因素：遗传及社会环境；人的缺点；人：遗传及社会环境；人的缺点；人的不安全行为或物的不安全状态；事故；伤害。的不安全行为或物的不安全状态；事故；伤害。人们用多米诺骨牌来形象地

40、描述这种事故因果连锁关系，如下图的多人们用多米诺骨牌来形象地描述这种事故因果连锁关系，如下图的多米诺骨牌系列。米诺骨牌系列。遗传环境人工缺点不安全行为不安全状态事故伤亡海因里希连锁海因里希连锁论论 在多米诺骨牌系列中，在多米诺骨牌系列中，一颗骨牌被碰倒了，则将发一颗骨牌被碰倒了，则将发生连锁反应，其余的几颗骨生连锁反应，其余的几颗骨牌相继被碰倒。如果移去连牌相继被碰倒。如果移去连锁中的一颗骨牌，则连锁被锁中的一颗骨牌，则连锁被破坏，事故过程被中止。破坏，事故过程被中止。海海因里希认为，企业事故预防因里希认为，企业事故预防工作的中心就是防止人的不工作的中心就是防止人的不安全行为，消除机械的或物安

41、全行为，消除机械的或物质的不安全状态，中断事故质的不安全状态，中断事故连锁的进程而避免事故的发连锁的进程而避免事故的发生生。 海因里希的事故因果连锁论，提出了海因里希的事故因果连锁论，提出了人的不安全行为和物的不安人的不安全行为和物的不安全状态是导致事故的直接原因这个公认为安全中最重要、最基本的问全状态是导致事故的直接原因这个公认为安全中最重要、最基本的问题题。但是，海因里希理论也和事故频发倾向理论一样，把大多数工业。但是，海因里希理论也和事故频发倾向理论一样，把大多数工业事故的责任都归因于人的缺点等，表现出时代的局限性。事故的责任都归因于人的缺点等，表现出时代的局限性。 2、博德的事故因果连

42、锁博德的事故因果连锁 博德博德(P. .Brid)在海因里希事故因果连锁时基础上，提出了反映现在海因里希事故因果连锁时基础上，提出了反映现代安全观点的事故因果连锁，如下图。代安全观点的事故因果连锁，如下图。 管理失误个人原因不安全行为不安全状态事故伤亡博德的事故因果连锁论工作条件 博德的事故因果连锁论表现在如下几个方面：博德的事故因果连锁论表现在如下几个方面： 1)控制不足控制不足管理管理 故因果连锁中一个最重要的因素是安全管理。大多数企业，故因果连锁中一个最重要的因素是安全管理。大多数企业，由于各种原因，完全依靠工程技术上的改进来预防事故是不由于各种原因，完全依靠工程技术上的改进来预防事故是

43、不现实的，需要完善的安全管理工作，才能防止事故的发生。现实的，需要完善的安全管理工作，才能防止事故的发生。如果安全管理上出现缺欠，就会使得导致事故基本原因的出如果安全管理上出现缺欠，就会使得导致事故基本原因的出现。现。 2)基本原因基本原因起源论起源论 为了从根本上预防事故，必须查明事故的基本原因，并为了从根本上预防事故，必须查明事故的基本原因，并针对查明的基本原因采取对策。针对查明的基本原因采取对策。基本原因包括个人原因及与基本原因包括个人原因及与工作有关的原因工作有关的原因。所谓。所谓起源论，是在于找出问题的基本的、起源论，是在于找出问题的基本的、背后的原因，而不仅停留在表面的现象上背后的

44、原因，而不仅停留在表面的现象上。 3)直接原因直接原因征兆征兆 不安全行为或不安全状态是事故的直接原因。这是最不安全行为或不安全状态是事故的直接原因。这是最重要的，必须加以追究的原因。但是，直接原因不过是象重要的，必须加以追究的原因。但是，直接原因不过是象基本原因那样的深层原因的征兆，是一种表面现象。基本原因那样的深层原因的征兆，是一种表面现象。 4)4)事故事故接触接触 从实用的目的出发，往往把事故定义为最终导致人员从实用的目的出发，往往把事故定义为最终导致人员肉体损伤、死亡，财物损失的，不希望的事件。但是，越肉体损伤、死亡，财物损失的，不希望的事件。但是，越来越多的安全专业人员来越多的安全

45、专业人员从能量的观点把事故看作是人的身从能量的观点把事故看作是人的身体或构筑物、设备与超过其域值的能量的接触，或人体与体或构筑物、设备与超过其域值的能量的接触，或人体与妨碍正常生产活动的物质的接触妨碍正常生产活动的物质的接触。 5)5)伤害伤害损坏损坏损失损失 博德模型中的伤害，包括了工伤、职业病以及对人员博德模型中的伤害，包括了工伤、职业病以及对人员精神方而、神经方面或全身性的不利影响。人员伤害及财精神方而、神经方面或全身性的不利影响。人员伤害及财物损坏统称为损失。物损坏统称为损失。 此外，还有此外，还有亚当斯的事故因果连锁亚当斯的事故因果连锁（认为操作者的不安全行为及生产（认为操作者的不安

46、全行为及生产作业中的不安全状态等现场失误，是由于企业领导者及事故预防工作作业中的不安全状态等现场失误，是由于企业领导者及事故预防工作人员的管理失误造成的。）、人员的管理失误造成的。）、北川彻三的事故因果连锁北川彻三的事故因果连锁（ 从社会的、从社会的、历史的、教育等方面考虑事故发生的基本原因，从历史的、教育等方面考虑事故发生的基本原因，从技术、教育、身体、技术、教育、身体、精神、精神、管理等方面考虑事故发生的间接原因，不安全行为和不安全状管理等方面考虑事故发生的间接原因，不安全行为和不安全状态是事故发生的直接原因）、态是事故发生的直接原因）、事故统计分析因果连锁模型事故统计分析因果连锁模型（着

47、重于伤（着重于伤亡事故的直接原因亡事故的直接原因人的不安全行为和物的不安全状态，以及其背人的不安全行为和物的不安全状态，以及其背后的深层原因后的深层原因管理失误。我国基于这种事故因果连锁模型制定了管理失误。我国基于这种事故因果连锁模型制定了企业职工伤亡事故分类企业职工伤亡事故分类(GB(GB644186)644186)）等事故模型。）等事故模型。 加害物加害物管管理理失失误误不 安 全 状不 安 全 状态态不 安 全 行不 安 全 行为为起因物起因物加害物加害物事事行为人行为人事故统计分析因果连锁模型事故统计分析因果连锁模型 三、轨迹交叉理论三、轨迹交叉理论人的运动轨迹与物的运动轨迹发生意外交

48、叉。即人的不安全因素和物人的运动轨迹与物的运动轨迹发生意外交叉。即人的不安全因素和物 的不安全状态发生在同一时间、同一空间，或者说相遇时，则将在此的不安全状态发生在同一时间、同一空间，或者说相遇时，则将在此时间和空间发生事故。时间和空间发生事故。预防事故措施预防事故措施 在设计生产工艺时尽量减少或避免人与在设计生产工艺时尽量减少或避免人与物的接触；物的接触； 避免人的不安全行为与物的不安全状态避免人的不安全行为与物的不安全状态同时出现；同时出现； 严格操作规程。严格操作规程。四、四、能量意外释放能量意外释放理论理论 1961年吉布森（年吉布森（Gibson）、）、1966年哈登（年哈登（Had

49、don）等人提出了解）等人提出了解释事故发生物理本质的能量意外释放论。释事故发生物理本质的能量意外释放论。 能量在人类的生产、生活中是不可缺少的，人类利用各种形式的能能量在人类的生产、生活中是不可缺少的，人类利用各种形式的能量做功以实现预定的目的。人类在利用能量的时候必须采取措施控制能量做功以实现预定的目的。人类在利用能量的时候必须采取措施控制能量，使能量按照人们的意图产生、转换和做功。量，使能量按照人们的意图产生、转换和做功。从能量在系统中流动的从能量在系统中流动的角度，应该控制能量按照人们规定的能量流通渠道流动。如果由于某种角度，应该控制能量按照人们规定的能量流通渠道流动。如果由于某种原因

50、失去了对能量的控制，就会发生能量违背人的意愿的意外释放或逸原因失去了对能量的控制，就会发生能量违背人的意愿的意外释放或逸出出，使进行中的活动中止而发生事故使进行中的活动中止而发生事故。如果事故时意外释放的能量作用如果事故时意外释放的能量作用于人体，并且能量的作用超过人体的承受能力，则将造成人员伤害；如于人体，并且能量的作用超过人体的承受能力，则将造成人员伤害；如果意外释放的能量作用于设备、建筑物、物体等，并且能量的作用超过果意外释放的能量作用于设备、建筑物、物体等，并且能量的作用超过它们的抵抗能力，则将造成设备、建筑物、物体的损坏它们的抵抗能力，则将造成设备、建筑物、物体的损坏。下表。下表1

51、1为人体受为人体受到超过其承受能力的各种形式能量作用时受伤害的情况；表到超过其承受能力的各种形式能量作用时受伤害的情况；表2 2为人体与外为人体与外界的能量交换受到干扰而发生伤害的情况。界的能量交换受到干扰而发生伤害的情况。 人体受到超过其承受能力的各种形式能量作用人体受到超过其承受能力的各种形式能量作用时受伤害的情况时受伤害的情况能 量 类型 产生的伤害产生的伤害 事故类型事故类型 机 械机 械能能 刺伤、割伤、撕裂、挤刺伤、割伤、撕裂、挤压皮肤和肌肉、骨折、压皮肤和肌肉、骨折、内部器官损伤内部器官损伤物体打击、车辆伤害、机物体打击、车辆伤害、机械伤害、起重伤害、高处械伤害、起重伤害、高处坠

52、落、坍塌、冒顶片帮、坠落、坍塌、冒顶片帮、放炮、火药爆炸、瓦斯爆放炮、火药爆炸、瓦斯爆炸、锅炉爆炸、压力容器炸、锅炉爆炸、压力容器爆炸爆炸 热能热能皮肤发炎、烧伤、烧焦、皮肤发炎、烧伤、烧焦、焚化、伤及全身焚化、伤及全身灼烫、火灾灼烫、火灾 电能电能干扰神经干扰神经肌肉功能、肌肉功能、电伤电伤触电触电化学化学能能化学性皮炎、化学性烧伤、化学性皮炎、化学性烧伤、致癌、致遗传突变、致畸致癌、致遗传突变、致畸胎、急性中毒、窒息胎、急性中毒、窒息中毒和窒息、火中毒和窒息、火灾灾表表2 干扰能量交换与伤害干扰能量交换与伤害 影响能量交换类影响能量交换类型型 产生的伤害产生的伤害 氧的作用氧的作用局部或全

53、身生理损害局部或全身生理损害其他其他局部或全身生理损害局部或全身生理损害(冻伤、冻冻伤、冻死死)、热痉挛、热衰竭、热昏迷、热痉挛、热衰竭、热昏迷 调查伤亡事故原因发现，大多数伤亡事故都是因为过量的能量，调查伤亡事故原因发现，大多数伤亡事故都是因为过量的能量，或干扰人体与外界正常能量交换的危险物质的意外释放引起的，并且或干扰人体与外界正常能量交换的危险物质的意外释放引起的，并且这种过量能量或危险物质的释放都是由于人的不安全行为或物的不安这种过量能量或危险物质的释放都是由于人的不安全行为或物的不安全状态造成。全状态造成。五、变化五、变化-失误连锁失误连锁 在安全管理工作中，变化被看作一种潜在的事故

54、致因。在安全管理工作中，变化被看作一种潜在的事故致因。人们应特别注意一些变化并采取相应的措施：人们应特别注意一些变化并采取相应的措施： a 社会变化社会变化 b 宏观和微观的变化宏观和微观的变化 c 计划内和计划外的变化计划内和计划外的变化 d 实际的变化和潜在的变化实际的变化和潜在的变化 e 时间的变化时间的变化 f 技术上的变化技术上的变化 g 人员的变化人员的变化 h 劳动组织的变化劳动组织的变化 I 操作规程的变化操作规程的变化六、安全流变六、安全流变-突变的基本理论突变的基本理论 1、基本概念、基本概念 安全损伤：事物在内外因的作用下随时间的破坏量。按损伤生成的安全损伤：事物在内外因

55、的作用下随时间的破坏量。按损伤生成的时间前后可分为原生损伤、后生损伤和灾变损伤；按损伤程度的大小时间前后可分为原生损伤、后生损伤和灾变损伤；按损伤程度的大小可分为本质损伤和非本质损伤。可分为本质损伤和非本质损伤。 边界容度：是事物从某一状态到另一状态变化的极限值。边界容度：是事物从某一状态到另一状态变化的极限值。2、安全流变、安全流变-突变的理论模型突变的理论模型 1）基本元件特征）基本元件特征 安全可逆元件：在外界广义力作用下发生安全损伤变形，变形量遵安全可逆元件：在外界广义力作用下发生安全损伤变形，变形量遵循胡克定律，变形量的安全意义是可恢复安全损伤，用循胡克定律，变形量的安全意义是可恢复

56、安全损伤，用 表示。表示。 安全阻尼元件：在外界力作用下发生安全损伤，安全损伤速度与力安全阻尼元件：在外界力作用下发生安全损伤，安全损伤速度与力成正比。安全阻尼元件用成正比。安全阻尼元件用 表示。表示。 安全摩擦件：安全摩擦件： 常数，用常数，用 表示。反映了事物抵抗外界影表示。反映了事物抵抗外界影响的容度，当外界影响小时，事物内部的系统不损伤，摩擦件对系统响的容度，当外界影响小时，事物内部的系统不损伤，摩擦件对系统起一个保护作用，相当于保护层；当外界影响大时，摩擦件开始运动起一个保护作用，相当于保护层；当外界影响大时，摩擦件开始运动产生永久损伤。产生永久损伤。 3f 安全质量体：用安全质量体

57、：用 表示元件。表示元件。 2）安全流变）安全流变-突变换型的五个层次突变换型的五个层次 安全流变安全流变-突变模型由四组元件组成，整个系统可分为五个层次，每突变模型由四组元件组成，整个系统可分为五个层次，每层功能和机理各不相同，从外向内依次分为外界广义损伤力区、可立即层功能和机理各不相同，从外向内依次分为外界广义损伤力区、可立即恢复损伤区、可缓慢恢复损伤区、安全本质损伤区、安全本质损伤加速恢复损伤区、可缓慢恢复损伤区、安全本质损伤区、安全本质损伤加速区。区。 3、安全流变、安全流变-突变理论的数学模型突变理论的数学模型 （1）当）当 时，本质损伤区、本质损伤加速区内没有运动。时，本质损伤区、本质损伤加速区内没有运动。 损伤：损伤： 损伤速度：损伤速度： 损伤加速度：损伤加速度： 3fS )exp(1 22221tkkSkSe)exp(2222tkSe)exp(222222tkSke （2）当）当 时，本质损伤区开始运动。时，本质损伤区开始运动。 34fSf 损伤：损伤： 损伤速度：损伤速度： 损伤加速度：损伤加速度： tfStkkSkSe332221)