事故机理及致因理论.

第三章事故机理及致因理论第三章事故机理3.1物理性作用3.2化学性作用3.3工业中毒事故3.4人的因素3.1物理性作用•3.1.1破裂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、疲劳破裂、腐蚀破裂和蠕变破裂等五种形式。3.1.1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a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c破裂不产生碎片d爆破压力与计算的爆破压力接近2.导致韧性破裂的主要原因a超压、安全阀失灵、操作失误等b器壁厚度不够，或者使用中变薄，设计原因等。3.1.1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。1.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b存在一定的水平应力c材料韧性很差3.1.1破裂2.脆性破裂的主要特征：a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，断口平直与主应力方向垂直c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e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3.1.1破裂3.导致脆性破裂的主要原因a低温b材料本身缺陷c焊接处与焊缝处有缺陷d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3.1.1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的破坏形式。1.疲劳破裂的主要特征：a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，前两者较光滑，后者较粗糙。c开裂部位在应力高的地区d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、停车情况下发生。3.1.1破裂2.导致疲劳破裂的主要原因a承受交变循环载荷b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，材料本身和焊缝处往往很容易形成各种缺陷3.1.1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、连续的塑性变形而产生的破裂。1.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b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2.导致蠕变破裂的主要原因：a设计时选材不合理b操作不佳、维护不周3.1.1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坏形式。1.腐蚀破裂分为五类:均匀腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和疲劳腐蚀。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。3.1.1破裂c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：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下而发生腐蚀破坏的一种形式。3.1.1破裂•常见的腐蚀破裂事故有5种：•渗碳腐蚀是指在处理CO、CO2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。•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。•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。•硫化氢腐蚀是指硫化氢对器壁产生应力腐蚀或腐蚀疲劳，促使裂纹形成、裂纹扩展，最后导致破裂的一种破坏形式。•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，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破裂•腐蚀破坏的主要特征：a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c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、松散的易剥落层—硫化铁f氯脆设备表面有腐蚀坑存在•导致腐蚀破坏的主要原因6条3.1.1破裂•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导致的爆炸现象。其爆炸前后的物质种类与化学成分均不发生变化。•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：a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3.1.2物理爆炸•磨损（1）粘着磨损—没有形成完全润滑时的磨损。例如活塞与活塞环的磨损。（2）磨料磨损—两个零件表面之间由于存在尘埃、金属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。（3）腐蚀磨损—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。3.1.3磨损与疲劳•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。3.1.3磨损与疲劳•噪声•噪声源包括空气动力性噪声、机械噪声和电磁噪声。•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，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3.1.5电气事故机理•触电事故—直接或间接作用于人体造成的伤害，分为电击和电伤。•电击a单线电击b双线电击c跨步电压电击•电伤a电能转化成热能造成电弧烧伤或灼伤；b电能转化成化学能或机械能造成电印记、皮肤金属化和机械损伤等。•电气火灾和爆炸（1）温度过高—短路、过载、接触不良、铁心发热、散热不良（2）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（3）静电—固体带电、液体带电、粉体带电、气体带电、人体带电。3.1.5电气事故机理•燃烧•化学爆炸—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的瞬间爆炸现象。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；b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；d有二次空间爆炸迹象。•腐蚀—化学腐蚀与电化学腐蚀3.2化学性作用3.3工业中毒事故•工业毒物侵入人体的途径呼吸道皮肤消化道•工业毒物对人体的危害（1）急性中毒a对呼吸系统b对神经系统c对血液系统d对泌尿系统e对循环系统f消化系统（2）慢性中毒a对神经系统b精神障碍c对血液系统d对消化系统e对呼吸系统f对泌尿系统g其他（3）粉尘3.3工业中毒事故•工业毒物对皮肤的危害（1）皮炎和湿疹（2）痤疮和毛囊炎（3）溃疡（4）脓疱疹（5）皮肤干燥、破裂（6）新生物（7）色素变化（8）药物性皮炎（9）皮肤瘙痒（10）皮肤附属器官及口腔的病变•工业毒物对眼睛的危害•工业毒物与致癌3.3工业中毒事故•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•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，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，在心理学上常把态度看成是一种“行为的准备”。态度包含了3种心理成分。1)认知指对态度对象（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，也包括对某人某事的评价—赞同或反对。2）情感指人们对态度对象的情感体验。3）行为意向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。在态度的三种心理成分中，认知是情感的基础，而情感常导致行为的结果。3.4人的因素•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，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3个阶段•1）顺从个体没有深刻的认知和情感，比较表面化，行为受外部条件控制。•2）同化自愿接受和认同某种观点、信念，有较多的情感•3）内化将接受的信念纳入自己的价值体系3.4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，二是增加新的认知元素，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。•阿伦和梅耶提出3种形式的承诺：感情承诺继续承诺规范承诺3.4人的因素•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4类。1）躯体性—噪声、震动、高温、辐射、微生物和疾病等2）心理性—心理冲突、挫折感、凶事预感等3）社会性—离婚、失业、亲人死亡、升学、考试、战争4）文化性—旅行、留学、语言不通等•心理压力的潜在来源1）工作因素—时间压力、任务不明、职位变动2）工作环境—人际关系、文化氛围、管理水平3）个人因素—家庭问题、经济问题、角色冲突3.4人的因素•心理压力对人的影响1）对健康的影响—头痛、失眠、高血压等2）对情绪的影响—恐惧、焦虑、忧郁、愤怒、敌意、自怜等3）对工作绩效的影响—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。3.4人的因素3.5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，从理论上提供科学的、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。概括地讲，事故致因理论的发展经历了三个阶段：以事故频发倾向论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1、事故频发倾向事故频发倾向(AccidentProneness)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(H．Greenwood)和伍兹(H．H．Woods)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(PoissonDistribution)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