机械密封故障分析——故障树分析方法

故障树分析方法义称为FTA法，目前，在实践中有不少单位采用该方法。通过故障树分析可以定量地计算复杂系统的故障概率及其他可靠性参数，为评估和改善系统可靠性提供定量依据。法国CFR Total公司的Michalis,P.M.M.对炼油厂的轻烃泵用机械密封进行了FTA分析的报导。他以轻烃泵用机械密封为实例述了FTA的建树、建立数学模型、定性分析、定量分析等具体步骤。

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一、FTA方法特点

故障树分析法是在系统设计过程中通过对可能造成系统故障的各种因素(包括硬件、软件、环境、人为因素)进行分析。画出逻辑框图(即故障树)，借此确定系统故障原因的各种可能组合力一式或其发生概率，从而计算出系统故障概率并据此采取相应的解决措施，以提高系统，可靠性的一种方法。

FTA法的特点有:

①分析力一法灵活，特别可以对环境条件和人为囚素加以分析;

②它是一种逻辑推理方法，层层深入，一环扣一环;

③它是对系统更深入认识的过程，许多问题在分析过程中就可以被发现和解决;

④通过故障树可以定量地计算复杂系统的故障概率及其他可靠性参数，为改善和评核系统可靠性提供定量数据。

二、危险性分析

在炼油厂的某些离心泵中，由于输送流体的性质或其输送状态，因其过度泄漏，漏到大气发生事故，会构成对人身或设备的潜在危险.。因此，检查流体的流动是必要的。

危险性流体分类见表13一5所述。

炼油厂机械密封所发生故障级别分类及所导致的后果见表13一6所述。

对以上流体，根据机械密封最初发生过度泄漏的事故作一因/果示意图，可以判定九组可能发生的不同情况的后果C1至C9，见图13一28:这些后果取决于以下参数，如所采用的机械密封类刑、要堵住流体的类型、有无报警仪器系统、外部事件的作用等。

根据图13一2，可能引起严重后果和灾难性后果的情况.见表13一7所述。

三、故障树分析

通过机械密封系统“故障树”的分析，有可能将导致带来不希望故障的原始事件加以分类。分类的依据是:故障类型(腐蚀、热影响、机械影响……)，故障原因(设计不良、工艺过程、泵、辅助流体)，应负责任者(设计人员、维修人员、用户)。还可能推测最可能出现的一连小情况，采取什么预防方法，去记录一些密封设想，确定机械密封的主要运转参数。

图13一29和图13一30是以机械密封泄漏过量作为不希望后果(顶事件)的故障树的一个例子。对它可作如下一些总结:导致密封失效的99例原始事件(底事件)中有55例与摩擦面有关，18例与辅助元件有关，14例与金属波纹管有关，6例与承压箱体有关，4例与轴套有关。从原始事件的分布来肴是:腐蚀9例，热影响18例，机械影响58例，装配不良13例。

除此之外，还可按故障原因来分是:泵8例，工艺过程14例，辅助流体21例，密封设计29例，不遵守规程13例。

以丙烷泵机械密封故障树进行分析。从图中可知，丙烷泵机械密封故障树共有51个逻辑门，其中4个与门，47个或门，99个底事件，经过对现场运行丙烷泵机械密封的统计分析得到故障树各底事件的失效概率，而后应用计算机程序得到:

形象地说就是:假如有1000套密封在规定条件下运行8000小时，当忽略因泄漏引起的故障时，有496套密封发生了不能按要求正常工作的故障，考虑泄漏故障时则会有685套密封发生故障，即单纯由于泄漏因素可使139套密封在8000小时内发牛故障，可见泄漏问题是相当严重的，应子以高度重视。同时也说明考虑泄漏单元的计算结果与实践使用经验比较吻合。而且说明了丙烷泵机械密封的可靠性水平还有待于提高。