安全檢測包含兩方面的含義:一是指獲取設(shè)備某時刻數(shù)據(jù)的過程;另一是指對設(shè)備進行較長時間連續(xù)測試過程。它借助于儀器、傳感器、探測設(shè)備迅速而準確地了解設(shè)備的危險、有害因素及其程度和設(shè)備運行狀態(tài)。檢測儀器通過物理的或化學的方法將被檢測對象的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)化為可觀測的物理量(儀器的讀數(shù))。
安全檢查、檢測、監(jiān)測的內(nèi)涵與功能既有區(qū)別又有聯(lián)系。安全檢查是為了設(shè)備系統(tǒng)的安全而對系統(tǒng)可能 存在的危險與有害因素進行查證的過程。這種查證既可以是經(jīng)驗性或感官性的,也可以是借助簡單的工具或精密復雜的檢測儀器來完成,它是人們的一種有安全目的的行為過程。傳統(tǒng)上的安全檢查主要是指利用人的經(jīng)驗、感官的以及簡單的工具所進行的查證過程。安全檢測是利用儀器進行檢驗、測定、則通常稱為檢測;如果較長時間連續(xù)檢驗、測定,則被稱為實時檢測或監(jiān)測。檢測或監(jiān)測只是以數(shù)據(jù)或報警的方式告訴人們系統(tǒng)所處的狀態(tài),它并不去影響系統(tǒng)的狀態(tài)。如果在監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,加上控制系統(tǒng),就成了監(jiān)控。監(jiān)控不僅能顯示系統(tǒng)所處的狀態(tài),而且根據(jù)監(jiān)測的結(jié)果對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)、調(diào)整、糾正、控制,使系統(tǒng)回到人們所設(shè)定的運行狀態(tài)。
1.檢測與監(jiān)控對設(shè)備安全的作用
用安全監(jiān)測與控制系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備運行狀況,預測設(shè)備運行的變化趨勢,其根本目的是避免事故,保證安全生產(chǎn)。檢測與監(jiān)控對設(shè)備安全運行的作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)提供設(shè)備準確的運行狀態(tài)。設(shè)備運行狀態(tài)正常還是異常,通過檢測就可確定。例如鍋爐受壓元件是否安全可靠,利用無損檢測技術(shù)(超聲波、聲發(fā)射等)可檢測出受壓元件是否存在裂紋的擴展情況,通過定量分析評價即可確定鍋爐是否安全及壽命情況。根據(jù)檢測結(jié)果人們就可以對目前運行的設(shè)備作好計劃安排,如維修、更換、采用其他補救措施等,以便既充分發(fā)揮設(shè)備的效率,又避免事故發(fā)生。
(2)保證設(shè)備運行狀態(tài)控制以設(shè)計指標之內(nèi),不至于超限運行。例如監(jiān)測溫度并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果通過監(jiān)控系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)對設(shè)實行控制,就可以防止強度喪失和過熱損失。
(3)預報設(shè)備故障狀態(tài)的變化,防止設(shè)備事故發(fā)生。對于一些必須連續(xù)運行的設(shè)備,當出現(xiàn)不影響運行的異常時,只能在役檢修。這時監(jiān)測系統(tǒng)對故障執(zhí)行實時監(jiān)測,一旦故障來臨立即報警,以便人們可以事先做好排除故障的工作,避免事故帶來的損失。
(4)智能化的監(jiān)測與監(jiān)控系統(tǒng),不僅能檢測設(shè)備的運行狀態(tài),而且對設(shè)備故障模式進行診斷,對故障的發(fā)展趨勢進行預測,融安全檢測與安全評價為一體。
2.監(jiān)測與監(jiān)控系統(tǒng)組成
顯示器、報告裝置、數(shù)字處理裝置、控制執(zhí)行機構(gòu)、信號處理電路、傳感器、監(jiān)測對象
監(jiān)測與監(jiān)控系統(tǒng)的硬件組成系統(tǒng),其中傳感器的作用是,將被檢測對象的指標參數(shù)(如溫度、壓力、可燃氣體濃度、速度、濕度等)轉(zhuǎn)化為電信號。經(jīng)過信號處理電路系統(tǒng)進行處理后,通過顯示器、警報器給人們顯示或報告檢測結(jié)果。也可以通過 數(shù)據(jù)處理裝置進行數(shù)據(jù)處理,以作進一步分析使用(如故障診斷分析)。對于監(jiān)控系統(tǒng),則通過控制執(zhí)行機構(gòu)對被 監(jiān)測對象實行調(diào)節(jié)、糾偏控制,以使被監(jiān)測對象始終保持在設(shè)定的狀態(tài)運行。
警報裝置是安全監(jiān)測與監(jiān)控的重要組成部分,當設(shè)備出現(xiàn)危險、險情、故障或其他需要注意的情況時,可采用各種警報裝置來提醒人們注意的情況時,可采用各種警報裝置一提醒人們注意,以便他們迅速作出反應(yīng),從而避免事故的發(fā)生。對于在控制點看不見全貌的自動生產(chǎn)線或聯(lián)動機組,應(yīng)配置開車預備音響警報裝置,以便引起有關(guān)人員注意。安全監(jiān)測與監(jiān)控系統(tǒng)采用的警報裝置類型有視覺報警、聽覺報警、嗅覺報警等。
3.設(shè)備有害因素檢測方法
安全檢測方法依檢測項目不同而異,種類繁多。但根據(jù)檢測的原理機制不同,大致可分為化學檢測和物理檢測兩大類。化學檢測是利用檢測對象的化學檢測性質(zhì)指標,通過一定的儀器與方法、對檢測對象進行定性或定量分析的一種檢測方法。它主要用于生產(chǎn)設(shè)備散發(fā)有害毒物的檢測,如煉油生產(chǎn)中對一氧化硫、碳氫化全物等有毒、可燃氣體的檢測。物理檢測是利用檢測對象的物理量(熱、聲、光、電、磁等)來分析對象性狀的一種方法,如噪聲、溫度、放射性、機械部件運動速度等的檢測。生產(chǎn)設(shè)備的危險、有害因素是多樣的,既有機械性的危害因素,也有非機械性的有害因素(如輻射、噪聲、塵毒等)。因此,檢測內(nèi)容繁多,常見的檢測項目有以下幾方面。
(1) 毒、可燃氣體檢測
主要用于存在泄漏有毒、可燃氣體濃度達到爆炸極限或爆炸的石油化工企業(yè)、油輪、油庫。當可燃氣體濃度達到爆炸極限時,就會發(fā)出警報??扇細怏w探測器有催化型和半導體型兩種。
(2)噪聲檢測
噪聲檢測主要包括玚級測定和頻譜測定。常用儀器有聲級計、頻譜儀、噪聲分析儀等。聲級計測量聲的計機、計權(quán)聲壓級,根據(jù)其精度分為精密聲級計和普通聲級計,可根據(jù)測量精度要求選用。對于測量脈沖噪聲則應(yīng)選用脈沖聲級計。一般噪聲頻率范圍是較寬廣的,在噪聲控制中往往需要知道噪聲的頻譜,這時應(yīng)選用頻譜儀。聲級分析儀是由聲級計、微機和打印機構(gòu)成,是一種交、直流兩用電源的攜帶式測量結(jié)果,而且可貯存、分析和處理數(shù)據(jù),得出所需要的各種綜合評價結(jié)果。
(3)輻射檢測
輻射包括電磁波和放射性,一般作業(yè)場所主要涉及放射性檢測。按被檢測的對象不同,放射性檢測分為現(xiàn)場檢測和個人劑量檢測,前者是對具有放射性污染的作業(yè)場所污染狀況的檢測,后者是對操作人員所受內(nèi)照射和輻射劑量的檢測。放射性檢測器的種類很多,可根據(jù)檢測目的、試樣型態(tài)、對象核素、射線類型、強度和能量等因素選用。常用的有電離、閃爍式和半導體檢測器。電離型檢測器是利用射線通過氣體發(fā)生電離的原理制成的探測器。閃爍檢測是利用射線與物質(zhì)作用發(fā)生閃爍檢測器是利用射線與物質(zhì)作用發(fā)生閃光而制成的儀器,具有高靈敏度和高計數(shù)率的優(yōu)點,適用于測量輻射強度。半導體檢測器原理與電離型相似,只是檢測元件是固態(tài)半導體。射線進入元件后,產(chǎn)生電子一空穴對,從而得到可測量的脈沖電流。
(4)流動介質(zhì)(氣、液體)參數(shù)檢測
許多生產(chǎn)設(shè)備存在流動介質(zhì),無論生產(chǎn)過程還是安全控制無論生產(chǎn)過程還是安全控制,都需要對介質(zhì)的參數(shù)(溫度、壓力、流速等)進行檢測。這類檢測儀器很多,既有經(jīng)典的指針式檢測儀器,也有帶微機的智能化檢測儀,可根據(jù)檢測參數(shù)及要求選用。
(5)電氣設(shè)備的電氣檢測
電氣設(shè)備的檢測項目較多,常見的有絕緣性能檢測、接地電阻檢測、靜電檢測等。
(6)設(shè)備缺陷的無損檢測
它是在不損害或基本不損害材料或構(gòu)件的情況下探測被檢對象內(nèi)部和表面的各種缺陷及某些物理性能的一種檢測技術(shù)。它對檢測材料或構(gòu)件是否出現(xiàn)危險性缺陷,消滅災害性事故具有重要的作用。
常規(guī)的無損檢測方法有:滲透檢測、磁粉檢測、電位檢測、渦流檢測、射線檢測和超聲波檢測。其中滲透和磁粉兩種檢測,只能用于檢測材料、構(gòu)件的表面缺陷,具的方法簡單、操作方便的優(yōu)點。電們法適合于檢測裂紋平面的傾角,也可用于沒厚和檢測復合板結(jié)合層的質(zhì)量。渦流法只適用于導體,而且只能檢測表面和近表面缺陷。射線法適用于檢測材料、構(gòu)件的內(nèi)部缺陷,它一般對體積型缺陷比較靈敏,而對平面的二維缺陷不敏感,只有當射線入射方向與裂紋平面一致時,才有可能檢出裂紋類缺陷,它主要用于鑄件和焊縫的檢測。
聲發(fā)射檢測技術(shù)是無損檢測的一項新技術(shù),是評價材料與構(gòu)件的新方法。當物體(構(gòu)件)受外力或內(nèi)應(yīng)力作用時,缺陷處或結(jié)構(gòu)異常部位因應(yīng)力集中而產(chǎn)生塑性變形,其儲存能量的一部分以彈性應(yīng)力波的形式釋放出來,這種現(xiàn)象稱為聲放射。而用電學的方法接收發(fā)射出來的應(yīng)力波,進行處理和分析,以評價缺陷發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律和尋找缺陷位置的技術(shù)統(tǒng)稱為聲發(fā)射技術(shù)。美、日和歐洲一些國家用聲發(fā)射在壓力容器水壓試驗和定期檢修時進行監(jiān)測已達到工業(yè)實用階段,并頒布了相應(yīng)的檢測標準和操作規(guī)程。在核容器與化工容器運行中的安全性監(jiān)測,復合材料壓力容器檢測,焊接過程的研究等方面都取得了很大的成就。我國也先后研制出了單通道、4通道、36通道等多種型號的聲發(fā)射檢測儀,有的已全部用微機進行數(shù)據(jù)處理與顯示,并在壓力容器方面的安全檢測獲得了應(yīng)用。
(7)火災的探測
火災探測在探測到火災時,能自動產(chǎn)生火災報警信號,因而也可叫火災報警器。常用的探測器有以下幾種。
1 感煙型探測器:煙通常要比熱能更快地被探測到,在火災初期甚至陰燃階段就能探測到。但對于產(chǎn)生煙少(燃燒物通常為非碳氫化合物)的炎火災,或正常生產(chǎn)也產(chǎn)生煙的工序,不宜采用感煙型探測器。感煙探測器可根據(jù)使用原理分為離子感煙型、光電感煙型和激光感煙型。其中離子感煙探測器靈敏度高、壽命長、價格低、安裝使用方便,對人體無危害。
2感溫型探測器:以叫熱探測器,特別適用于無法使用感煙探測器的場合。其感溫響應(yīng)方式有兩種情況:一是有火災征兆、溫度異常,當達到一定溫度時,熱敏元件就感應(yīng)報警,稱為定溫式探測器。另一種是檢測溫度的升高,即升溫速度超過某一特定值時,感應(yīng)報警,稱為差溫式探測器。熱敏元件有雙金屬、熱敏電阻、熱敏電纜、易熔金屬等。
3感光火災探測器:利用光敏元件、光電池、單色光、紅外光敏元件、紫外光敏管或激光束來探測燃燒產(chǎn)物、可見煙或火焰。各種探測器各有優(yōu)缺點。探測火災產(chǎn)生的紅外線或紫外線裝置,不能用于正常生產(chǎn)或使用到紅外線或紫外線的地方,以免引起誤動作。
4.設(shè)備的預防性試驗
預防性試驗是檢驗設(shè)備或部件是否符合安全運行要求,預防設(shè)備因損壞而導致事故發(fā)生的重要措施。預防性試驗分為破壞性試驗和非破壞而導致事故發(fā)生的重要措施。預防性試驗分為破壞性試驗和非破壞性試驗,破壞性試驗如提升設(shè)備鋼繩的拉斷試驗,如果測試的抗拉強度低于規(guī)定值,就應(yīng)更換新的鋼繩。非破壞性試驗如壓力容器的水壓試驗,在試驗過程中檢查容器有無漏水或其他異常現(xiàn)象,以判斷壓力容器是否能繼續(xù)安全運行。預防性試驗 也可采用無損檢測技術(shù)檢測,然后按一定的評估方法與標準來評判設(shè)備的安全性能。
5.常用設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)
實際生產(chǎn)中使用的安全監(jiān)控系統(tǒng)種類繁多,根據(jù)使用對象不同,常用有以下幾類。
(1)生產(chǎn)工藝參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)
這類控制主要是為了保證設(shè)備工藝 運行 要求,同時也坡到安全監(jiān)控的作用,例如發(fā)電廠鍋爐過熱蒸氣溫度控制系統(tǒng)。每種鍋爐與汽輪機組都 有一個規(guī)定的運行溫度控制系統(tǒng)。每種鍋爐與汽輪機組都有一個規(guī)定的運行溫度,在這個溫度下運行機組的效率最高。如果溫度過高,會使汽輪機的壽命大大縮短,而如果溫度過低,當蒸汽帶動汽輪機做功時,會使部分蒸氣溫度控制系統(tǒng)的作用就是監(jiān)測蒸氣的溫度,并控制蒸氣保持設(shè)定的溫度。
(2)危險場所提示監(jiān)控系統(tǒng)
對于一些危險場所(如高壓變電室、重要設(shè)備場所、危險作業(yè)場所等),在采用隔離、屏蔽等措施后,還不能達到本質(zhì)安全時,為了避免人誤造成事故危險,常在這些場所設(shè)置提示監(jiān)控系統(tǒng)。一旦有人靠近或誤入,系統(tǒng)將以語音或聲光形式發(fā)出警告。
(3)事故危險警報監(jiān)控系統(tǒng)
對于有泄漏有毒、可燃氣體的作業(yè)環(huán)境,如果發(fā)生泄漏,可能會造成嚴重的中毒事故或爆炸事故。因此,設(shè)置警報監(jiān)控系統(tǒng),一旦出現(xiàn)泄漏超過規(guī)定值,系統(tǒng)報警,以便人們采取措施,排除險情。
(4)火災報警監(jiān)控系統(tǒng)
一旦出現(xiàn)火情,系統(tǒng)發(fā)出報警,以便人們及早撲滅火災或逃離現(xiàn)場。報警監(jiān)控系統(tǒng)不僅可用作報警,還可同時啟動滅火系統(tǒng)和排氣扇,打開排氣操縱增壓系統(tǒng)。有些重要建筑物的監(jiān)控系統(tǒng)同時使用多種探測器來監(jiān)測火災,提高預防火災的可靠性。
(5)安全保護監(jiān)控系統(tǒng)
這類系統(tǒng)廣泛用于各類設(shè)備上,一方面保護設(shè)備,另一方面保護操作者,避免人身傷害事故發(fā)生。如機床上使用的限位監(jiān)控器,當運動部件運行軌跡超過限定位置時,系統(tǒng)發(fā)出警報,并切斷電源或啟動制動裝置。壓力機上使用的沖壓保險監(jiān)控系統(tǒng),是為了防止在沖壓過程發(fā)生人身事故而設(shè)的。一般分為光線式和感應(yīng)式,當人體某地部位伸進感應(yīng)幕時,電磁發(fā)生變化,監(jiān)測出感應(yīng)幕被破壞,并向控制元件輸出信號,是壓力機的滑塊停止運行。還有汽車上使用的防撞雷達,也屬于安全保護監(jiān)控系統(tǒng)類型。當汽車與前方或左右側(cè)的汽車或其他物體的距離較近時,防撞雷達切斷油路,啟動剎車系統(tǒng),使汽車自動停止運行。