注冊安全工程師考試安全技術(shù)知識

　　安全技術(shù)知識

　　(1) 引言

　　事故是指主觀上不愿意出現(xiàn)的，導(dǎo)致人員傷亡、損害健康、財(cái)產(chǎn)損失、環(huán)境及商業(yè)機(jī)會(huì)損失的不測事件。而安全工作是指對事故控制的工作。

　　自工業(yè)革命以來，工業(yè)生產(chǎn)中的安全技術(shù)工作經(jīng)過了150余年的發(fā)展，其間預(yù)防事故的理論與實(shí)踐也有了長足的進(jìn)步。然而，現(xiàn)代的工業(yè)系統(tǒng)已成為多學(xué)科(專業(yè))成果的集合，單一階段或單項(xiàng)的安全措施已難以解決整個(gè)系統(tǒng)的安全問題，人們認(rèn)識到安全工作必須走系統(tǒng)分析的道路，因此系統(tǒng)安全性問題的研究得到了相應(yīng)的發(fā)展。

　　系統(tǒng)的安全，是作業(yè)場所人身安全的前提。本節(jié)將敘述系統(tǒng)安全的一般概念，而在續(xù)后的章節(jié)中，將著重?cái)⑹鲎鳂I(yè)場所中人在活動(dòng)中的安全問題。

　　(2) 術(shù)語

　　系統(tǒng)：是指在生產(chǎn)活動(dòng)中，其所考察的對象，它可以是一個(gè)設(shè)施、一個(gè)工藝過程，也可以是一個(gè)車間、單元，或者一個(gè)企業(yè)，也可以是一個(gè)項(xiàng)目。明確地界定系統(tǒng)、系統(tǒng)的外環(huán)境及系統(tǒng)的狀態(tài)是進(jìn)行安全分析的前提條件。

　　系統(tǒng)安全性：系統(tǒng)安全性是以系統(tǒng)的使用性能、時(shí)間和費(fèi)用為約束條件，在壽命期的各個(gè)階段中，用系統(tǒng)管理的原則和相關(guān)的專業(yè)技術(shù)，識別、評價(jià)、消除或控制系統(tǒng)中的危險(xiǎn)，使系統(tǒng)獲得好的安全性。

　　危害：危害是指可能導(dǎo)致事故的狀態(tài)，是發(fā)生事故的根源。這種狀態(tài)有物質(zhì)狀態(tài)、環(huán)境狀態(tài)和人員的活動(dòng)狀態(tài)及其組合。

　　風(fēng)險(xiǎn)：由危害所導(dǎo)致的事故發(fā)生的可能性與后果嚴(yán)重性的組合。

　　危險(xiǎn)：不可接受的風(fēng)險(xiǎn)。

　　(3) 系統(tǒng)安全性要求

　　系統(tǒng)安全性要求是指對整個(gè)系統(tǒng)(包括系統(tǒng)硬件、軟件、使用、保障及有關(guān)人員)和系統(tǒng)全壽命期的各階段(包括論證、設(shè)計(jì)、研制、使用、維護(hù)及報(bào)廢)的所有活動(dòng)，都要貫徹安全方面的需求，逐項(xiàng)、全面地識別系統(tǒng)中存在的危害，采取保證安全的工程和管理措施，達(dá)到消防風(fēng)險(xiǎn)或者將風(fēng)險(xiǎn)控制到可以接受的水平，以防止事故的發(fā)生。

　　系統(tǒng)安全的主要功能，是采取科學(xué)和工程的方法進(jìn)行符合任務(wù)要求的系統(tǒng)安全性分析與設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)安全性的要求，從設(shè)計(jì)的源頭就作為重要指標(biāo)，按預(yù)先計(jì)劃和措施，逐項(xiàng)落實(shí)到系統(tǒng)總體工程中去，一方面保證系統(tǒng)安全性;另一方面，為系統(tǒng)在壽命期的各個(gè)階段的安全評估工作提供良好的基礎(chǔ)和前提條件。

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　　為了做好系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)與分析工作，應(yīng)考慮如下要求：

　　(1) 吸收已有的或類似系統(tǒng)及分系統(tǒng)的安全性運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)、數(shù)據(jù)和信息，特別是相關(guān)的行業(yè)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，作為安全性設(shè)計(jì)和分析的根據(jù)。

　　(2) 識別系統(tǒng)在壽命周期內(nèi)的各種狀態(tài)下，尤其是運(yùn)行過程中存在的危害，并消除和控制與之相關(guān)危險(xiǎn)。此項(xiàng)工作要有專門的文字記錄，并且要讓有關(guān)人員知道，這種文件可以是規(guī)范或手冊、說明書。

　　(3) 當(dāng)采用新的設(shè)計(jì)方法、新工藝、新材料和新技術(shù)，或者進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，應(yīng)尋求其在安全性方面具有最小的風(fēng)險(xiǎn)。

　　(4) 在論證、研制及訂購系統(tǒng)及其分系統(tǒng)時(shí)，要充分考慮其安全性指標(biāo)，同時(shí)要避免在使用或運(yùn)行時(shí)，為改善安全性而進(jìn)行改裝、改造，還必須考慮到系統(tǒng)報(bào)廢時(shí)的回收及處理主法，做到簡便、無害、經(jīng)濟(jì)。

　　(5) 在設(shè)計(jì)時(shí)，要盡最大努力將安全方面的需求與其他方面的需求作整體考慮，從而達(dá)到設(shè)計(jì)上的優(yōu)化。

　　1.1 工業(yè)設(shè)計(jì)的安全要求

　　通過設(shè)計(jì)來消除或控制危害，是提高系統(tǒng)安全水平的主要措施之一。

　　(1) 在進(jìn)行系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)時(shí)，采用的安全措施，應(yīng)該按如下順序進(jìn)行：

　?、?最小風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)：首先應(yīng)在設(shè)計(jì)上消除危險(xiǎn)，若不能消除已經(jīng)判定的危害，應(yīng)通過選擇設(shè)計(jì)方案將風(fēng)險(xiǎn)減小到規(guī)定的可接受水平;

　?、?采用安全裝置：若不能通過最小風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)來滿足規(guī)定的要求，則應(yīng)采取永久的、自動(dòng)的或者其他的安全防護(hù)裝置，使風(fēng)險(xiǎn)減小到可以接受的水平;

　?、?采取報(bào)警裝置：若最小風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)及采用安全裝置都未能有效地滿足規(guī)定要求，則應(yīng)采用報(bào)警裝置來監(jiān)測危險(xiǎn)狀態(tài)，并向有關(guān)人員發(fā)出報(bào)警信號;

　?、?制定專用規(guī)程和培訓(xùn)措施：若采用以上措施即①、②、③均不能滿足規(guī)定要求，則應(yīng)另行制定專門的規(guī)程和相應(yīng)的培訓(xùn)計(jì)劃，以達(dá)到系統(tǒng)安全性要求。

　　(2) 在進(jìn)行系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)做到：

　　① 通過設(shè)計(jì)消除已判定的危害或減少有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn);

　?、?危險(xiǎn)的物質(zhì)、零部件和危險(xiǎn)的活動(dòng)應(yīng)當(dāng)與其他活動(dòng)、區(qū)域、人員和不相容的物品相隔離;

　?、?設(shè)備的位置安排應(yīng)使工作人員在操作、維護(hù)、修理或調(diào)試過程中，盡量避免危險(xiǎn)(如危險(xiǎn)化學(xué)品、輻射、高壓電、尖銳鋒利的物件等);

　?、?盡量減少惡劣環(huán)境條件(如溫度、壓力、噪聲、毒性、加速度、振動(dòng)、沖擊和輻射等)所導(dǎo)致的危險(xiǎn);

　?、?系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量減少在系統(tǒng)的使用和保障中人為差錯(cuò)所導(dǎo)致的危險(xiǎn);

　?、?為把不能消除的危害所形成的風(fēng)險(xiǎn)減少到最低的程度，應(yīng)考慮采取補(bǔ)償措施，此類措施包括：連鎖、冗余、故障安全保護(hù)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)保護(hù)、滅火和個(gè)體防護(hù)、防護(hù)設(shè)備、應(yīng)急規(guī)程等;

　?、?采用機(jī)械隔離或屏蔽的方法，保護(hù)冗余分系統(tǒng)的電源，控制關(guān)鍵零部件;

　　⑧ 當(dāng)各種設(shè)計(jì)方法不能消除危險(xiǎn)時(shí)，在裝配、使用、維護(hù)和修理說明書中，應(yīng)給出警告和注意事項(xiàng)，并在危險(xiǎn)零部件、設(shè)備和設(shè)施上做出醒目的標(biāo)記;

　?、?應(yīng)盡量減輕事故中人員的傷害和設(shè)備的損壞;

　　⑩ 設(shè)計(jì)由軟件控制或監(jiān)測的功能，以盡可能地減少危險(xiǎn)事件或事故的發(fā)生。

　　對設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中有關(guān)安全性的不足之處或過多的限制的要求進(jìn)行評審，根據(jù)分析或試驗(yàn)數(shù)據(jù)，推薦新的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

　　必須消除或控制災(zāi)難性的及危害性極為嚴(yán)重的事故，并將其相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)減少到可接受的程度。

　　1.2 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的安全內(nèi)容

　　通過工業(yè)設(shè)計(jì)，建立系統(tǒng)的安全狀態(tài);通過對物質(zhì)(系統(tǒng))狀態(tài)的安全評估;作為對人、機(jī)及管理的整體安全評估的基礎(chǔ)。這是實(shí)現(xiàn)安全的一種常用邏輯方法。

　　工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范中的安全要求及內(nèi)容，是設(shè)計(jì)和評審的主要依據(jù)。

　　在對系統(tǒng)設(shè)計(jì)及物質(zhì)環(huán)境進(jìn)行安全評審時(shí)，無論是在危害識別、風(fēng)險(xiǎn)控制及評審的各項(xiàng)內(nèi)容中，首先要查看相關(guān)內(nèi)容的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，并以此為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。

　　對工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范中沒有規(guī)定的內(nèi)容，除按照設(shè)計(jì)和評審的通用原則進(jìn)行處理外，應(yīng)當(dāng)提請行業(yè)有關(guān)部門，采取相應(yīng)措施，根據(jù)需要制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

　　1.3 安全性設(shè)計(jì)方法

　　為使系統(tǒng)滿足規(guī)定的安全性要求，可采用相應(yīng)的安全找施，以消除和控制危害或者減少危害的影響。在采用這些安全措施及方法時(shí)，按其功能和實(shí)效性，選用的順序可列為：能量控制，固有安全設(shè)計(jì)，隔離，閉鎖，鎖定及連鎖，故障安全設(shè)計(jì)，故障最小設(shè)計(jì)，安全系數(shù)，警示裝置，安全標(biāo)志，損傷抑制，應(yīng)急及救援，薄弱環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)等。

　　1.3.1 能量控制

　　在研究安全性的問題時(shí)，無論任何事故及其影響的大小都以直接與其所含能量相關(guān)的原理為基礎(chǔ)，進(jìn)而提出通過控制能量來保證安全的方案。

　　1.3.2 固有安全設(shè)計(jì)

　　固有安全性是產(chǎn)品設(shè)計(jì)本身所賦予的安全性。進(jìn)行固有安全性的設(shè)計(jì)是避免事故發(fā)生的最有效的、最本質(zhì)的方法。它可以通過消除危害或控制風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)計(jì)方法和工程方法，確保系統(tǒng)的固有安全水平。

　　1.3.3 隔離

　　隔離是采用物理分離，隔板、柵欄或機(jī)械方式等措施，將已確認(rèn)的危害同人員及設(shè)施隔離，從而避免接觸危害或?qū)L(fēng)險(xiǎn)降低到最低水平，控制危害的影響。

　　1.3.4 閉鎖、鎖定及連鎖

　　閉鎖、鎖定及連鎖是一種常用的安全措施。這些措施的功能是防止不相容事件接連發(fā)生，或防止事故在不正確的時(shí)間中發(fā)生或者以錯(cuò)誤的順序發(fā)生。常見的例子，如沖床及其他一些機(jī)器的安全保護(hù)裝置。

　　1.3.5 故障安全設(shè)計(jì)

　　故障-安全設(shè)計(jì)應(yīng)保證故障不影響系統(tǒng)，或使系統(tǒng)不會(huì)造成損害。在大多數(shù)實(shí)踐中，這種設(shè)計(jì)使系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)停止工作。在任何情況下，故障-安全設(shè)計(jì)的基本原則是：

　　(1) 保護(hù)人員的安全;

　　(2) 保護(hù)環(huán)境，避免引發(fā)爆炸、火災(zāi)等災(zāi)害;

　　(3) 防止設(shè)備損壞;

　　(4) 防止降低或喪失使用性能。

　　1.3.6 故障最少設(shè)計(jì)

　　減少故障的方法有降低故障率(如采用冗余技術(shù)等)、監(jiān)控、中斷與修復(fù)、加大安全系數(shù)和預(yù)報(bào)、預(yù)警等方法。

　　1.3.7 安全系數(shù)法

　　采用安全系數(shù)以盡量減少結(jié)構(gòu)及材料的故障，是一種經(jīng)典的方法。在能量及狀態(tài)控制措施中，也把這種設(shè)計(jì)思想作為保證安全的一種重要措施。

　　1.3.8 警示裝置

　　警示裝置用于向有關(guān)人員通告危險(xiǎn)、設(shè)備故障問題及其他值得注意的狀態(tài)，以使有關(guān)人員警惕并采取相應(yīng)的糾正措施，避免事故發(fā)生。警示裝置按接收訊號人員的感覺可分為視覺、聽覺等類型。

　　1.3.9 標(biāo)志

　　標(biāo)志是一種特殊的目視告警和說明手段，它按要求或標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)并置放在特定的位置。標(biāo)志包括文字、顏色和圖樣，以滿足示警的特殊要求。

　　1.3.10 損傷抑制

　　采用物理隔離，如防火墻、隔離溝等是抑制傷害的一類方法。此外，防護(hù)設(shè)備、器具也是抑制損傷的重要手段，在后面的章節(jié)中，還會(huì)專門講述。

　　1.3.11 逃逸、救生和救援

　　逃逸及救生是指人們使用現(xiàn)場的資源自身救護(hù)的方法;救援是指其他人員救護(hù)在緊急情況下受到威脅的人員和環(huán)境的行動(dòng)。這些行動(dòng)的有效性往往取決于事先的救援方案、設(shè)計(jì)、培訓(xùn)和演練。

　　1.3.12 薄弱環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

　　所謂薄弱環(huán)節(jié)是指系統(tǒng)中最容易出故障的部分。安全工程師利用薄弱環(huán)節(jié)來限制故障、偶然事件或事故所造成的損傷。例如，熔斷器(保險(xiǎn)絲)，用于防止持續(xù)過載而引起的火災(zāi)或其他貴重設(shè)備等的損壞。

　　1.4 系統(tǒng)全壽命期概念

　　系統(tǒng)的全壽命期是指系統(tǒng)從開始發(fā)起到最終報(bào)廢(退役)的整個(gè)時(shí)期。根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模、發(fā)展技術(shù)途徑，系統(tǒng)壽命期可以分為論證、研制、運(yùn)行(使用、維護(hù))、報(bào)廢等階段。視情況不同，這些劃分及其內(nèi)容還可有所不同。安全工作應(yīng)當(dāng)貫徹到系統(tǒng)全壽命期的各個(gè)階段。傳統(tǒng)的安全評價(jià)工作，多集中在運(yùn)行階段，"三同時(shí)"是在研制及運(yùn)行兩階段的結(jié)合部開展的。

　　1.5 安全性分析

　　安全性分析是一種系統(tǒng)性的檢查、研究和分析技術(shù)，它用于檢查系統(tǒng)或設(shè)施在各種使用模式下的工作狀態(tài)，確定潛在的危險(xiǎn)，預(yù)計(jì)這些危險(xiǎn)對人員傷害或設(shè)備損壞的可能性，并確定消防或減少危險(xiǎn)的方法。分析的目的在于能夠在事故發(fā)生之前，消除或盡量減少事故發(fā)生的可能性或降低事故的危害后果。

　　安全性分析的基本目的是作為事故預(yù)防的基本手段。安全性分析，應(yīng)在系統(tǒng)壽命期的每一階段都進(jìn)行，各個(gè)階段都有其自身安全性分析的要求、內(nèi)容和方法。實(shí)踐表明，在系統(tǒng)全壽命期的前期良好的安全分析工作，對于系統(tǒng)全壽命期的安全性和效益起著重要的作用。系統(tǒng)在進(jìn)行重大改革或者其使用狀態(tài)發(fā)生重大變化，以及進(jìn)行重大維修、調(diào)試等重大事件時(shí)，都要考慮相應(yīng)的安全分析。這種原則，不僅限于系統(tǒng)硬件，對于系統(tǒng)軟件也要有相應(yīng)的要求。對于采購的設(shè)備在必要時(shí)也要有相應(yīng)的規(guī)范和要求。

　　1.6 系統(tǒng)使用說明

　　系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、研制完成交付用戶使用時(shí)，都應(yīng)有完整的資料，以文件的形式明確系統(tǒng)在運(yùn)行及全壽命的后續(xù)階段中的安全要求、雙方的義務(wù)和責(zé)任。因此，以工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)及研制的實(shí)際情況為依據(jù)，將系統(tǒng)安全方面的內(nèi)容用文件的形式加以說明，使用戶能夠接受并按照制造商的要求來運(yùn)行系統(tǒng)，從而達(dá)到控制系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)。

　　1.7 制造商的責(zé)任

　　在承擔(dān)一個(gè)項(xiàng)目并進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造時(shí)，要充分考慮安全方面的需求，要遵循相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程，要建立一個(gè)為保證系統(tǒng)全壽命期各個(gè)階段安全需求而實(shí)行的與使用方的合理的分工。用培訓(xùn)及說明書的方法，指導(dǎo)用戶正確安全地使用系統(tǒng)。了解并收集系統(tǒng)失效、可靠性及危害的記錄，及時(shí)提出改進(jìn)的措施，通知所有的相關(guān)人員，并提供相應(yīng)的培訓(xùn)或技術(shù)服務(wù)。

　　1.8 復(fù)習(xí)要點(diǎn)

　　(1) 系統(tǒng)安全的概念

　　事政

　　系統(tǒng)

　　危害

　　風(fēng)險(xiǎn)

　　危險(xiǎn)

　　系統(tǒng)管理要求

　　(2) 工業(yè)設(shè)計(jì)的安全要求

　　(3) 管理設(shè)計(jì)方法

　　能量控制

　　國有安全

　　隔離

　　閉鎖、鎖定與連鎖

　　故障安全設(shè)計(jì)

　　故障最少設(shè)計(jì)

　　安全系數(shù)法

　　警示裝置

　　標(biāo)志

　　損傷抑制

　　逃逸、救醫(yī)和救援

　　薄弱環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)