基于RBI技术的起重机械风险评价及检验探究

成 波，钟胜伟，刘治宏

（四川省特种设备检验研究院，四川 成都 610061）

0 引言

随着我国经济的飞速发展，近年来起重机数量和种类越来越多，起重机使用过程中发生的事故越来越频繁，安全性问题也渐渐成为人们关注的焦点。许多起重机经过多年的使用，安全状况较差，安全隐患较多，因此对起重机进行安全风险评价，以及采用各种措施和手段来提高起重机械安全性显得非常重要。

起重机安全风险评价的目的是分析、预测、查找起重机存在的风险及有害因素，评估各种危险因素可能导致的后果和程度，提出合理可行的安全对策，以达到最低事故发生率、最少经济损失和最优的安全投资效益。一方面通过对起重机隐患进行系统地分析，找出隐患发生的原因和条件，提出消除风险的最佳技术路线，从而最大程度地实现起重机的本质安全化；另一方面通过分析起重机的危险源，统计其分布部位与频次，预测事故的概率与严重程度，提出相应的安全措施，为管理者提供安全决策依据，从而提高起重机使用单位的安全管理能力。

1 RBI技术

RBI技术的全称是Risk Base Inspection（基于风险的检验），它是基于风险的资产管理技术（RBAM）内容的一部分，它以风险分析为基础，对系统中固有的或潜在的危险及其可能产生的事故后果进行定性或定量的分析与评估，发现主要问题和薄弱环节，确定该设备的风险等级，从经济性与安全性协调统一的角度去考虑对检验频率、方法、程度等进行优化，使检验和管理设备的行为更加安全、经济和有效。

RBI技术的基本运作程序如图1所示。首先对研究系统进行定义，收集设计数据、工艺与操作参数、维修和检验记录数据；然后判断风险来源，确定设备材料损伤机理和失效模式，分析失效的可能性及后果，进而评价事故发生概率和事故后果，确定出每台设备的风险大小并排序；最后进行总体风险评估并制定实施检验计划的全过程。

图1 RBI技术的基本运作程序

RBI技术的核心概念是风险，风险具有二维性，它是危险发生的概率与危险一旦发生所造成损失的共同组合后果，RBI技术的目的是就是要达到目标设备的安全性与经济性的统一，最终实现保证安全与节约成本的效果，使设备的拥有者在使用和管理设备的过程中实现经济利益的最大化。风险的两维性可以用如下公式表示：

其中：R为风险；P为失效概率；E为失效后果。

风险的级别可以用图2所示的风险矩阵图来表示。失效概率划分为极高、高级、中级、低级和极低5级，用A，B，C，D，E来表示；失效后果同样也划分为5级，用1，2，3，4，5来表示。这样，就可以用一个5×5的风险矩阵图来确定分析对象的风险等级，并根据风险等级采取相应的措施，如表1所示。

2 起重机械及其风险因素分析

起重机械是一种间歇性工作的空间搬运设备，主要用来实现被吊重物的空间位置变换，它是现代工业发展必不可少的重要工具，在现代工业生产中占据着举足轻重的地位。

图2 RBI风险矩阵图

表1 RBI风险等级对策

起重机械通常由起升机构、运行机构、变幅机构和回转机构4部分组成，具体机型视其情况可以只包含起升和运行两大机构，如桥式与门式起重机。起重机在搬运物料时，通常经历着取物、运送、卸料和空车复位的工作过程，具有重复而短暂的工作特征。起重机的工作特点可总结为：间歇动作、变化载荷、周期循环、重复短时。由于起重机械周期性及间歇性的工作特点，使得各工作机构经常处于频繁启动和制动状态，这对各工作机构的工作可靠性提出了较高的安全要求。

起重机的风险性来源很多，总结起来可以分为下面几大类。

2.1 设计环节引起的风险

设计环节引起的风险主要来至两个方面：一是选型不符合使用要求（例如错把冶金类起重机选型为普通起重机来设计使用）；二是设计计算出现错误导致实际承载性能小于实际使用性能等。

2.2 制造环节引起的风险

制造环节带来的风险包括材料质量不合格、加工工艺不当、焊接质量不过关、未按设计图纸尺寸制造等几种情况。

2.3 安装环节引起的风险

安装环节引起的风险包括土建基础不达标、轨道尺寸偏差较大、安装过程中零部件未能紧固连接、起重机械安装没有调试水平导致偏斜运行、啃轨、各部件出现干涉等情况。

2.4 改造方面引起的风险

改造方面引起的风险包括对所需尺寸改造偏差较大、焊接质量不过关、材料疲劳引起的新老机构的应力分布不均等情况。

2.5 维修方面带来的风险

维修方面带来的风险包括替换电控设备与原设备系统兼容性不佳、补焊焊缝与原焊缝的应力承受能力差异、换用新起升机构对原主梁的尺寸匹配性较差等情况。

2.6 使用方面引起的风险

使用方面引起的风险包括歪拉斜吊、频繁超载、不按操作规程使用、不进行定期维护、不遵守“十不吊”规则等情况。

2.7 设备自身失效引起的风险

设备自身失效主要考虑4大机构（起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构）自身的材质、结构和安全保护装置因长时间使用而引起的失效情况。从保障人的生命安全角度而言，分析4大机构可以发现，起升机构在4大机构中存在的风险因素最大，起升机构发生故障时可能给人的生命财产安全带来极大的危害，如辽宁铁岭发生的钢包坠落事故足以证明这一特点。其他机构可能引起的风险安全等级要相对低一些，从机构风险分析的特点可以看出要做到降低风险、降低检验成本同时提高安全可靠性则要更加注重提高起升机构的检验质量和力度。

综上所述，在充分把握起重机械风险来源的基础上，把每一种风险源可能引起的事故按事故发生的频率和事故后果（以经济损失作为衡量标准）进行细化处理。用公式R＝P×E算出每一种风险源在整个系统中所占的风险值比重，进而在风险矩阵图中找到对应的风险等级，并按风险等级对策制定相应的管理检验手段，达到使目标设备的安全性与检验维护的经济性相统一的目的。这也体现了RBI技术最重要检验指导思想。

3 RBI技术的优势及建议

基于风险的检验（RBI）技术在特检行业的运用越来越广，我们可以根据表2的对比结论得出RBI技术的检验优势。

表2 RBI技术检验与传统检验的对比

根据表2分析对比结果，可知RBI技术的检验优势为：①检验与管理的重点突出；②区分设备风险级别、更加着重高危设备的安全性，主次分明；③安全性与经济性协调、统一，在保证安全性的基础上更体现了经济性的优势；④进行同等程度的检验，风险小；⑤在同样的风险水平上，检验量小；⑥优化检验资源，检验费用与风险成比例。

综上所述，为了使RBI检验技术更好地运用到特种设备的检验上来，提出如下几点建议：①应对各种起重设备的风险等级加以区分，根据历年事故统计分析得出风险等级排行，根据表1给出的检验指导思想制定检验方针；②在划分风险等级排行的基础上，针对各种设备的具体情况确定各机构的风险排行，有针对性地进行检验设备的采购及携带，做到检验详略得当、不留安全隐患；③进一步加强检验人员的专业水平培训，配合RBI技术指导思想，能使检验效率、效果进一步显著提高；④进一步完善和修改检验大纲，可以在原有检验大纲的基础之上向RBI技术检验方法倾斜，使检验手段更详细、更科学、更符合我国国情；⑤在探索起重设备检验风险的同时，注重RBI技术检验配套的符合我国国情的软件开发，这样能更为行之有效地提高检验效果。

4 结论

RBI技术以设备的风险分布与分析为基础，制定合理的检验方案、延长低风险设备的检验周期、保证设备安全运行并达到提高经济效益的目的。RBI技术在国际范围内已广泛应用，收到了良好的效果，但在我国许多领域的应用仍然处于起步阶段，特别是在起重机械类特种设备的检验领域中还处于探索起步阶段，有很多具体工作可以开展和落实。我们坚信随着我国特种设备检验技术的不断发展，RBI检测技术一定能在起重类特种设备的检验领域发挥更大的作用。

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