随着社会经济持续快速发展、科技水平日益精进、生产力需求不断提高,高参数、大容量、复杂化的承压类特种设备愈益普遍的应用于生产生活中的许多领域。而此类设备长期服役于恶劣的工况环境,由于多种复杂因素的耦合影响,容易导致各种安全事故的发生,造成不同程度的破坏和损失,甚至人员伤亡。本文基于承压特种设备失效机理与故障模式,应用模糊灰关联FTA和模糊FMECA等安全系统工程理论,围绕着系统安全及可靠性问题开展了较深入的研究。文章首先系统地分析和阐述了承压特种设备失效致因、承压部件断裂故障模式、断裂分析的工程方法以及设备生产制造过程的质量控制等问题和理论。进而通过对焊接试件的无损探伤、机械性能试验及电镜扫描,结合对对接及角接接头的焊接动态有限元模拟,分析研究了焊接承压部件的失效机理和多因素影响。其次,考虑到承压特种设备在系统安全及可靠性分析中所呈现的特性,针对传统FTA方法应用于具有模糊性、灰色性特征的多态不确定复杂系统时所暴露的问题,利用模糊理论与灰色关联理论相结合,建立并完善了模糊灰关联FTA方法模型。同时,引入模糊层次分析法改进传统FMECA形成模糊FMECA技术方法,以提高整体风险评价结果的准确度。而后,以电站锅炉系统为例,通过对失效致因和故障模式的研究,建立以“四管”失效为顶事件的模糊灰关联FTA模型,进行相关的定性、定量分析。并对关键底事件进行FMECA,形成对设备系统的逆向FTF分析体系。基于以上分析,针对承压部件的失效模式,应用模糊FMECA技术与Bow-tie模型,形成对其正向FTF分析体系。最后,综合承压特种设备在失效致因机理及制造质量控制等方面呈现的共性与特性,把以上模糊灰关联FTA与模糊FMECA相结合的FTF方法,推广应用于针对此类设备的安全及可靠性研究方面,并提出了进一步改进的问题。