咼娓 張媛媛 吳占穩(wěn)

（中國特種設(shè)備檢測研究院 北京 100029）

電梯安全評估是針對在用電梯,以有效降低電梯風(fēng)險、減少事故率為目的,通過安全評估結(jié)果確定電梯整機風(fēng)險等級,對其進行風(fēng)險分析和評定[1]。電梯安全評估通過風(fēng)險識別、電梯整機綜合安全狀況等級判定,結(jié)合技術(shù)復(fù)雜程度和經(jīng)濟可行性,提出對電梯整機進行“一般修理”“重大修理”“改造”和“更新”的建議,對使用管理、日常維護保養(yǎng)方面存在的安全隱患提出改進措施。

我國自20世紀(jì)80年代中期開始對電梯實行安全監(jiān)察制度,目的是預(yù)防和減少事故,保障電梯安全運行。經(jīng)過多年的努力,電梯事故得到有效控制,萬臺事故率呈穩(wěn)中有降趨勢。然而,近年來發(fā)生的若干起造成重大社會影響的電梯事故表明,電梯安全風(fēng)險依然存在,電梯事故隱患仍需要治理,尤其是既有電梯“老齡化”程度也在逐年加深,這些電梯故障多,停梯困人現(xiàn)象頻繁,其中部分電梯制造安裝時執(zhí)行的國家標(biāo)準(zhǔn)目前已經(jīng)更新?lián)Q版,電梯安全性能不能滿足現(xiàn)版標(biāo)準(zhǔn)的全部要求,這些問題困擾著電梯使用單位,也給特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門帶來不小的壓力。傳統(tǒng)的安全監(jiān)察和檢驗“雙軌制”,無法滿足電梯隱患治理的需要,不足以撬動電梯隱患治理資金的投入。

2015年10月14日,原質(zhì)檢總局特種設(shè)備局印發(fā)了《在用電梯安全評估導(dǎo)則——曳引驅(qū)動電梯（試行）》（簡稱導(dǎo)則）,在全國范圍內(nèi)推廣電梯安全評估工作,提出了以實現(xiàn)電梯安全為目的,通過查找設(shè)備本體、使用管理、日常維護保養(yǎng)等一個或多個環(huán)節(jié)中存在的風(fēng)險,對其進行風(fēng)險分析和評定,并提出合理可行的安全對策的電梯安全評估工作[2]。全國各個地方積極響應(yīng)號召,陸續(xù)開展了安全評估工作。根據(jù)導(dǎo)則指導(dǎo),自2015年起,新疆維吾爾自治區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)、上海市、陜西省、河南省、安徽省、四川省、遼寧省、貴州省、北京市、天津市、湖南省、山東省等省、自治區(qū)、直轄市陸續(xù)發(fā)布了有關(guān)電梯安全評估的地方標(biāo)準(zhǔn)。安全評估工作對電梯安全監(jiān)察和檢驗工作提供了有力補充。與檢驗相比,安全評估具有多標(biāo)準(zhǔn)、多維度、多項目、多措施的特點,更加全面、客觀地反映了電梯的運行狀態(tài),推動電梯產(chǎn)權(quán)、使用單位深入開展隱患治理,收到良好成效。

1 FMECA電梯安全評估程序

1.1 FMECA方法

故障類型、影響和危險度分析（FMECA）基于故障類型和影響分析（FMEA）,在定性分析的基礎(chǔ)上包括了故障發(fā)生難易程度的評價或發(fā)生的概率,從而把故障類型和影響分析（FMEA）與危險度分析（CA）結(jié)合起來。這樣,若確定了每個元件的故障發(fā)生概率,就可以確定設(shè)備、系統(tǒng)或裝置的故障發(fā)生概率,從而定量地描述故障的影響[3]。FMECA評估程序如圖1所示。

圖1 FMECA電梯安全評估程序

1.2 FMECA分析

●1.2.1 子系統(tǒng)劃分

在進行電梯故障類型及原因分析前,宜將電梯分解為若干個子系統(tǒng),如：

1）與電梯本體相關(guān)的子系統(tǒng),如：

曳引與強制驅(qū)動電梯：曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、門系統(tǒng)、轎廂系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)等[4]。

自動扶梯與自動人行道：梯路導(dǎo)軌系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、梯級系統(tǒng)、扶手和支撐系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)等[4]。

2）與電梯使用管理相關(guān)的子系統(tǒng),如：

故障因素：歷年出現(xiàn)的故障情況；環(huán)境因素：電梯使用環(huán)境中的限制因素；使用工況因素：流量、載荷統(tǒng)計與預(yù)測；部件因素：已經(jīng)停產(chǎn)的部件情況等；使用單位安全管理機構(gòu)和人員崗位責(zé)任制度因素；維保質(zhì)量及維保人員能力與工作情況因素,及相關(guān)工作記錄。

●1.2.2 電梯本體風(fēng)險等級

1）故障嚴(yán)重程度

通過考慮人身傷害、社會影響和經(jīng)濟損失3個方面評價故障嚴(yán)重程度。引入人身傷害系數(shù)HF、社會影響系數(shù)SIF和經(jīng)濟損失系數(shù)ELF作為評價指標(biāo)[5]。

故障后果嚴(yán)重程度系數(shù)α=HF+SIF+ELF。故障后果嚴(yán)重程度系數(shù)應(yīng)被評估為下列之一：1-高,α≥16或X（X代表造成人員死亡）；2-中,α取9～15；3-低,α取3～8；4-可忽略,α取0～2[5]。

2）故障發(fā)生的概率等級

通過考慮設(shè)備故障情況、自檢和維護保養(yǎng)情況2個方面評價故障發(fā)生的概率等級。引入故障系數(shù)DF,故障模式發(fā)生系數(shù)DF1,引發(fā)故障原因發(fā)生系數(shù)DF2,故障原因發(fā)生概率DF3,故障原因發(fā)生的速率DF4及自檢和維護保養(yǎng)系數(shù)IMF作為評價指標(biāo)[5]。

故障發(fā)生概率等級β=DF+IMF,其中DF=DF1×DF2+DF3×DF4。故障發(fā)生的概率等級應(yīng)被評估為下列之一：A-頻繁,β≥15或X（X代表故障模式發(fā)生）；B-很可能,β取11～14；C-偶爾,β取7～10；D-極少,β取5～6；E-不太可能,β取3～4；F-幾乎不可能,β≤2[5]。

3）故障模式風(fēng)險類別評定

按照表1評定設(shè)備本體每個故障模式的風(fēng)險類別。風(fēng)險類別分為高、中高、中、低。

表1 電梯設(shè)備本體故障模式風(fēng)險類別

4）電梯設(shè)備本體子系統(tǒng)風(fēng)險等級評定

電梯設(shè)備本體子系統(tǒng)風(fēng)險等級應(yīng)被評估為下列之一：

（1）高風(fēng)險：子系統(tǒng)存在高風(fēng)險類別故障模式；

（2）中高風(fēng)險：子系統(tǒng)存在超過子系統(tǒng)故障模式總數(shù)30%的中高風(fēng)險類別故障模式；

（3）中風(fēng)險：子系統(tǒng)存在中高風(fēng)險或中風(fēng)險類別故障模式,且中高風(fēng)險數(shù)量不超過子系統(tǒng)故障模式總數(shù)的30%；

（4）低風(fēng)險：子系統(tǒng)故障模式均為低風(fēng)險類別。

5）電梯設(shè)備本體風(fēng)險等級評定

九一八以后，帝國主義的炮火打碎了中國的和平，狂飆的時代撼著整個遠東，驚破了沉醉的夢魂，太平洋的潮流和群眾的吶喊一致地怒吼了，戲劇底責(zé)任，是負有嚴(yán)重性的宣傳，在這垂危的國難期間，它當(dāng)然不能再落后了，所以復(fù)活后的戲劇，劇社像雨后春筍一般成立，完成一條堅固的陣線。

電梯設(shè)備本體風(fēng)險等級分為I級、II級、III級、IV級,應(yīng)被評估為下列之一：

（1）I級：各子系統(tǒng)全部為低風(fēng)險等級；

（2）II級：子系統(tǒng)存在中風(fēng)險或低風(fēng)險等級,且低風(fēng)險子系統(tǒng)數(shù)量不為0；

（3）III級：子系統(tǒng)存在不超過3個中高風(fēng)險等級并且沒有高風(fēng)險等級；

（4）IV級：子系統(tǒng)存在超過3個中高風(fēng)險等級或存在高風(fēng)險等級[6]。

●1.2.3 電梯使用管理風(fēng)險等級

表2 電梯使用管理風(fēng)險等級

●1.2.4 電梯綜合風(fēng)險評估等級

根據(jù)電梯本體風(fēng)險等級和使用管理風(fēng)險等級,按照表3判定電梯綜合安全風(fēng)險評估等級,劃分為一級、二級、三級、四級。

表3 電梯綜合風(fēng)險評估等級

根據(jù)綜合安全風(fēng)險評估等級,可按照圖2所列原則給出相應(yīng)的安全評估結(jié)論。

圖2 電梯安全評估結(jié)論劃分

1.3 降低風(fēng)險的措施

根據(jù)設(shè)備本體風(fēng)險類別和風(fēng)險等級評定結(jié)果,結(jié)合電梯安全管理中存在的安全隱患,提出降低風(fēng)險應(yīng)采取的措施：

1）風(fēng)險評定為一級的,應(yīng)提出使用中加強維護保養(yǎng)的建議；

2）風(fēng)險評定為二級的,通過更換或調(diào)整零部件可以恢復(fù)其安全功能的,應(yīng)提出對該電梯進行修理的建議；

3）風(fēng)險評定為三級的,通過修理不能恢復(fù)其功能安全的,應(yīng)提出對該電梯進行改造的建議；

4）風(fēng)險評定為四級的,不能通過修理、改造恢復(fù)其安全功能的,或修理、改造需要更換零部件總價值高于同類整機價值的50%的,宜提出對該電梯進行更新。

2 應(yīng)用實例

應(yīng)用FMECA電梯安全評估方法,于2020年12月10日至12月17日期間對市場監(jiān)管總局某辦公區(qū)辦公樓內(nèi)共16臺電梯進行了安全評估及適用性研究。成立了由3人組成的評估工作組,評估組3人皆具有10年以上電梯檢驗工作經(jīng)驗,且具備電梯檢驗員及以上資格,組長具有高級工程師職稱。通過向使用單位、維保單位了解電梯使用情況和故障記錄,利用電梯綜合性能測試儀、電梯平衡系數(shù)測試儀等檢測儀器現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上,評估人員進行了電梯設(shè)備本體和使用管理的風(fēng)險等級評估,并給出了電梯總體風(fēng)險等級和降低風(fēng)險的措施建議。

辦公區(qū)16臺電梯使用時間均已超過18年,其中包括4臺通力品牌曳引驅(qū)動乘客電梯、8臺上海三菱品牌曳引驅(qū)動乘客電梯和4臺上海三菱品牌自動扶梯。電梯使用環(huán)境、使用頻次沒有明顯區(qū)別。

被評估電梯中有4臺通力品牌曳引驅(qū)動乘客電梯,設(shè)備本體劃分為8個子系統(tǒng),存在無層門護腳板、線路老化、并聯(lián)控制板老化損壞、轎廂底部存在銹蝕、層門門頭鋼絲繩有銹蝕、限速器旋轉(zhuǎn)部分與轎壁距離不足50 mm、緩沖器支座及導(dǎo)軌底部銹蝕、緩沖器老化破碎等故障現(xiàn)象。4臺電梯的門系統(tǒng)、轎廂系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)被評定為高風(fēng)險等級,3個子系統(tǒng)被評定為中高風(fēng)險等級,2個子系統(tǒng)被評定為中風(fēng)險等級,設(shè)備本體風(fēng)險等級被評估為IV級。在使用管理方面,對故障、環(huán)境、使用工況、部件4個因素進行了評估,故障因素和部件因素存在高使用管理風(fēng)險,使用管理的評估結(jié)論為差。4臺電梯綜合風(fēng)險等級被評定為四級,為保障今后電梯使用的長期安全和優(yōu)化綜合管理成本投入,建議對此4臺電梯進行更新。

以單位內(nèi)編號為L1的通力品牌曳引驅(qū)動乘客電梯的設(shè)備本體的門系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)為例,設(shè)備本體風(fēng)險評估評定見表4。4臺通力電梯使用管理風(fēng)險評估見表5。

表4 單位內(nèi)編號為L1的通力品牌曳引驅(qū)動乘客電梯設(shè)備本體風(fēng)險等級評估

表5 4臺通力品牌曳引驅(qū)動乘客電梯使用管理風(fēng)險等級評估

被評估電梯中有8臺上海三菱品牌曳引驅(qū)動乘客電梯,設(shè)備本體劃分為8個子系統(tǒng),存在抱閘接觸器點燒蝕、制動鐵芯磨損、曳引機底座橡膠墊老化、P1電路板表面腐蝕、層門門輪表面橡膠老化、層門門繩籠狀畸變等故障現(xiàn)象。8臺電梯的電氣控制系統(tǒng)和安全保護系統(tǒng)被評定為高風(fēng)險等級,1個子系統(tǒng)被評定為中高風(fēng)險等級,5個子系統(tǒng)被評定為中風(fēng)險等級,設(shè)備本體風(fēng)險等級被評估為IV級。在使用管理方面,對故障、環(huán)境、使用工況、部件4個因素進行了評估,使用工況因素和部件因素存在高使用管理風(fēng)險,使用管理的評估結(jié)論為差。8臺電梯綜合風(fēng)險等級被評定為四級,為保障今后電梯使用的長期安全和優(yōu)化綜合管理成本投入,建議對此8臺電梯進行改造。

被評估電梯中有4臺上海三菱品牌自動扶梯,設(shè)備本體風(fēng)劃分為7個子系統(tǒng),存在控制線路老化、工作制動器無法實現(xiàn)額定載荷有效制動、梯級軸塑料卡件老化破損、梯級鏈張緊彈簧固定螺母有脫落風(fēng)險、梯級表面有破損現(xiàn)象、梯級滾輪老化破損等故障現(xiàn)象。4臺扶梯的安全保護系統(tǒng)被評定為高風(fēng)險等級,1個子系統(tǒng)被劃分為中高風(fēng)險等級,5個子系統(tǒng)被劃分為中風(fēng)險及以下等級,設(shè)備本體風(fēng)險等級被評估為IV級。在使用管理方面,對故障、環(huán)境、使用工況、部件4個因素進行了評估,使用工況因素和部件因素存在高使用管理風(fēng)險,使用管理的評估結(jié)論為差。4臺扶梯綜合風(fēng)險等級被評定為四級。為保障今后自動扶梯使用的長期安全和優(yōu)化綜合管理成本投入,建議對此4臺自動扶梯進行改造。

通過此次適用性研究,確定了FMECA電梯安全評估方法的可行性,使用單位根據(jù)評估結(jié)果對電梯進行了改造或更新,消除了電梯安全隱患。

3 結(jié)束語

FMECA是一種較為精細的分析方法,將前期的故障類型和影響定性分析與后期的危險度計算分析結(jié)合起來,實現(xiàn)安全評估的定量分析[7]。研究細化了FMECA的電梯安全評估程序,通過對實際在用電梯的適用性研究,確認了FMECA電梯安全風(fēng)險評估的可行性。