施工电焊火灾故障树分析及对策研究

张 淑 玲

(太原工业学院，山西 太原 030008)

施工电焊火灾故障树分析及对策研究

张 淑 玲

(太原工业学院，山西 太原 030008)

论述了施工过程中电焊作业导致火灾事故的现状，运用故障树分析了电焊火灾的最小割集和结构重要度，从工作区物料选取与存放、电焊机安全使用、安全教育、管理等方面，提出了预防电焊火灾的对策，从而避免电焊火灾事故的发生。

电焊作业，火灾，故障树，电焊机

1 电焊火灾现状

当今钢筋混凝土结构的建筑越来越多，新楼在建设之初和完工装修时都需要焊接；电焊作业作为钢结构施工中一项重要工艺，且电焊设备体积小，移动方便，在建筑行业应用十分广泛。但由于作业时操作方法不正确、防护措施不到位，也产生了大量的火灾事故，造成了许多无可挽回的损失。

电焊是利用焊条通过电弧高温融化金属部件需要连接的地方而实现的一种焊接操作。焊接过程中温度高达5 000 ℃以上[1]，容易出现火花。现代建筑内外部的装修，为追求隔音、保温、经济而大量采用易燃可燃材料。这样施工过程两者相遇，就酿成火灾，这种事故常见于新闻媒体报道中。表1为近年来施工过程中影响较大的电焊火灾事故。

表1 近年来影响较大的电焊火灾事故

上述典型案例说明因电焊作业导致火灾有几个方面的问题：事故现场存在大量易燃材料，导致大火迅速蔓延；电焊工无特种作业资格证，严重违反操作规程，引发火灾；装修工程违法违规层层分包，安全责任不落实；电焊作业现场管理混乱，安全措施不落实，存在明显突击施工的行为。

2 故障树分析

故障树分析是从要分析的电焊火灾事故着手，从上到下逐级分析导致事故发生的中间事件和基本事件[2]，按照逻辑关系用“与门”或“或门”连接上下层事件，层层剖析，直到找出发生电焊火灾事故的基本事件。根据事故树求取其最小割集，分析这些基本事件的结构重要度，依此来确定电焊事故发生的模式、原因及影响程度。

2.1 构建故障树

根据燃烧三要素，火灾主要是由可燃物遇见引火源达到自身的燃点引起，可燃物的存在可能有违规放置，或原建筑物本身有可燃物但施工时未放置灭火毯之类隔离层；电焊时的引火源可能有高温金属熔渣、高温焊件热传导，在高温、风力大[3]等外界环境下没有灭掉的高空飞散火花和导线经常拖拽、磨损，容易造成线路绝缘老化损坏、接地不良、长时间超负荷使用引起的焊机高温[4]。

高空焊接或焊渣火花飞溅，容易引燃未采取防范措施的可燃物；高温热传导，易使焊件其他部位接触的可燃物着火；电焊机的本身存在故障导致电焊机产生发热、短路等引起火灾。图1为电焊机火灾故障树。

2.2 最小割集分析

按照逻辑关系用布尔代数法计算电焊火灾故障树的最小割集。

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个，分别为{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}每个最小割集均为二元事件组合，前者是造成引火源的事件之一，后者是存在构成附近存在可燃物之一，它们都是构成电焊火灾的事故隐患。割集数量多，说明导致电焊火灾事故发生的途径较多。

2.3 结构重要度分析

利用上述最小割集排出结构重要度顺序为：

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

从对故障树的基本事件结构重要度分析，作业危险区域有违规放置可燃物X9，或没有在可燃物上放置防火毯之类垫层，X10出现在最小割集中的次数最多，说明这两个事件是出现火灾事故的必要条件，结构重要度最高。在焊接作业中，当引火源接触到木材、棉麻、尼龙网、橡胶运输带等可燃固体上，能引燃造成火灾；当接触到散落的油污等可燃液体时，引发大面积火灾；当接触到易爆气体时很可能就会引起爆炸。所以对作业区域可燃物采取防护措施，这是企业预防电焊火灾的重点工作。

3 预防对策

按照前述故障树中的最小割集和结构重要度次序，只要按结构重要度次序控制住这些基本事件，就能消除或控制电焊火灾事故的发生。

3.1 工作区域物料防火措施

按照前述事故树结构重要度分析，施工场所附近易燃物没有采取防护措施是发生电焊火灾最为重要的原因。从本质安全化角度出发，建筑材料尽量采用耐火等级比较高的材料，同样的经济条件下选用难燃物代替可燃物作室内外装修材料。2003年在哈尔滨天谭酒店发生的火灾，就是装修时采用易燃的聚氨酯海绵材料，造成了特大火灾事故。试想若装修采用防火建筑材料，火灾造成的损失就不会这么惨重。要及时清理作业现场可燃物[5]，如木材、棉麻纤维、尼龙、油毛毡、垃圾等可燃固体；油污、油漆等可燃液体；在作业上风方向处，不应有可燃气体、可燃液体的装卸作业。可燃物质应距离电焊作业安全距离一定范围，如若不能将可燃物清理至远离作业现场如施工时的尼龙防护网、墙外的防护网、保温层和外墙涂料，则应采取措施：电焊作业面围挡；将可燃物洒水浇湿、覆盖湿的覆盖物或灭火毯之类。

3.2 预防电焊机自身故障措施

电焊机是利用电能转换成热能的电器设备，它的安全同其他施工设备一样，也涉及到设计、安装、使用、维修和报废等全过程，所以应按照相关法律法规标准和《弧焊设备安全要求》技术原则和规范来进行设计、安装、使用和管理。遵循本质安全化、故障最小化原则进行电焊机的设计，利用本身的设计限制电焊机电路自身的危险，如至少应在电焊机一次侧设防触电保护装置，采用自动控制开关；要求一次侧的电源线长度不应太长；电焊机的外壳应作保护接地或接零。按照《电气设备安装与使用速查手册》《电焊工安全操作规程》规范要求进行施工电焊机安装和使用：设备购置回来应由主管部门先验收合格，再由专业电工负责安装。露天放置应有防雨措施并稳定，每台电焊机有专用的开关箱[6]。按照现场安全用电的要求使用，应先检查焊机设备和工具是否安全，控制导线长度使之尽量短，并加防护套管，其上部防护罩应当接地或接零，防止意外损伤及触电，禁止使用自制简易焊钳，且必须采取专门的防护措施。焊接中断时，必须切断电源后方可进行操作或离开。

3.3 作业人员教育措施

对电焊工的教育作业：电焊属于特种作业，作业人员必须经专业安全技术培训，理论和事件考试合格，持《特种作业操作证》方准上岗独立操作，转岗、复岗时应重新培训。严格按照焊接“十不准”，未受过专门训练的人员不得从事焊接工作。由于多数焊工电气专业技术知识有限，所以从事电焊作业时，穿戴绝缘防护用品严格按照规章制度来操作。同时要学习急救知识、消防知识，相关安全法律法规，重视安全规章制度的同时，掌握若真遇到电焊火灾时应及时报警、灭火，若逃离现场贻误灭火救人的最佳时机，造成重大事故之类，需要承担法律后果，这样电焊工才能在作业期间树立安全意识，保证自身的人身安全和他人的人身安全。对那些违章操作，麻痹大意致使国家人民财产遭受严重损失的电焊工应给予吊销资格证和法律制裁。

同时加强对施工企业负责人、安全管理人员的教育：按照2015年颁布的新《安全生产法》，他们应组织制定本单位的安全生产教育和培训计划，学习相关安全法律法规、消防急救知识，防火防爆等基本知识以及对企业生产安全的相关管理知识。

也要对其他作业人员进行安全教育：学习相关防火防爆知识、急救消防知识，不随便进入电焊施工现场，提高其他人员防火意识。可以借用视频、报刊、广播等媒介宣传以增强全员的安全防火意识，提高应急处理能力。

3.4 管理措施

从事故调查分析的原因可知，任何事故背后的间接原因均为企业管理缺陷。企业应当建立健全一套管理制度并确保安全措施的落实。针对电焊之类需要动火的施工，明确三级动火证的申请、审批职责单位并严格执行防火防爆安全施工方案，动火作业监督人必须到场监督；明确可燃物品的防火责任人；对于分包、转包工程、交叉作业区域等易产生安全责任不清楚的区域，明确安全事故的责任权限；落实施工消防制度、应急疏散制度且要实际演练。在易燃易爆区域必须配有足够的灭火器材、水源、干砂。

4 结语

建筑施工工程离不开电焊作业，但操作不当就容易引起事故。通过分析电焊火灾易发原因，建立了电焊火灾故障树，分析了电焊火灾的割集有16个，分析结构重要度。继而提出了预防火灾的对策：从本质安全化和清理及加湿工作区域物料的防火措施、从电焊机设计、安装、使用等方面预防电焊机自身故障措施、针对各类人员教育的措施和制定各项管理制度并严格执行的对策措施。

[1] 高忠民.焊条电弧焊[M].北京：金盾出版社，2013.

[2] 王洪德，董四辉，王 峰.安全系统工程[M].北京：国防工业出版社，2013.

[3] 邹金鹏.一起电焊作业引发火灾事故的调查分析[J].消防科学与技术，2015，1(34)：139-140.

[4] 张保卫.电焊火灾事故的调查与分析[J].安全，2013(11)：53-55.

[5] 李红新.浅谈施工现场焊割作业引起的火灾原因分析与安全预防[J].建筑安全，2011，39(6)：50-52.

[6] 周丽秀.油罐车电焊检修过程火灾爆炸事故案例分析及防范对策[J].现代焊接，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

张淑玲(1972- )，女，讲师

1009-6825(2015)36-0250-02

TU714 < class="emphasis_bold">文献标识码：A

A