安全系统工程作业封面.docx

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1、安全系统工程课程设计课程题目：安全系统工程分析姓 名：许永辉学号：系部：安全工程系班级：13级安工1班指导教师：许素睿评定成绩：2015 年 12 月 6 日目 录一、绪论31.1 工厂概况31.2 工艺流程31.3 事故案例6二、系统安全分析72.1 安全系统工程及其方法72.2 安全检查表82.3 故障类型及影响分析9三、 结束语10 摘要金工实习是一门实践性的技术基础课，是高等院校工科学生学习机械制造的基本工艺方法和技术,完成工程基本训练的重要必修课。实习过程中必然存在着一些安全隐患。本文根据高校工科专业金工实习的特点，采用安全系统工程的方法分析在金工实习教学过程中容易产生安全事故和安全

2、隐患的实际情况，针对学生进行安全意识培养的重要作用，提出消除安全事故和隐患的措施。提高学生安全意识并学会运用安全系统工程的方法分析现实生活中的案例。 一、绪论1.1 工厂概况 清华大学基础工业实训中心是清华大学培养学生工程实践能力实训中心。从1922年开始，就在土木建筑馆的手工教室接纳学生实习。在继后80多年的历史发展中，由手工教室发展到拥有大学部时的金木工厂，再由金木工厂发展到抗战期间西南联大时的机械实习厂。1949年新中国成立后的不同阶段，发展为校办实习工厂综合机械厂、汽车厂、机械厂和科教仪器厂，始终是清华大学校内工程实践教学的最重要基地。这几年来，清华大学基础工业实训中心一直都在接纳其他

3、高校的学生来实训中心实习。中国劳动关系学院就是其中之一 金工实习是一门实践性的技术基础课，是高等院校工科学生学习机械制造的基本工艺方法和技术，完成工程基本训练的重要必修课。它不仅可以让我们获得了机械制造的基础知识，了解了机械制造的一般操作，提高了自己的操作技能和动手能力，而且加强了理论联系实际的锻炼，提高了工程实践能力，培养了工程素质。1.2 工艺流程金工实习包括了数铣、PLC、数车、焊接、铸造、快速成型、模具、线切割、电火花、冲压、钳工等15个工种；工艺流程也各式各样。接下里我们重点介绍一下焊接的工艺流层。也是我们分析的重点。一、焊条电弧焊 （一）、焊接电弧是两带电导体之间持久而强烈的气体放

4、电现象。 1电弧的形成 （1）焊条与工件接触短路 短路时，电流密集的个别接触点被电阻热Q=I2Rt所加热，极小的气隙的电场强度很高。 （2）提起焊条保持恰当距离 在热激发和强电场作用下，负极发射电子并作高速定向运动，撞击中性分子和原子使之激发或电离。 2电弧的构造与温度分布 电弧由三部分构成，即阴极区（一般为焊条端面的白亮斑点）、阳极区（工件上对应焊条端部的溶池中的薄亮区）和弧柱区（为两电极间空气隙）。 3、电弧稳定燃烧的条件 （1）应有符合焊接电弧电特性要求的电源 （2）做好清理工作，选用合适药皮的焊条。 （3）防止偏吹。 （4）电极的极性 在焊接中，采用直流电焊机时，有正接和反接两种方法。

5、而大量使用的是交流电弧焊设备，电极的极性频繁交变，不存在极性问题， （二）、焊条电弧焊的焊接过程 1焊接过程 2焊条电弧焊加热特点 （1）加热温度高，而且使局部加热。焊缝附近金属受热极不均匀，可能造成工件变形、产生残余应力以及组织转变与性能变化的不均匀。 （2）加热速度快（1500度/秒），温度分布不均匀，可能出现在热处理中不应出现的组织和缺陷。 （3）热源是移动的，加热和冷却的区域不断变化。 （三）、电弧焊的冶金特点 （1）反应区温度高，使合金元素强烈蒸发和氧化烧损。 （2）金属熔池体积小，处于液态的时间很短，导致化学成分均匀，气体和杂质来不及浮出而易产生气孔和夹渣等缺陷。 （四）、焊条 1

6、焊条的组成 手弧焊焊条由焊芯和药皮两部分组成。 （1）焊芯 （2）焊条药皮 2焊条的种类 焊条共分为十大类，即结构钢焊条、低温钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、不锈钢焊条、焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条和特殊用途焊条。 3焊条的选用原则 （1）选择与母材化学成分相同或相近的焊条 （2）选择与母材等强度的焊条 （3）根据结构的使用条件选择焊条药皮的类型 （五）、焊接接头的金属组织和性能的变化 1焊件上温度的变化与分布 焊缝区金属经受有偿稳状态开始被加热大较高的温度，然后在逐渐冷却到常温这样一个热循环。 2焊接接头处的组织和性能的变化（以低碳钢为例） 3焊接接头的主要缺

7、陷 （1）气孔是焊接时熔池中的气泡在焊缝凝固时未能逸出而留下来形成的空穴。（2）夹渣是焊后残留在焊缝中的熔渣。 （3）焊接裂纹 （4）未焊透是焊接接头根部未完全熔透的现象。 （5）未溶合是焊缝与母材之间未完全熔化结合的现象。 （6）咬边是沿焊趾的母材部分产生的沟槽或凹陷的现象。 （六）、焊接变形 1焊接应力与变形的原因 焊接时局部加热是焊件产生焊接应力与变形的根本原因。 2焊接变形的基本形式 3防止与减小焊接变形的工艺措施 （1）反变形法 （2）加余量法 （3）刚性夹持法 （4）选择合理的焊接工艺 4减小焊接应力的工艺措施 （1）选择合理的焊接顺序 （2）预热法 （3）焊后退火处理 二、气体保

8、护焊 （一）、氩弧焊 使用氩气作为保护气体的气体保护焊称为压弧焊。氩气是惰性气体，可保护电极和熔化金属不受空气的有害作用。氩弧焊按所用电极的不同分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种。 1、非熔化极氩弧焊电极只作为发射电子、产生电弧用，填充金属另加。常用掺有氧化钍或氧化铈的钨极，其特点是电子热发射能力强，熔点沸点高（为3700K和5800K） 2、钨极氩弧焊电流小、熔深浅。中厚以上的钛、铝、铜等合金的焊接多选用高生产率的熔化极氩弧焊。 3、氩弧焊的特点 （1）由于氩气的保护，它适于各类合金钢、易氧化的有色金属，以及锆、钽、钼等稀有金属的焊接。 （2）氩弧焊电弧稳定，飞溅小，焊缝致密，表面没有熔渣

9、，成形美观，焊接变形小。 （3）明弧可见，便于操作，容易实现全位臵自动焊接。 （4）钨极脉冲氩弧焊接可焊接0.8mm以下的薄板及某些异种金属。 （二）、二氧化碳气体保护焊 利用CO2作为保护气体的气体保护焊，称为二氧化碳气体保护焊。 三、电渣焊 电渣焊就是利用电流通过液体熔渣所产生的电阻热进行焊接的方法。 （一）、电渣焊的特点 1、可一次焊成很厚的焊件。 2、生产率高，成本低。 3、焊缝金属比较纯净。 4、适于焊接中碳钢与合金结构钢。 焊接是金工实习重要的组成部分。也存在着各式各样的安全问题。1.3 事故案例 案例1：某年冬季，一日下午5时30分左右，老师打开室内照明开关，6时许，照明开关由于

10、热量积累，保险丝失效，发生了自燃，5分钟后室内人员发现起火情况，用干粉灭火器将火扑灭。事故未造成人员伤亡，但照明开关已烧毁。案例2：某年在学生实习过程中，老师用700的铝水完成学生所做模型的浇铸后，按照规章制度，多余的铝水不能倒入熔炉，需埋入沙堆。在大家等待铝水冷却，模型成模过程中，两男生在室内打闹，其中一人不小心踩到了掩埋铝水的沙堆，造成脚面局部烫伤的事故。案例3：1991年，一实习学生未按照操作规程，戴手套操作机床时，手套被绞入车床，虽然采取措施及时，未造成手掌绞入车床的严重事故，但其手掌的皮肤被撤下了一大块。其他工厂机械伤害事故案例：2009年5月7日8时40分左右，东莞玖龙纸业有限公司

11、2#纸机制浆车间检修设备人员进行维修作业时，生产人员及其配电人员违规操作，配电人员在没有确认维修车间是否有人的情况下违反既定送电程序送电，随后生产人员在没有仔细检查便启动制浆机，造成一名在制浆机里的维修人员当场死亡。2009年2月16日8时许，中城建第七工程局有限公司承建的三亚山水国际E2、E6地块建安工程施工现场，受害人正在检查卷扬机卷筒，另一名工人未了解现场实际情况下，擅自启动卷扬机，致使受害人被钢丝索卷入卷筒下致死。二、系统安全分析2.1、安全系统工程及其方法（一）概念安全系统工程(Security System Engineering, SSE)，是指在系统思想指导下，运用先进的系统工

12、程的理论和方法，对安全及其影响因素进行分析和评价，建立综合集成的安全防控系统并使之持续有效运行简言之，就是在系统思想指导下，自觉运用系统工程的原理和方法进行的安全工作的总体（二）方法1、安全检查表（SCL）是进行安全检查、发现潜在危险、督促各项安全法规、制度、标准实施的一个较为有效的工具。它是安全系统中较为有效的工具。它是安全系统工程中最基本、最初步的一种形式。 运用安全系统工程的方法，发现系统以及设备、机器装置和操作管理、工艺、组织措施中的各种不安全因素，列成表格进行分析。 2、预先危险性分析（PHA），是一种定性分析系统内危险因素和危险程度的方法。优点：（1）分析工作做在行动之前，可及早采

13、取措施排除、降低或控制危害，避免由于考虑不周造成损失。（2）可以提供应遵循的注意事项和指导方针。（3）分析结果可分为制定标准、规范和技术文献提供必要的资料。（4）根据结果可编制安全检查表以保证实施，并可作为安全教育的材料。 。 3、预先危险性分析：造成事故必须有两个因素，一是有引起伤害的能量，二是有遭受伤害的对象。格式：危险有害因素、事故原因、现象、结果、危险等级 11、能量失控情况可分为两种：物理模式（物理爆炸、锅炉爆炸、机械失控、电气失控、其他物理能量失控）和化学模式（直接火灾、间接火灾、自动反应）。 4、故障类型及影响分析（FMEA）：是安全系统工程中重要分析方法之一。能够对系统或设备部

14、件可呢过发生的故障模式、危险因素，对系统的影响、危险程度、发生可能性大小或概率等进行全面的、系统的定性分析或定量分析，并可针对故障情况提出相应的检测方法和预防措施，因而具有较强的系统性全面性和科学性。用于进行工业系统中的潜在危险辨识和分析，具有良好效果。 5、危险性与可操作性研究（HAZOP）：针对化工装置而开发的一种危险性评价方法。 6、事件树分析（ETA）：是安全系统工程中重要的分析方法之一。事件树分析法是我国国家标准局规定的事故分析的技术方法之一。其实质是利用逻辑思维的规律和形式，从宏观的角度去分析事故形成的过程。任何事物从初始原因到最终结果所经历的每一个中间环节都有成功（或正常）或失败

15、（或失效）两种可能或分支。7、事故树分析（FTA）是从结果开始，寻求结果事件发生的原因事件，是一种逆时序的分析方法。 事件树符号及其意义：矩形符号：表示顶上事件或中间事件。圆形符号：表示基本事件。屋型符号：正常事件。菱形符号：省略事件。事故树分析程序：熟悉系统、调查事故、确定顶上事件、确定目标、调查原因事件、绘制事故树、定性分析、计算顶上事件发生概率、分析比较、定量分析、制定安全对策。 8、鱼刺图法：又称因果分析图、因果图、特性图或树枝图。绘制方法： 23、作业危害分析：又称作业安全分析、作业安全分解，是一种定性风险分析方法。优点是由许多有经验的人员参加危害分析，其结果是可以确定更为理想的操作

16、程序。 9、作业危害分析：又称作业安全分析、作业安全分解，是一种定性风险分析方法。优点是由许多有经验的人员参加危害分析，其结果是可以确定更为理想的操作程序。本文主要采用安全检查表、故障类型及影响分析、事故树分析三个方法分析金工实习的安全性。2.2 安全检查表安全检查表的定义为：运用安全系统工程的方法，发现系统以及设备、机器装置和操作管理、工艺、组织措施中的各种不安全因素，列成表格进行分析。安全检查表的特点（1）安全检查表能够事先编制，可以做到系统化、科学化，不漏掉任何可能导致事故的因素，为事故树的绘制和分析做好准备。（2）可以根据现有的规章制度、法律、法规和标准规范等检查执行情况，容易得出正确

17、的情况。（3）将实践经验上升到理论，从感性认识到理性认识等。（4）按照原因事件的重要排序，有问有答，通俗易懂，促进职工采取正确的方法操作，起到安全教育的作用。（5）与安全生产责任制相结合，易分清责任，还可以提出改进措施，并进行检验。（6）简单易学，容易掌握。（7）只能做定性评价。（8）只能对已经存在的对象评价。 编制安全检查表的主要依据（1）有关标准、规程、规范及规定。（2）事故案例和行业经验。（3）通过系统分析，确定的危险部位及防范措施（4）研究成 果。安全检查表的类型。下面我将使用安全检查表的方法分析电焊安全：表2-1电焊安全检查表编号安全检查项目是或否备注1电焊设备是否完善2使用中，是否

18、有触摸电焊板3是否有带手套，放好眼镜等防护措施4防护装备是否损坏5使用电焊设备人员是否经过培训6急停装置是否还完好7玩过的设备是否放回原处8电线电源是否有裸漏现象9周围环境是否有有害因素结论：安全检查表可以系统的把不安全的因素分类出来。通过核查让我们知道人、机、环的状态，做好应对措施。2.3 故障类型及影响分析故障类型及影响分析（FMEA）：是安全系统工程中重要分析方法之一。特点：能够对系统或设备部件可呢过发生的故障模式、危险因素，对系统的影响、危险程度、发生可能性大小或概率等进行全面的、系统的定性分析或定量分析，并可针对故障情况提出相应的检测方法和预防措施，因而具有较强的系统性全面性和科学性

19、。用于进行工业系统中的潜在危险辨识和分析，具有良好效果。步骤：（1）调查所分析系统的情况，收集整理资料。将所分析的系统或设备部件的工艺、生产组织、管理和人员素质、设备等情况，以及投产或运行以来的设备故障和伤亡事故情况进行全面调查分析等。（2）危险源初步辨识（3）故障类型、影响及组成因素分析（4）故障危险程度和发生概率分析。（5）检测方法与预防措施（6）按故障危险程度与概率大小，分先后次序，轻重缓急地逐项采取预防措施。在运用中的难点是：对设备、文件的故障类型准确分析。 故障类型：一般可从五个方面来考虑：运行过程中的故障，过早地起动，规定时间内不能起动，规定时间内不能停车、运行能力降级、超量或受阻

20、。 故障等级：评定时可以从以下几个方面来考虑：1、故障影响大小2、对系统造成影响的范围3、故障发生的频率4、防止故障的难易5、是否重新设计。 格式：子系统或设备部件、故障类型、故障原因、故障影响、故障的识别、校正措施。 FMEA的步骤：（1）调查所分析系统的情况，收集整理资料。（2）危险源初步辨识。 （3）故障类型、影响及组成因素分析。（4）故障危险程度和发生概率分析。（5）检测方法与预防措施。（6）按故障危险程度与概率大小。 故障概率表：ABCDEF分别代表非常容易发生、容易发生、较容易发生、不容易发生、难以发生、极难发生，概率分别为10的负一次方、10的负二次方，以此类推。表2-2 电焊故

21、障类型及影响分析子系统名称元件名称故障类型发生原因影响故障等级备注电焊供给子系统电箱漏电（1） 电箱设备损坏（2） 绝缘体损坏运转时容易发生触电现象 I急停按钮不可用经常使用而且不也检查紧急情况下无法急停导致发生事故I开关按钮不可用按钮损坏系统无法再使用III焊条药皮脱落摩擦无法起到保护作用，花火飞溅II焊头接头无法夹紧焊条松动使用过程中焊条脱落II电线漏电绝缘体损坏触电I结论：由故障类型及影响分析可以分析出电焊的不安全因素，导致的结果比较严重，在使用时要检查系统的安全性。结束语 预防胜于治疗是卫生保健重要的概念，如何让意外事故发生前就予以防止，是工业安全零灾害的首要条件。意外事故的防止可分为

22、积极行为与消积极行为两部分。在积极行为中是将安全管理成为学校训练中心整体管理的一部份，使学校全体上下都能秉持4E精神：工程、教育、执行、热心，来创造训练中心本身的安全文化。要积极有效防止灾害发生，具体而言，应由下列各方面著手：3.1 谋求设备的安全化（一）朝著防止人为失误的方向进行；（二）预先针对原因采取对策；（三）由机械取代人力执行危险的工作；（四）设置安全装置将人与能量隔开。3.2 实施整理整顿（一）整理整顿乃安全与生产的起点。整理整顿差的工厂发生的灾害较多，且生产的品质也无法提升，作业人员无精打采。反之，则活泼有劲，为企业带来利益。整理整顿包含两个意思，一是将需要和不需要的东西加以区分，

23、将不需的东西由工作场所除去，叫做整理；而将需要的东西预先妥为管理，在需要时立即可拿出来，叫做整顿。（二）整理整顿的责任要明确划分。进行工厂整体整理整顿时，对每一工作场所均需规定责任区分，不得疏漏。对於区内广场，通路等不属工作场所的地方，特别要加规定，排定轮值人员来实施。（三）确保安全通路。所谓安全通路，就是任何人可以自由走动而不致引生危险的通路。此通路要保持一定的宽度，用颜色标示，并绝对不可放置物品，路面若有损坏要立即修补，且不可有油污，堆积物或切削废屑散布其间。（四）决定物品的放置场所及原则。物品放置方式很重要，如果没放好，不但取出不易，堆积其上的东西也会崩塌下来，必须规定高度，物品的形状，

24、长短放置，尤其有害物，危险物的存放方法及场所要特别加以注意。3.3 正确使用防护具（一）选用适当的防护具防护具的第一要件，即针对需防护之危险，如电气、重物、飞落物等，需有充分的抗耐能力及强度之性能。第二要件即其使用需便利，以免造成使用者之拒用。（二）防护具要正确使用任何东西均需正确使用方能充分发挥其效果,防护具当然也不例外,所谓防护具之正确使用包括：1.随时保持於最佳可供使用之状态。2.要对每一个作业人员教导使知防护具之意义,使深切认 识使用防护具之重要性。3.由经营负责人开始,各阶层管理人员要热心的对作业人员加以指导。(三)防护具要妥善保管1.安全帽(1)安全帽的数目要符合所需,其强度要符合

25、规定；(2)帽内环带的调整要合适,颚带能正确系紧；(3)不良品不可置于现场。2.防护眼镜镜片要保持干净,不可有伤痕,必须具有相当的强度。3.3 现阶段应采取的安全措施（1） 用顶尖装夹工件时, 要注意顶尖与中心孔应完全一致, 不能用破损或歪斜的顶尖, 使用前应将顶尖、中心孔擦干净, 后尾座顶尖要顶牢。（2） 车削形状不规则的工件时, 应装平衡块, 并试转平衡后再切削。（3） 刀具装夹要牢靠, 刀头伸出部分不要超出刀体高度的1.5倍, 刀下垫片的形状尺寸应与刀体形状、尺寸相一致, 垫片应尽可能的少而平。（4） 工件在高速旋转时, 为防止工件飞出, 应保证夹具有良好的工作状态; 使用顶尖支撑工件时

26、, 后顶尖要保持良好的润滑, 以防因顶尖过热磨损造成工件脱落飞出。（5） 禁止把工具、夹具或工件放在车床床身上和主轴变速箱上。（6） 对车床定期地进行检查、检修, 防止车床的防护装置和保险装置失灵。（7） 针对实习工厂出现的老化现象进行修补、更换。（8） 各车间内需安放相应数量的安全防护工具。（消防栓、灭火器、避雷针等）（9） 锻造车间、钳工车间需更换和修补作业设施。（10） 焊接车间需按照安全防护距离摆放作业设施。（11） 车工、铣工车间需对产品生产区进行隔离作业。（12） 熔炉，砂模等设备要进行可靠度设计，定期进行检查，保养和维护，要有良好的工作环境。（13） 铸造操作过程中要穿戴防护服，

27、按照有关工艺流程和规范进行操作。可能的话可以改进工艺流程，降低危险因素的数量。（14） 要加强对实习学生的机械基础教育和安全教育，安全管理要做到责任化，规范化，技术化。（15） 保持厂房类的整洁，防止工具的到处防止。（16） 增加教学人员的数目，能更好的进行安全管理。（17） 及时的进行的设备的检修，以及电线维修。对主要的电源控制开关进行一次的专人的管理，对电炉的高压控制设备进行上锁。（18） 对实习学生进行全面的安全教育，对工艺流程很熟练，在车间内应放在禁止打闹的警示牌。（19） 车间门口安放警示牌，工程车辆进改道。（20） 铸造车间的电炉控制开关可以采用低压控制。（21） 在坩埚电炉上应安

28、装热辐射防护装置。（22） 车间应该与课堂教学设施分类开来。防止过多的粉尘。（23） 车间门窗及时的维修，防止雨水对带电、铝水的接触。（24） 电炉的控制开关应放在有高压危险的警示牌。（25） 车间门口的道路因及时的清理、整平。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我们深深体会到这句千古名言的真正含义。今天我们认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为了明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。经过几天的系统现状调查、有关资料的收集、系统事故案例的了解，在课程设计的过程中，我们不仅检验了

29、所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。通过这次安全系统工程设计，我们感觉在多方面都有所提高。综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识所进行的学校工程训练中心的安全设计，设计工作的实际训练培养和提高了我们能独立工作学习的能力，巩固与扩充了安全系统工程课程所学的内容，掌握安全系统工程设计的方法和步骤，掌握安全系统工程设计的基本的程序懂得了怎样运用不同的安全分析工厂的可靠性，怎样确定分析方案，了解系统的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习。本次课程设计是在*老师的精心指导下，由本组成员相互配合完成的。此设计也是我们对安全系统工程所学知识的回顾与总结。在此感谢我们的*老师，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我们工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我们无尽的启迪；这次课程设计的每个步骤都离不开老师您的细心指导。最后，由于我们的设计能力都很有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师多多指教,我们对于你的批评与指正，将万分感谢。