设备风险识别与控制讲课讲稿

设备风险识别与控制Piper-Alpha石油平台–北海时间：1988

年7月6日设备类型：海上石油平台表面原因：天然气凝析油泄漏引起的爆炸根本原因：操作和维修作业缺乏良好的作业习惯是众多原因中的重要一条人员影响：167人死亡财务影响：$3,400,000,000PiperAlpha爆炸事故TARTANCLAYMOREPIPERALPHAFLOTTA发生了什么？正常生产事故前原因？没有正确的执行作业许可制度与上锁挂签制度.平台设计不合理，阻碍了人员的逃生消防水系统处于手动开启状态，并没有开启.其他平台并没有在爆炸发生的第一时间及时关闭泵大多数人对并不熟悉应急响应程序介绍欢迎安全提示紧急警报及出口其他安全事项目的和期望会场的秩序介绍教材介绍课堂秩序手提包靠墙地上五支点关闭手机或设在振动课间休息安排午餐时间每次一个人发言有无其他规则？目的MIQA介绍通过研讨，能够掌握设备风险管理的流程及方法；知识的掌握，10%来源于课堂学习；20%来源于交流与反馈；70%来源于工作中的实践，能够切合实际的，有目的，有计划的实施设备的风险识别与管理；

8100起最大安全事故9大纲杜邦设备生命周期管理工艺安全管理关键设备的识别机械完整性与质量保证设备风险识别风险源JHA与LEC风险评估法FMEA与矩阵风险评估法设备风险控制10川庆工艺安全和风险管理模型安全文化管理层的领导力与承诺关键设备的生命周期管理设备设计基础订单制造接收安装设备生命周期管理（程序、维修人员能力提升、备品配件QA、检查测试、维修、可靠性分析等）工艺技术质量保证设备完整性设备变更管理试车前的安全检查12设备设计基础

完善的设备设计基础信息为设备风险管理提供了基础保证设备质量保证设备维修维护设备危害分析设备可靠性工程

设备设计基础指设备的设计所依据的假设条件和逻辑，主要包括以下内容：设备设计依据、设备的计算设备的技术规格、设备制造标准供货商资料和设备蓝图管道和仪表图（PID图）质量保证检验报告13PSM关键设备把有限的资源、关注点和在工艺安全管理系统中的努力，集中到会严重影响工艺安全的部件、设备和系统中来，保证它们在工艺生产中能够正常运转，避免工艺事故发生。没有能够正确的识别出PSM关键设备或在关键设备的管理中出错，那么将要面对的风险是重大的事故把非关键设备作为PSM关键设备来管理，那么会花掉很多时间和努力，而只获得的是降低了很小的风险企业的80%的风险来源于20%的设备PSM关键设备的定义PSM关键设备：某些部件、设备或系统，它们的失效会造成或促进足够量的危害性物质、能量的释放或暴漏，从而造成死亡、不可恢复的健康影响、大量的财产损失或重大的环境事故。不可恢复的健康影响器官的损坏，永久的影响了器官在身体发挥的功能（肺，肾等）严重的烧伤，限制了人的正常功能（如双手的活动）丧失或严重影响了视力，或其他的感官肢体的丧失或截断15PSM关键设备识别的原则符合以下3条原则之一，则为

PSM关键设备“自动判定”

有几类设备，我们认为一定是ＰＳＭ关键设备基于后果分析的判定

通过失效后果分析，在不考虑防护层的情况下，会造成死亡、不可恢复的健康事件、严重的环境影响及重大的财产损失等后果的设备/设施用来防护工艺事故发生/减弱事故后果的系统“自动判定”的PSM关键设备清单压力容器

压力泄放装置

(包括安全阀，呼吸阀，爆破片，阻火器等）

安全连锁

(包括传感器，逻辑计算器，执行机构等）和燃烧器的燃烧保护系统紧急停车系统和紧急隔离系统（包括远程切断阀门）

防火系统和设施

高能转动设备基于后果分析来确定PSM关键设备的清单下列应该被考虑基于后果分析来识别的设备，但不止限于此：储罐管道系统（如：阀门，软管，膨胀节，接头，视镜等）围堵设施或起到缓解的设备（如：洗涤器，火炬，Ｋ.O罐等）泵关键的公用工程和工艺及接入点接地与跨接气体钝化系统工艺仪表控制系统

(如：在线检测仪，液位计，溢流保护系统）通风系统，除尘系统，吹洗系统，维持控制室与配电间增压的压力系统固体原料处理系统(如：筒仓，研磨，绞龙，干燥塔等）

过滤系统阴极、阳极保护系统用来防护工艺事故发生/减弱事故后果的系统此系统是用来降低事故发生的可能性或削弱事故发生的后果，一般来讲，他们会以一个防护层的功能存在。

例如：围堤

防爆墙，泄爆板紧急状况警报和紧急通信系统在失电情况下的控制系统的备用电源(如：柴油发电机或UPS)固定的检测系统

(有毒或可燃气体探测系统,氧气探测,烟、热或火焰探测等）识别PSM关键设备的流程开始它是高危害工艺或者是低危害操作工艺中的一部分吗？它是被包含在我们规定的“自动判定”PSM关键设备清单”中吗？设备有防护/降低PSM相关事件所产生的危害后果的功能吗？设备失效会造成危害物质泄漏或危害能量释放吗？所产生的后果是造成死亡，重大的不可逆的健康问题，严重的环境事件或是重大的财产损失？非PSM关键设备PSM关键设备PSM关键设备PSM关键设备非PSM关键设备是是不是不是不是不是是是不是是大纲杜邦设备生命周期管理工艺安全管理关键设备的识别机械完整性与质量保证设备风险识别风险源JHA与LEC风险评估法FMEA与矩阵风险评估法设备风险控制21机械完整性与质量保证222324252627282930大纲杜邦设备生命周期管理工艺安全管理关键设备的识别机械完整性与质量保证设备风险识别风险源JHA与LEC风险评估法FMEA与矩阵风险评估法设备风险控制31设备风险识别风险分析综合了科学、技巧以及判断，以：系统地识别、评估并制定措施来控制生产过程中重大的危害

关注于由于设备设计、质量、外部环境、人员操作等方面导致的设备失效模式，分析它对系统、人员伤害、财务损失方面影响32设备危害识别的目的

完善设备操作规程

完善设备维修与维护规程

人员培训

制定基于风险的检维修计划

提高设备的可靠性

避免设备原因造成的伤害与损失33风险识别小组成员组长加上3到6名全职成员组长的能力要求良好的组织能力和聆听能力风险识别的方法受过培训并有经验小组成员的能力要求所涉及各专业的组合，在设备的操作和维护方面有实际经验熟悉以下各方面技能的人员:设备使用者维修维护工程/技术一线管理人员（如：作业队队长）HSE人员其他35风险源识别的方法危害源清单ＪＳＡ工作前安全分析ＦＭＥＡ故障模式与影响分析36危险源清单通过使用检查表的方式对针对设备本身，及设备本身可能影响到的系统所存在的危害进行识别，一种简单有效的风险识别方法37危险源

１.热力性热——表面，物料泄漏，蒸汽，热膨胀

冷——低温物料泄漏，冻堵，材料脆化２.压力/体积性高压下的可压缩流体——爆裂，泄露，或喷溅高压液体——BLEVE真空下的可压缩流体——储罐破裂或瘪塌３.势能/位置性工艺原料的提升——容器掉落或液体溅落粒状储存管的更换装满液体的容器内的液体涌动４.动力性移动的物料——水击效应，冲击或侵蚀损坏气动传送——固体撞击，粉尘泄露，爆炸危险源，如：风险源识别清单（例）39ＪＳＡ－工作前的安全分析40什么是工作安全分析（JSA）?是一个事先或定期对工作场所的工作任务进行风险评估的工具；是通过有组织的过程对存在的危害进行识别、评估和制定实施相应的控制措施；是将工作风险达到最大限度消除或控制风险目的的一种方法。工作安全分析（JSA）的作用消除重大的危害实现规章和政策的需要关注在实际的工作活动改善对危害的认识和/或识别新的危害的能力确保正确的“控制措施”到位并落实持续的改善安全标准和工作条件评估操作规程的准确性工作安全分析（JSA）的优点找出风险，研拟解决对策预防伤害与事故的发生有组织的,系统化的，让工作更正确、有效率的执行拟定人人皆可使用的程序让人们养成安全的工作习惯工作安全分析（JSA）的应用领域评估现有的作业新的作业改变现有的作业非常规性的作业承包商作业培训或再培训的工具成立JSA小组JSA小组组长：基层单位负责人指定，通常是由完成工作任务的班组长担任，必要时由技术或设备负责人担任；JSA小组成员：应由管理、技术、安全、操作等人员组成；JSA小组要具备的能力：应熟悉JSA方法了解工作任务、区域环境和设备熟悉相关的操作规程。JSA的管理流程

-工作任务的审查JSA的工作步骤第一步:把工作分解成具体工作任务或步骤第二步:观察工作的流程,识别每一步骤相关的危害第三步:评估风险第四步:确定预防风险的控制措施JSA的管理流程

-JSA程序的实施分解步骤时应注意：

不可过于笼统；

不可过于细节化；

可参照原来的标准操作程序进行；步骤确认。第3步第1步第2步第4步JSA工作步骤

-第一步:把工作分解成具体工作任务或步骤第一步：把工作分解成具体工作任务或步骤如：危害……能引起人员的伤害或对人员的健康造成负面影响的情况。（危害＝暴露频率×严重性）第二步：观察工作流程，识别每一步骤的危害识别危害和评估风险是人们自然的事情，但你需要有相应的经验

你不需要是科学家或者教授来做!JSA工作步骤

-第二步:观察工作流程,识别每一步骤的危害危害

=被撞到和受伤风险=实际被撞到和受伤的机会危害和风险的例子：经过拥挤的马路JSA工作步骤

-第二步:观察工作流程,识别每一步骤的危害物理的化学的生物的心理、生理的行为的其他危害（如：环境）根据GB/T13816-92《生产过程危险和有害因素与代码》危害的类别JSA工作步骤

-第二步:观察工作流程,识别每一步骤的危害设备设施缺陷电危害电磁辐射噪音,振动标志缺陷机械明火高、低温物质粉尘与气溶胶物理危害JSA工作步骤

-第二步:观察工作流程,识别每一步骤的危害物质类型：易燃易爆性物质、自燃物质、有毒物质、腐蚀物质(液体,气体,

固体)。进入人体的方式:吞咽

(口)吸入(皮肤)吸入

(呼吸)化学危害JSA工作步骤

-第二步:观察工作流程,识别每一步骤的危害爆炸氧化燃烧中毒化学灼伤刺激过敏引起癌变生物性的突变再生化学危害JSA工作步骤

-第二步:观察工作流程,识别每一步骤的危害细菌/病毒传染病媒介物（肝炎）致害动物致害植物

这是一个专门的区域，需要职业健康专业人士来咨询生物的危害JSA工作步骤

-第二步:观察工作流程,识别每一步骤的危害释放溢出污染环境的产品土壤地下水总体的废物

其它,如:环境的危害JSA工作步骤

-第二步:观察工作流程,识别每一步骤的危害风险危害发生的可能性暴露频率每单位时间某事件发生的(或估计发生）次数严重性可能引起的后果的严重程度可能性后果事件发生的几率第三步：评估风险－ＬＥＣ法JSA工作步骤

-第三步:评估风险风险=暴露频率x严重性x可能性计算方法JSA工作步骤

-第三步:评估风险如：暴露的频率:-你是每年,每月,每天,每小时都过吗?严重性:

可能的严重的伤害或致死可能性:-发生的实际的机会这是一个识别和评价危害和风险的系统的、定量的方法.L

(可能性)

—

事故发生的可能性E

(暴露频率)

—

人员暴露于危险环境中的频繁程度C

(严重性)

—

一旦发生事故可能造成的后果的严重性风险评估方法：LEC方法JSA工作步骤

-第三步:评估风险风险=可能性x暴露频次x严重性

D=LXEXC使用LEC法进行风险评分JSA工作步骤

-第三步:评估风险暴露频次(E)：JSA工作步骤

-第三步:评估风险严重性(C)：JSA工作步骤

-第三步:评估风险可能性(L)：JSA工作步骤

-第三步:评估风险风险评分的解释：JSA工作步骤

-第三步:评估风险安全规则,程序和手册操作程序许可系统

(LTCT,受限空间,动火工作等)监控和取样审核培训/信息/指导监督应急计划个人防护装备

(PPE)已存在的安全措施JSA工作步骤

-第四步：确定预防风险的控制措施第四步：确定预防风险的控制措施目前的安全控制措施不足以控制危害要采取行动计划，如果:JSA工作步骤

-第四步：确定预防风险的控制措施消除:消除风险取代:减少源头的风险或移除源头工程控制:采取公共的防护措施管理控制:培训+程序+指导PPE:使人们配备PPE控制措施的防护层次JSA工作步骤

-第四步：确定预防风险的控制措施

基本的JSA的步骤:

识别任务和子任务

计算初始的风险-打分定义措施包括标准和额外的措施.总是考虑防护层次

计算实际的风险可以接受吗?执行措施风险分析的文件化

识别危害不JSA工作步骤

-第四步：确定预防风险的控制措施故障模式与影响分析-FMEA71设备系统划分系统具有相互关系的组件按一定的逻辑关系组成的实现一定功能的整体称之为系统。依据设计目的和主体设备功能划分成分系统，有利于制定分析计划识别事故事件场景

系统划分的方法基于物料的划分基于物料划分的基础上，流体的操作压力或温度可能是发生变化的，这可能导致相同物料产生不同的失效机理或失效速率，造设备不同的失效模式基于特殊设计功能的设备系统72设备危害分析

定性分析基于分析小组人员的经验、公司的具体操作经验来进行。发生概率一般用“非常不可能”、“可能”、“很有可能”等术语；失效后果一般用“高”、“中”、“低“等术语表示。FMEAWhatIf/Checklist

定量分析使用逻辑模型表述导致严重事故的事件组合，使用物理模型描述事故的进程和危险物质在环境中的传播。FTA73背景FMEA方法是为故障分析而开发出来的最早的一种系统性的分析技术。FMEA由美国军方发明。美国军方的技术程序文件MIL-P-1629《进行故障模式、后果以及关键性分析的步骤》，1949年九月9日发布。FMEA是产品/系统在最初的开发阶段运用最普遍的可靠性分析手段。FMEA方法的主要作用保证设计、运行已考虑到所有可预见的故障模式，以及这些故障模式对系统顺利运行所产生的影响列明可能的故障（失效），并确认其带来影响的严重性为制定测试计划和确定测试要求建立基础为将来现场的故障排查和技术改造建立参考文件为维护保养计划建立基础为定量的可靠性和可用性分析建立基础制定设备维护策略识别关键设备FMEA分析常规维护策略制定维护管理流程定义维护活动要求备品配件计划检查计划测试计划维修方法优点分析故障类型和影响的系统方法将非常见过程分解为单元用于关键性分析通过适当的训练后易于使用和归档局限性主要针对“运行－故障”的状况（仪器和设备）对设计依据不作质疑流程79FMEA记录表FMEA分析记录表工艺研究对象

图号分析日期

序号标识组件故障模式影响当前保护风险建议严重性可能性风险等级

定义系统、关键子系统具有相互关系的组件按一定的逻辑关系组成的实现一定功能的整体称之为系统。关键子系统是对实现系统功能有着关键影响的系统组件。基本元件是构成系统的组件，且已经不在继续细分的组件称之为基本元件。定义故障故障是指子系统/元件不能实现其设计所要求的功能。故障模式故障模式是系统元件故障的可能出现方式。如针对一个正常生产中为全开的阀门，其故障模式就是正常生产中突然关闭或只开了一半或未全开。定义故障影响故障影响是指由于关键子系统及其基本元件故障导致系统功能的缺失及其对全局产生的影响。例如:一个正常生产中为全开的阀门，如果其为某高速离心泵的入口阀，那么若突然关闭会造成泵本身的损坏，而对装置来说则可能造成装置的反应失控或生产中断，其影响要通过其在系统中所处的位置来评判，可能是危险的会造成不可接受的后果，也可能仅仅只是财产损失。局部影响“局部影响”是指对与故障元件直接相关的其他元件功能实现的影响。最终影响是指故障元件所导致的对整个系统功能实现的影响。考虑最终影响时，应在不考虑现有保障措施的情况下，分析所导致的最终的不利后果。故障类型及影响分析总步骤1. 选择系统2. 描述系统3. 将各组件的编号和描述列表4. 列出第一个组件的失效或故障类型列出对整个系统的安全影响列出目前的保护风险评估考虑改进保护措施识别部件的故障类型检查设备的操作历史和以前的检测信息借鉴同行业相似或相同部件的故障信息不同专业的专家集体对部件故障机理的识别85常见部件的故障类型部件故障类型泵外部泄漏 外部破裂无法启动 运行中故障停机过早启动 运行时间过长无法达到设计压力/流量（太快、太慢等）阀门/转板外部泄漏/破裂 内部泄漏无法打开 无法关闭无法换位 阻塞开启位置不正确过早打开 过早关闭计量/指示/记录仪器仪表故障-无输出信号 故障-对输入信号无反应故障-低点输出信号 故障-高点输出信号输出信号不正确马达无法启动 运行中故障停机过早开启 开动延迟运行时间过长无法达到设计扭矩/转速（反向转动、太快、太慢等）FMEA记录表（例）FMEA分析记录表工艺研究对象

旋转控制头图号分析日期

3/7/2012序号标识组件故障模式影响当前保护风险建议严重性可能性风险等级1

壳体侧出口及短节冲蚀1.刺漏，影响下步施工；

2.可燃气体泄漏，可能发生燃爆出入库检查；

IIIIII1、制定空气钻用旋转控制头壳体设计标准，包括：侧出口及短接采用耐磨材料制造；72-3.5、54-14及35-35壳体采用通径为230mm侧出口短节,28-35壳体采用通径不小于180mm侧出口短节，减少可能出现的冲蚀程度；增大侧出口与胶芯之间的高差；壳体多出口设计；增加可拆卸耐磨衬套；侧出口法兰面角度倾斜±7.5度。

2.明确更换或调整方向侧出口短接所依据的壁厚减薄程度。密封不严泄漏，影响下步施工1.出入库检查；

2.双出口IIIIIIIV1、壳体采用多出口；

2、侧出口内环面喷涂耐磨材料；

故障类型及影响分析总步骤（续）对每个失效或故障类型:列出对整个系统的安全影响列出目前的保护风险评估考虑改进保护措施FMEA记录表FMEA分析记录表工艺研究对象

旋转控制头图号分析日期

3/7/2012序号标识组件故障模式影响当前保护风险建议严重性可能性风险等级1

壳体侧出口及短节冲蚀1.刺漏，影响下步施工；

2.可燃气体泄漏，可能发生燃爆出入库检查；

IIIIII1、制定空气钻用旋转控制头壳体设计标准，包括：侧出口及短接采用耐磨材料制造；72-3.5、54-14及35-35壳体采用通径为230mm侧出口短节,28-35壳体采用通径不小于180mm侧出口短节，减少可能出现的冲蚀程度；增大侧出口与胶芯之间的高差；壳体多出口设计；增加可拆卸耐磨衬套；侧出口法兰面角度倾斜±7.5度。

2.明确更换或调整方向侧出口短接所依据的壁厚减薄程度。密封不严泄漏，影响下步施工1.出入库检查；

2.双出口IIIIIIIV1、壳体采用多出口；

2、侧出口内环面喷涂耐磨材料；

故障类型及影响分析总步骤（续）６.列出目前的保护７.风险评估８.考虑改进保护措施识别现有的防护措施是目前实施的；有载体的（如：规程、标准）；针对事件发生的原因或后果的防护或减弱的可以是以下的方式，但不限于：安全规则,程序和手册操作规程技术标准施工设计许可系统(LTCT,受限空间,动火工作等)培训/信息/指导应急计划91风险定义风险是事件后果与发生频率/可能性/概率的乘积严重的后果并不总等同高风险较轻的后果，若发生得十分频繁，则风险可能更高92风险评估工具-风险评估矩阵矩阵——一个公司对于风险容忍的表达用于确定：风险是否可接受？风险是否太高？由两个轴组成：后果频率93后果后果从以下方面考虑：人员伤害环境影响财产损失社会影响94建立风险矩阵收集与风险矩阵有关的信息辨识风险矩阵时，考虑所在的行业标准基于公司的使命和价值观，考虑你们对于风险的态度审阅公司处理风险方面的历史考虑公司目前的标准和程序将公司对风险的处理方法与其所在行业的已建立标准进行对比建立风险矩阵，描述公司对于风险的态度使用为公司定制的风险矩阵来评估风险

川庆公司风险评估矩阵96FMEA记录表FMEA分析记录表工艺研究对象

旋转控制头图号分析日期

3/7/2012序号标识组件故障模式影响当前保护风险建议严重性可能性风险等级1

壳体侧出口及短节冲蚀1.刺漏，影响下步施工