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设备的安全检测 |
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| 设备的安全检测 |
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作者：佚名 文章来源：网上搜集 点击数： 更新时间：2006-12-31 22:54:47  |
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安全检测包含两方面的含义：一是指获取设备某时刻数据的过程;另一是指对设备进行较长时间连续测试过程。它借助于仪器、传感器、探测设备迅速而准确地了解设备的危险、有害因素及其程度和设备运行状态。检测仪器通过物理的或化学的方法将被检测对象的状态信息转化为可观测的物理量（仪器的读数）。
安全检查、检测、监测的内涵与功能既有区别又有联系。安全检查是为了设备系统的安全而对系统可能 存在的危险与有害因素进行查证的过程。这种查证既可以是经验性或感官性的，也可以是借助简单的工具或精密复杂的检测仪器来完成，它是人们的一种有安全目的的行为过程。传统上的安全检查主要是指利用人的经验、感官的以及简单的工具所进行的查证过程。安全检测是利用仪器进行检验、测定、则通常称为检测；如果较长时间连续检验、测定，则被称为实时检测或监测。检测或监测只是以数据或报警的方式告诉人们系统所处的状态，它并不去影响系统的状态。如果在监测系统的基础上，加上控制系统，就成了监控。监控不仅能显示系统所处的状态，而且根据监测的结果对系统进行调节、调整、纠正、控制，使系统回到人们所设定的运行状态。
1.检测与监控对设备安全的作用
用安全监测与控制系统监测设备运行状况，预测设备运行的变化趋势，其根本目的是避免事故，保证安全生产。检测与监控对设备安全运行的作用主要表现在以下几个方面：
（1）提供设备准确的运行状态。设备运行状态正常还是异常，通过检测就可确定。例如锅炉受压元件是否安全可靠，利用无损检测技术（超声波、声发射等）可检测出受压元件是否存在裂纹的扩展情况，通过定量分析评价即可确定锅炉是否安全及寿命情况。根据检测结果人们就可以对目前运行的设备作好计划安排，如维修、更换、采用其他补救措施等，以便既充分发挥设备的效率，又避免事故发生。
（2）保证设备运行状态控制以设计指标之内，不至于超限运行。例如监测温度并根据监测结果通过监控系统的执行机构对设实行控制，就可以防止强度丧失和过热损失。
（3）预报设备故障状态的变化，防止设备事故发生。对于一些必须连续运行的设备，当出现不影响运行的异常时，只能在役检修。这时监测系统对故障执行实时监测，一旦故障来临立即报警，以便人们可以事先做好排除故障的工作，避免事故带来的损失。
（4）智能化的监测与监控系统，不仅能检测设备的运行状态，而且对设备故障模式进行诊断，对故障的发展趋势进行预测，融安全检测与安全评价为一体。
2.监测与监控系统组成
显示器、报告装置、数字处理装置、控制执行机构、信号处理电路、传感器、监测对象
监测与监控系统的硬件组成系统，其中传感器的作用是，将被检测对象的指标参数（如温度、压力、可燃气体浓度、速度、湿度等）转化为电信号。经过信号处理电路系统进行处理后，通过显示器、警报器给人们显示或报告检测结果。也可以通过 数据处理装置进行数据处理，以作进一步分析使用（如故障诊断分析）。对于监控系统，则通过控制执行机构对被 监测对象实行调节、纠偏控制，以使被监测对象始终保持在设定的状态运行。
警报装置是安全监测与监控的重要组成部分，当设备出现危险、险情、故障或其他需要注意的情况时，可采用各种警报装置来提醒人们注意的情况时，可采用各种警报装置一提醒人们注意，以便他们迅速作出反应，从而避免事故的发生。对于在控制点看不见全貌的自动生产线或联动机组，应配置开车预备音响警报装置，以便引起有关人员注意。安全监测与监控系统采用的警报装置类型有视觉报警、听觉报警、嗅觉报警等。
3.设备有害因素检测方法
安全检测方法依检测项目不同而异，种类繁多。但根据检测的原理机制不同，大致可分为化学检测和物理检测两大类。化学检测是利用检测对象的化学检测性质指标，通过一定的仪器与方法、对检测对象进行定性或定量分析的一种检测方法。它主要用于生产设备散发有害毒物的检测，如炼油生产中对一氧化硫、碳氢化全物等有毒、可燃气体的检测。物理检测是利用检测对象的物理量（热、声、光、电、磁等）来分析对象性状的一种方法，如噪声、温度、放射性、机械部件运动速度等的检测。生产设备的危险、有害因素是多样的，既有机械性的危害因素，也有非机械性的有害因素（如辐射、噪声、尘毒等）。因此，检测内容繁多，常见的检测项目有以下几方面。
（1） 毒、可燃气体检测
主要用于存在泄漏有毒、可燃气体浓度达到爆炸极限或爆炸的石油化工企业、油轮、油库。当可燃气体浓度达到爆炸极限时，就会发出警报。可燃气体探测器有催化型和半导体型两种。
（2）噪声检测
噪声检测主要包括玚级测定和频谱测定。常用仪器有声级计、频谱仪、噪声分析仪等。声级计测量声的计机、计权声压级，根据其精度分为精密声级计和普通声级计，可根据测量精度要求选用。对于测量脉冲噪声则应选用脉冲声级计。一般噪声频率范围是较宽广的，在噪声控制中往往需要知道噪声的频谱，这时应选用频谱仪。声级分析仪是由声级计、微机和打印机构成，是一种交、直流两用电源的携带式测量结果，而且可贮存、分析和处理数据，得出所需要的各种综合评价结果。
（3）辐射检测
辐射包括电磁波和放射性，一般作业场所主要涉及放射性检测。按被检测的对象不同，放射性检测分为现场检测和个人剂量检测，前者是对具有放射性污染的作业场所污染状况的检测，后者是对操作人员所受内照射和辐射剂量的检测。放射性检测器的种类很多，可根据检测目的、试样型态、对象核素、射线类型、强度和能量等因素选用。常用的有电离、闪烁式和半导体检测器。电离型检测器是利用射线通过气体发生电离的原理制成的探测器。闪烁检测是利用射线与物质作用发生闪烁检测器是利用射线与物质作用发生闪光而制成的仪器，具有高灵敏度和高计数率的优点，适用于测量辐射强度。半导体检测器原理与电离型相似，只是检测元件是固态半导体。射线进入元件后，产生电子一空穴对，从而得到可测量的脉冲电流。
（4）流动介质（气、液体）参数检测
许多生产设备存在流动介质，无论生产过程还是安全控制无论生产过程还是安全控制，都需要对介质的参数（温度、压力、流速等）进行检测。这类检测仪器很多，既有经典的指针式检测仪器，也有带微机的智能化检测仪，可根据检测参数及要求选用。
（5）电气设备的电气检测
电气设备的检测项目较多，常见的有绝缘性能检测、接地电阻检测、静电检测等。
（6）设备缺陷的无损检测
它是在不损害或基本不损害材料或构件的情况下探测被检对象内部和表面的各种缺陷及某些物理性能的一种检测技术。它对检测材料或构件是否出现危险性缺陷，消灭灾害性事故具有重要的作用。
常规的无损检测方法有：渗透检测、磁粉检测、电位检测、涡流检测、射线检测和超声波检测。其中渗透和磁粉两种检测，只能用于检测材料、构件的表面缺陷，具的方法简单、操作方便的优点。电们法适合于检测裂纹平面的倾角，也可用于没厚和检测复合板结合层的质量。涡流法只适用于导体，而且只能检测表面和近表面缺陷。射线法适用于检测材料、构件的内部缺陷，它一般对体积型缺陷比较灵敏，而对平面的二维缺陷不敏感，只有当射线入射方向与裂纹平面一致时，才有可能检出裂纹类缺陷，它主要用于铸件和焊缝的检测。
声发射检测技术是无损检测的一项新技术，是评价材料与构件的新方法。当物体（构件）受外力或内应力作用时，缺陷处或结构异常部位因应力集中而产生塑性变形，其储存能量的一部分以弹性应力波的形式释放出来，这种现象称为声放射。而用电学的方法接收发射出来的应力波，进行处理和分析，以评价缺陷发生、发展的规律和寻找缺陷位置的技术统称为声发射技术。美、日和欧洲一些国家用声发射在压力容器水压试验和定期检修时进行监测已达到工业实用阶段，并颁布了相应的检测标准和操作规程。在核容器与化工容器运行中的安全性监测，复合材料压力容器检测，焊接过程的研究等方面都取得了很大的成就。我国也先后研制出了单通道、4通道、36通道等多种型号的声发射检测仪，有的已全部用微机进行数据处理与显示，并在压力容器方面的安全检测获得了应用。
（7）火灾的探测
火灾探测在探测到火灾时，能自动产生火灾报警信号，因而也可叫火灾报警器。常用的探测器有以下几种。
1感烟型探测器：烟通常要比热能更快地被探测到，在火灾初期甚至阴燃阶段就能探测到。但对于产生烟少（燃烧物通常为非碳氢化合物）的炎火灾，或正常生产也产生烟的工序，不宜采用感烟型探测器。感烟探测器可根据使用原理分为离子感烟型、光电感烟型和激光感烟型。其中离子感烟探测器灵敏度高、寿命长、价格低、安装使用方便，对人体无危害。
2感温型探测器：以叫热探测器，特别适用于无法使用感烟探测器的场合。其感温响应方式有两种情况：一是有火灾征兆、温度异常，当达到一定温度时，热敏元件就感应报警，称为定温式探测器。另一种是检测温度的升高，即升温速度超过某一特定值时，感应报警，称为差温式探测器。热敏元件有双金属、热敏电阻、热敏电缆、易熔金属等。
3感光火灾探测器：利用光敏元件、光电池、单色光、红外光敏元件、紫外光敏管或激光束来探测燃烧产物、可见烟或火焰。各种探测器各有优缺点。探测火灾产生的红外线或紫外线装置，不能用于正常生产或使用到红外线或紫外线的地方，以免引起误动作。
4.设备的预防性试验
预防性试验是检验设备或部件是否符合安全运行要求，预防设备因损坏而导致事故发生的重要措施。预防性试验分为破坏性试验和非破坏而导致事故发生的重要措施。预防性试验分为破坏性试验和非破坏性试验，破坏性试验如提升设备钢绳的拉断试验，如果测试的抗拉强度低于规定值，就应更换新的钢绳。非破坏性试验如压力容器的水压试验，在试验过程中检查容器有无漏水或其他异常现象，以判断压力容器是否能继续安全运行。预防性试验 也可采用无损检测技术检测，然后按一定的评估方法与标准来评判设备的安全性能。
5.常用设备监控系统
实际生产中使用的安全监控系统种类繁多，根据使用对象不同，常用有以下几类。
（1）生产工艺参数监控系统
这类控制主要是为了保证设备工艺 运行 要求，同时也坡到安全监控的作用，例如发电厂锅炉过热蒸气温度控制系统。每种锅炉与汽轮机组都 有一个规定的运行温度控制系统。每种锅炉与汽轮机组都有一个规定的运行温度，在这个温度下运行机组的效率最高。如果温度过高，会使汽轮机的寿命大大缩短，而如果温度过低，当蒸汽带动汽轮机做功时，会使部分蒸气温度控制系统的作用就是监测蒸气的温度，并控制蒸气保持设定的温度。
（2）危险场所提示监控系统
对于一些危险场所（如高压变电室、重要设备场所、危险作业场所等），在采用隔离、屏蔽等措施后，还不能达到本质安全时，为了避免人误造成事故危险，常在这些场所设置提示监控系统。一旦有人靠近或误入，系统将以语音或声光形式发出警告。
（3）事故危险警报监控系统
对于有泄漏有毒、可燃气体的作业环境，如果发生泄漏，可能会造成严重的中毒事故或爆炸事故。因此，设置警报监控系统，一旦出现泄漏超过规定值，系统报警，以便人们采取措施，排除险情。
（4）火灾报警监控系统
一旦出现火情，系统发出报警，以便人们及早扑灭火灾或逃离现场。报警监控系统不仅可用作报警，还可同时启动灭火系统和排气扇，打开排气操纵增压系统。有些重要建筑物的监控系统同时使用多种探测器来监测火灾，提高预防火灾的可靠性。
（5）安全保护监控系统
这类系统广泛用于各类设备上，一方面保护设备，另一方面保护操作者，避免人身伤害事故发生。如机床上使用的限位监控器，当运动部件运行轨迹超过限定位置时，系统发出警报，并切断电源或启动制动装置。压力机上使用的冲压保险监控系统，是为了防止在冲压过程发生人身事故而设的。一般分为光线式和感应式，当人体某地部位伸进感应幕时，电磁发生变化，监测出感应幕被破坏，并向控制元件输出信号，是压力机的滑块停止运行。还有汽车上使用的防撞雷达，也属于安全保护监控系统类型。当汽车与前方或左右侧的汽车或其他物体的距离较近时，防撞雷达切断油路，启动刹车系统，使汽车自动停止运行。
（6）电视监视法
有的工厂采用工业电视对生产现场进行集中监视。利用安装在现场的摄像头及时观察车间情况，发现事故苗头，即可用对讲机通知车间管理人员及时加以控制。一般的安全检查都是检查人员到现场进行查证，这不仅费时，而且不能动态地观测设备的运行情况。利用电视监视法，人们可通过屏幕随时检查设备运行及作业环境变化情况。尤其对于危险作业，安全要求高的设备运行，这是一种很有效的方法。严格意义上，电视也是一种监控系统，只是人充当信息处理分析器和控制执行机构。
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