施工電焊火災故障樹分析及對策研究

張 淑 玲

(太原工業學院，山西 太原 030008)

施工電焊火災故障樹分析及對策研究

張 淑 玲

(太原工業學院，山西 太原 030008)

論述了施工過程中電焊作業導致火災事故的現狀，運用故障樹分析了電焊火災的最小割集和結構重要度，從工作區物料選取與存放、電焊機安全使用、安全教育、管理等方面，提出了預防電焊火災的對策，從而避免電焊火災事故的發生。

電焊作業，火災，故障樹，電焊機

1 電焊火災現狀

當今鋼筋混凝土結構的建筑越來越多，新樓在建設之初和完工裝修時都需要焊接；電焊作業作為鋼結構施工中一項重要工藝，且電焊設備體積小，移動方便，在建筑行業應用十分廣泛。但由于作業時操作方法不正確、防護措施不到位，也產生了大量的火災事故，造成了許多無可挽回的損失。

電焊是利用焊條通過電弧高溫融化金屬部件需要連接的地方而實現的一種焊接操作。焊接過程中溫度高達5 000 ℃以上[1]，容易出現火花。現代建筑內外部的裝修，為追求隔音、保溫、經濟而大量采用易燃可燃材料。這樣施工過程兩者相遇，就釀成火災，這種事故常見于新聞媒體報道中。表1為近年來施工過程中影響較大的電焊火災事故。

表1 近年來影響較大的電焊火災事故

上述典型案例說明因電焊作業導致火災有幾個方面的問題：事故現場存在大量易燃材料，導致大火迅速蔓延；電焊工無特種作業資格證，嚴重違反操作規程，引發火災；裝修工程違法違規層層分包，安全責任不落實；電焊作業現場管理混亂，安全措施不落實，存在明顯突擊施工的行為。

2 故障樹分析

故障樹分析是從要分析的電焊火災事故著手，從上到下逐級分析導致事故發生的中間事件和基本事件[2]，按照邏輯關系用“與門”或“或門”連接上下層事件，層層剖析，直到找出發生電焊火災事故的基本事件。根據事故樹求取其最小割集，分析這些基本事件的結構重要度，依此來確定電焊事故發生的模式、原因及影響程度。

2.1 構建故障樹

根據燃燒三要素，火災主要是由可燃物遇見引火源達到自身的燃點引起，可燃物的存在可能有違規放置，或原建筑物本身有可燃物但施工時未放置滅火毯之類隔離層；電焊時的引火源可能有高溫金屬熔渣、高溫焊件熱傳導，在高溫、風力大[3]等外界環境下沒有滅掉的高空飛散火花和導線經常拖拽、磨損，容易造成線路絕緣老化損壞、接地不良、長時間超負荷使用引起的焊機高溫[4]。

高空焊接或焊渣火花飛濺，容易引燃未采取防范措施的可燃物；高溫熱傳導，易使焊件其他部位接觸的可燃物著火；電焊機的本身存在故障導致電焊機產生發熱、短路等引起火災。圖1為電焊機火災故障樹。

2.2 最小割集分析

按照邏輯關系用布爾代數法計算電焊火災故障樹的最小割集。

T=A1·A2=(B1+B2+B3)·A2=(X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8)·(X9+X10)=X1·X9+X2·X9+X3·X9+X4·X9+X5·X9+X6·X9+X7·X9+X8·X9+X1·X10+X2·X10+X3·X10+X4·X10+X5·X10+X6·X10+X7·X10+X8·X10。

最小割集有16個，分別為{X1，X9}，{X2，X9}，{X3，X9}，{X4，X9}，{X5，X9}，{X6，X9}，{X7，X9}，{X8，X9}，{X1，X10}，{X2，X10}，{X3，X10}，{X4，X10}，{X5，X10}，{X6，X10}，{X7，X10}，{X8，X10}每個最小割集均為二元事件組合，前者是造成引火源的事件之一，后者是存在構成附近存在可燃物之一，它們都是構成電焊火災的事故隱患。割集數量多，說明導致電焊火災事故發生的途徑較多。

2.3 結構重要度分析

利用上述最小割集排出結構重要度順序為：

I(9)=I(10)>I(1)=I(2)=I(3)=I(4)=I(5)=I(6)=I(7)=I(8)。

從對故障樹的基本事件結構重要度分析，作業危險區域有違規放置可燃物X9，或沒有在可燃物上放置防火毯之類墊層，X10出現在最小割集中的次數最多，說明這兩個事件是出現火災事故的必要條件，結構重要度最高。在焊接作業中，當引火源接觸到木材、棉麻、尼龍網、橡膠運輸帶等可燃固體上，能引燃造成火災；當接觸到散落的油污等可燃液體時，引發大面積火災；當接觸到易爆氣體時很可能就會引起爆炸。所以對作業區域可燃物采取防護措施，這是企業預防電焊火災的重點工作。

3 預防對策

按照前述故障樹中的最小割集和結構重要度次序，只要按結構重要度次序控制住這些基本事件，就能消除或控制電焊火災事故的發生。

3.1 工作區域物料防火措施

按照前述事故樹結構重要度分析，施工場所附近易燃物沒有采取防護措施是發生電焊火災最為重要的原因。從本質安全化角度出發，建筑材料盡量采用耐火等級比較高的材料，同樣的經濟條件下選用難燃物代替可燃物作室內外裝修材料。2003年在哈爾濱天譚酒店發生的火災，就是裝修時采用易燃的聚氨酯海綿材料，造成了特大火災事故。試想若裝修采用防火建筑材料，火災造成的損失就不會這么慘重。要及時清理作業現場可燃物[5]，如木材、棉麻纖維、尼龍、油毛氈、垃圾等可燃固體；油污、油漆等可燃液體；在作業上風方向處，不應有可燃氣體、可燃液體的裝卸作業。可燃物質應距離電焊作業安全距離一定范圍，如若不能將可燃物清理至遠離作業現場如施工時的尼龍防護網、墻外的防護網、保溫層和外墻涂料，則應采取措施：電焊作業面圍擋；將可燃物灑水澆濕、覆蓋濕的覆蓋物或滅火毯之類。

3.2 預防電焊機自身故障措施

電焊機是利用電能轉換成熱能的電器設備，它的安全同其他施工設備一樣，也涉及到設計、安裝、使用、維修和報廢等全過程，所以應按照相關法律法規標準和《弧焊設備安全要求》技術原則和規范來進行設計、安裝、使用和管理。遵循本質安全化、故障最小化原則進行電焊機的設計，利用本身的設計限制電焊機電路自身的危險，如至少應在電焊機一次側設防觸電保護裝置，采用自動控制開關；要求一次側的電源線長度不應太長；電焊機的外殼應作保護接地或接零。按照《電氣設備安裝與使用速查手冊》《電焊工安全操作規程》規范要求進行施工電焊機安裝和使用：設備購置回來應由主管部門先驗收合格，再由專業電工負責安裝。露天放置應有防雨措施并穩定，每臺電焊機有專用的開關箱[6]。按照現場安全用電的要求使用，應先檢查焊機設備和工具是否安全，控制導線長度使之盡量短，并加防護套管，其上部防護罩應當接地或接零，防止意外損傷及觸電，禁止使用自制簡易焊鉗，且必須采取專門的防護措施。焊接中斷時，必須切斷電源后方可進行操作或離開。

3.3 作業人員教育措施

對電焊工的教育作業：電焊屬于特種作業，作業人員必須經專業安全技術培訓，理論和事件考試合格，持《特種作業操作證》方準上崗獨立操作，轉崗、復崗時應重新培訓。嚴格按照焊接“十不準”，未受過專門訓練的人員不得從事焊接工作。由于多數焊工電氣專業技術知識有限，所以從事電焊作業時，穿戴絕緣防護用品嚴格按照規章制度來操作。同時要學習急救知識、消防知識，相關安全法律法規，重視安全規章制度的同時，掌握若真遇到電焊火災時應及時報警、滅火，若逃離現場貽誤滅火救人的最佳時機，造成重大事故之類，需要承擔法律后果，這樣電焊工才能在作業期間樹立安全意識，保證自身的人身安全和他人的人身安全。對那些違章操作，麻痹大意致使國家人民財產遭受嚴重損失的電焊工應給予吊銷資格證和法律制裁。

同時加強對施工企業負責人、安全管理人員的教育：按照2015年頒布的新《安全生產法》，他們應組織制定本單位的安全生產教育和培訓計劃，學習相關安全法律法規、消防急救知識，防火防爆等基本知識以及對企業生產安全的相關管理知識。

也要對其他作業人員進行安全教育：學習相關防火防爆知識、急救消防知識，不隨便進入電焊施工現場，提高其他人員防火意識。可以借用視頻、報刊、廣播等媒介宣傳以增強全員的安全防火意識，提高應急處理能力。

3.4 管理措施

從事故調查分析的原因可知，任何事故背后的間接原因均為企業管理缺陷。企業應當建立健全一套管理制度并確保安全措施的落實。針對電焊之類需要動火的施工，明確三級動火證的申請、審批職責單位并嚴格執行防火防爆安全施工方案，動火作業監督人必須到場監督；明確可燃物品的防火責任人；對于分包、轉包工程、交叉作業區域等易產生安全責任不清楚的區域，明確安全事故的責任權限；落實施工消防制度、應急疏散制度且要實際演練。在易燃易爆區域必須配有足夠的滅火器材、水源、干砂。

4 結語

建筑施工工程離不開電焊作業，但操作不當就容易引起事故。通過分析電焊火災易發原因，建立了電焊火災故障樹，分析了電焊火災的割集有16個，分析結構重要度。繼而提出了預防火災的對策：從本質安全化和清理及加濕工作區域物料的防火措施、從電焊機設計、安裝、使用等方面預防電焊機自身故障措施、針對各類人員教育的措施和制定各項管理制度并嚴格執行的對策措施。

[1] 高忠民.焊條電弧焊[M].北京：金盾出版社，2013.

[2] 王洪德，董四輝，王 峰.安全系統工程[M].北京：國防工業出版社，2013.

[3] 鄒金鵬.一起電焊作業引發火災事故的調查分析[J].消防科學與技術，2015，1(34)：139-140.

[4] 張保衛.電焊火災事故的調查與分析[J].安全，2013(11)：53-55.

[5] 李紅新.淺談施工現場焊割作業引起的火災原因分析與安全預防[J].建筑安全，2011，39(6)：50-52.

[6] 周麗秀.油罐車電焊檢修過程火災爆炸事故案例分析及防范對策[J].現代焊接，2015，39(7)：65-66.

Application of fault tree analysis method in electrical welding and measure research

Zhang Shuling

(TaiyuanInstituteofTechnology,Taiyuan030008,China)

This paper discussed the current situation of welding work led fire accident in construction process,using fault tree analyzed the minimum cut sets and structure importance of electric welding fire,from the work space material selection and storage,electric welding machine installation,safety education,management and other aspects,put forward the measures to prevent the electric welding fire,so as to avoid the electric welding fire accidents.

welding work,fire,fault tree,electric welding machine

2015-10-19

張淑玲(1972- )，女，講師

1009-6825(2015)36-0250-02

TU714 < class="emphasis_bold">文獻標識碼：A

A