安全檢測(cè)包含兩方面的含義:一是指獲取設(shè)備某時(shí)刻數(shù)據(jù)的過(guò)程;另一是指對(duì)設(shè)備進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)測(cè)試過(guò)程。它借助于儀器、傳感器、探測(cè)設(shè)備迅速而準(zhǔn)確地了解設(shè)備的危險(xiǎn)、有害因素及其程度和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。檢測(cè)儀器通過(guò)物理的或化學(xué)的方法將被檢測(cè)對(duì)象的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)化為可觀測(cè)的物理量(儀器的讀數(shù))。
安全檢查、檢測(cè)、監(jiān)測(cè)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(duì)系統(tǒng)可能 存在的危險(xiǎn)與有害因素進(jìn)行查證的過(guò)程。這種查證既可以是經(jīng)驗(yàn)性或感官性的,也可以是借助簡(jiǎn)單的工具或精密復(fù)雜的檢測(cè)儀器來(lái)完成,它是人們的一種有安全目的的行為過(guò)程。傳統(tǒng)上的安全檢查主要是指利用人的經(jīng)驗(yàn)、感官的以及簡(jiǎn)單的工具所進(jìn)行的查證過(guò)程。安全檢測(cè)是利用儀器進(jìn)行檢驗(yàn)、測(cè)定、則通常稱(chēng)為檢測(cè);如果較長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)檢驗(yàn)、測(cè)定,則被稱(chēng)為實(shí)時(shí)檢測(cè)或監(jiān)測(cè)。檢測(cè)或監(jiān)測(cè)只是以數(shù)據(jù)或報(bào)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(cè)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(cè)的結(jié)果對(duì)系統(tǒng)進(jìn)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(yùn)行狀態(tài)。
1.檢測(cè)與監(jiān)控對(duì)設(shè)備安全的作用
用安全監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀況,預(yù)測(cè)設(shè)備運(yùn)行的變化趨勢(shì),其根本目的是避免事故,保證安全生產(chǎn)。檢測(cè)與監(jiān)控對(duì)設(shè)備安全運(yùn)行的作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)提供設(shè)備準(zhǔn)確的運(yùn)行狀態(tài)。設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)正常還是異常,通過(guò)檢測(cè)就可確定。例如鍋爐受壓元件是否安全可靠,利用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)(超聲波、聲發(fā)射等)可檢測(cè)出受壓元件是否存在裂紋的擴(kuò)展情況,通過(guò)定量分析評(píng)價(jià)即可確定鍋爐是否安全及壽命情況。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果人們就可以對(duì)目前運(yùn)行的設(shè)備作好計(jì)劃安排,如維修、更換、采用其他補(bǔ)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(yùn)行狀態(tài)控制以設(shè)計(jì)指標(biāo)之內(nèi),不至于超限運(yùn)行。例如監(jiān)測(cè)溫度并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)設(shè)實(shí)行控制,就可以防止強(qiáng)度喪失和過(guò)熱損失。
(3)預(yù)報(bào)設(shè)備故障狀態(tài)的變化,防止設(shè)備事故發(fā)生。對(duì)于一些必須連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備,當(dāng)出現(xiàn)不影響運(yùn)行的異常時(shí),只能在役檢修。這時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)故障執(zhí)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),一旦故障來(lái)臨立即報(bào)警,以便人們可以事先做好排除故障的工作,避免事故帶來(lái)的損失。
(4)智能化的監(jiān)測(cè)與監(jiān)控系統(tǒng),不僅能檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),而且對(duì)設(shè)備故障模式進(jìn)行診斷,對(duì)故障的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè),融安全檢測(cè)與安全評(píng)價(jià)為一體。
2.監(jiān)測(cè)與監(jiān)控系統(tǒng)組成
顯示器、報(bào)告裝置、數(shù)字處理裝置、控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)處理電路、傳感器、監(jiān)測(cè)對(duì)象
監(jiān)測(cè)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(cè)對(duì)象的指標(biāo)參數(shù)(如溫度、壓力、可燃?xì)怏w濃度、速度、濕度等)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路系統(tǒng)進(jìn)行處理后,通過(guò)顯示器、警報(bào)器給人們顯示或報(bào)告檢測(cè)結(jié)果。也可以通過(guò) 數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,以作進(jìn)一步分析使用(如故障診斷分析)。對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng),則通過(guò)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)被 監(jiān)測(cè)對(duì)象實(shí)行調(diào)節(jié)、糾偏控制,以使被監(jiān)測(cè)對(duì)象始終保持在設(shè)定的狀態(tài)運(yùn)行。
警報(bào)裝置是安全監(jiān)測(cè)與監(jiān)控的重要組成部分,當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)危險(xiǎn)、險(xiǎn)情、故障或其他需要注意的情況時(shí),可采用各種警報(bào)裝置來(lái)提醒人們注意的情況時(shí),可采用各種警報(bào)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(duì)于在控制點(diǎn)看不見(jiàn)全貌的自動(dòng)生產(chǎn)線或聯(lián)動(dòng)機(jī)組,應(yīng)配置開(kāi)車(chē)預(yù)備音響警報(bào)裝置,以便引起有關(guān)人員注意。安全監(jiān)測(cè)與監(jiān)控系統(tǒng)采用的警報(bào)裝置類(lèi)型有視覺(jué)報(bào)警、聽(tīng)覺(jué)報(bào)警、嗅覺(jué)報(bào)警等。
3.設(shè)備有害因素檢測(cè)方法
安全檢測(cè)方法依檢測(cè)項(xiàng)目不同而異,種類(lèi)繁多。但根據(jù)檢測(cè)的原理機(jī)制不同,大致可分為化學(xué)檢測(cè)和物理檢測(cè)兩大類(lèi)?;瘜W(xué)檢測(cè)是利用檢測(cè)對(duì)象的化學(xué)檢測(cè)性質(zhì)指標(biāo),通過(guò)一定的儀器與方法、對(duì)檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行定性或定量分析的一種檢測(cè)方法。它主要用于生產(chǎn)設(shè)備散發(fā)有害毒物的檢測(cè),如煉油生產(chǎn)中對(duì)一氧化硫、碳?xì)浠锏扔卸?、可燃?xì)怏w的檢測(cè)。物理檢測(cè)是利用檢測(cè)對(duì)象的物理量(熱、聲、光、電、磁等)來(lái)分析對(duì)象性狀的一種方法,如噪聲、溫度、放射性、機(jī)械部件運(yùn)動(dòng)速度等的檢測(cè)。生產(chǎn)設(shè)備的危險(xiǎn)、有害因素是多樣的,既有機(jī)械性的危害因素,也有非機(jī)械性的有害因素(如輻射、噪聲、塵毒等)。因此,檢測(cè)內(nèi)容繁多,常見(jiàn)的檢測(cè)項(xiàng)目有以下幾方面。
(1) 毒、可燃?xì)怏w檢測(cè)
主要用于存在泄漏有毒、可燃?xì)怏w濃度達(dá)到爆炸極限或爆炸的石油化工企業(yè)、油輪、油庫(kù)。當(dāng)可燃?xì)怏w濃度達(dá)到爆炸極限時(shí),就會(huì)發(fā)出警報(bào)??扇?xì)怏w探測(cè)器有催化型和半導(dǎo)體型兩種。
(2)噪聲檢測(cè)
噪聲檢測(cè)主要包括玚級(jí)測(cè)定和頻譜測(cè)定。常用儀器有聲級(jí)計(jì)、頻譜儀、噪聲分析儀等。聲級(jí)計(jì)測(cè)量聲的計(jì)機(jī)、計(jì)權(quán)聲壓級(jí),根據(jù)其精度分為精密聲級(jí)計(jì)和普通聲級(jí)計(jì),可根據(jù)測(cè)量精度要求選用。對(duì)于測(cè)量脈沖噪聲則應(yīng)選用脈沖聲級(jí)計(jì)。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(shí)應(yīng)選用頻譜儀。聲級(jí)分析儀是由聲級(jí)計(jì)、微機(jī)和打印機(jī)構(gòu)成,是一種交、直流兩用電源的攜帶式測(cè)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(píng)價(jià)結(jié)果。
(3)輻射檢測(cè)
輻射包括電磁波和放射性,一般作業(yè)場(chǎng)所主要涉及放射性檢測(cè)。按被檢測(cè)的對(duì)象不同,放射性檢測(cè)分為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和個(gè)人劑量檢測(cè),前者是對(duì)具有放射性污染的作業(yè)場(chǎng)所污染狀況的檢測(cè),后者是對(duì)操作人員所受內(nèi)照射和輻射劑量的檢測(cè)。放射性檢測(cè)器的種類(lèi)很多,可根據(jù)檢測(cè)目的、試樣型態(tài)、對(duì)象核素、射線類(lèi)型、強(qiáng)度和能量等因素選用。常用的有電離、閃爍式和半導(dǎo)體檢測(cè)器。電離型檢測(cè)器是利用射線通過(guò)氣體發(fā)生電離的原理制成的探測(cè)器。閃爍檢測(cè)是利用射線與物質(zhì)作用發(fā)生閃爍檢測(cè)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(jì)數(shù)率的優(yōu)點(diǎn),適用于測(cè)量輻射強(qiáng)度。半導(dǎo)體檢測(cè)器原理與電離型相似,只是檢測(cè)元件是固態(tài)半導(dǎo)體。射線進(jìn)入元件后,產(chǎn)生電子一空穴對(duì),從而得到可測(cè)量的脈沖電流。
(4)流動(dòng)介質(zhì)(氣、液體)參數(shù)檢測(cè)
許多生產(chǎn)設(shè)備存在流動(dòng)介質(zhì),無(wú)論生產(chǎn)過(guò)程還是安全控制無(wú)論生產(chǎn)過(guò)程還是安全控制,都需要對(duì)介質(zhì)的參數(shù)(溫度、壓力、流速等)進(jìn)行檢測(cè)。這類(lèi)檢測(cè)儀器很多,既有經(jīng)典的指針式檢測(cè)儀器,也有帶微機(jī)的智能化檢測(cè)儀,可根據(jù)檢測(cè)參數(shù)及要求選用。
(5)電氣設(shè)備的電氣檢測(cè)
電氣設(shè)備的檢測(cè)項(xiàng)目較多,常見(jiàn)的有絕緣性能檢測(cè)、接地電阻檢測(cè)、靜電檢測(cè)等。
(6)設(shè)備缺陷的無(wú)損檢測(cè)
它是在不損害或基本不損害材料或構(gòu)件的情況下探測(cè)被檢對(duì)象內(nèi)部和表面的各種缺陷及某些物理性能的一種檢測(cè)技術(shù)。它對(duì)檢測(cè)材料或構(gòu)件是否出現(xiàn)危險(xiǎn)性缺陷,消滅災(zāi)害性事故具有重要的作用。
常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)方法有:滲透檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、電位檢測(cè)、渦流檢測(cè)、射線檢測(cè)和超聲波檢測(cè)。其中滲透和磁粉兩種檢測(cè),只能用于檢測(cè)材料、構(gòu)件的表面缺陷,具的方法簡(jiǎn)單、操作方便的優(yōu)點(diǎn)。電們法適合于檢測(cè)裂紋平面的傾角,也可用于沒(méi)厚和檢測(cè)復(fù)合板結(jié)合層的質(zhì)量。渦流法只適用于導(dǎo)體,而且只能檢測(cè)表面和近表面缺陷。射線法適用于檢測(cè)材料、構(gòu)件的內(nèi)部缺陷,它一般對(duì)體積型缺陷比較靈敏,而對(duì)平面的二維缺陷不敏感,只有當(dāng)射線入射方向與裂紋平面一致時(shí),才有可能檢出裂紋類(lèi)缺陷,它主要用于鑄件和焊縫的檢測(cè)。
聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)是無(wú)損檢測(cè)的一項(xiàng)新技術(shù),是評(píng)價(jià)材料與構(gòu)件的新方法。當(dāng)物體(構(gòu)件)受外力或內(nèi)應(yīng)力作用時(shí),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(chǔ)存能量的一部分以彈性應(yīng)力波的形式釋放出來(lái),這種現(xiàn)象稱(chēng)為聲放射。而用電學(xué)的方法接收發(fā)射出來(lái)的應(yīng)力波,進(jìn)行處理和分析,以評(píng)價(jià)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(chēng)為聲發(fā)射技術(shù)。美、日和歐洲一些國(guó)家用聲發(fā)射在壓力容器水壓試驗(yàn)和定期檢修時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)已達(dá)到工業(yè)實(shí)用階段,并頒布了相應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程。在核容器與化工容器運(yùn)行中的安全性監(jiān)測(cè),復(fù)合材料壓力容器檢測(cè),焊接過(guò)程的研究等方面都取得了很大的成就。我國(guó)也先后研制出了單通道、4通道、36通道等多種型號(hào)的聲發(fā)射檢測(cè)儀,有的已全部用微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與顯示,并在壓力容器方面的安全檢測(cè)獲得了應(yīng)用。
(7)火災(zāi)的探測(cè)
火災(zāi)探測(cè)在探測(cè)到火災(zāi)時(shí),能自動(dòng)產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號(hào),因而也可叫火災(zāi)報(bào)警器。常用的探測(cè)器有以下幾種。
1 感煙型探測(cè)器:煙通常要比熱能更快地被探測(cè)到,在火災(zāi)初期甚至陰燃階段就能探測(cè)到。但對(duì)于產(chǎn)生煙少(燃燒物通常為非碳?xì)浠衔铮┑难谆馂?zāi),或正常生產(chǎn)也產(chǎn)生煙的工序,不宜采用感煙型探測(cè)器。感煙探測(cè)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(cè)器靈敏度高、壽命長(zhǎng)、價(jià)格低、安裝使用方便,對(duì)人體無(wú)危害。
2感溫型探測(cè)器:以叫熱探測(cè)器,特別適用于無(wú)法使用感煙探測(cè)器的場(chǎng)合。其感溫響應(yīng)方式有兩種情況:一是有火災(zāi)征兆、溫度異常,當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí),熱敏元件就感應(yīng)報(bào)警,稱(chēng)為定溫式探測(cè)器。另一種是檢測(cè)溫度的升高,即升溫速度超過(guò)某一特定值時(shí),感應(yīng)報(bào)警,稱(chēng)為差溫式探測(cè)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(zāi)探測(cè)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(lái)探測(cè)燃燒產(chǎn)物、可見(jiàn)煙或火焰。各種探測(cè)器各有優(yōu)缺點(diǎn)。探測(cè)火災(zāi)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(dòng)作。
4.設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)
預(yù)防性試驗(yàn)是檢驗(yàn)設(shè)備或部件是否符合安全運(yùn)行要求,預(yù)防設(shè)備因損壞而導(dǎo)致事故發(fā)生的重要措施。預(yù)防性試驗(yàn)分為破壞性試驗(yàn)和非破壞而導(dǎo)致事故發(fā)生的重要措施。預(yù)防性試驗(yàn)分為破壞性試驗(yàn)和非破壞性試驗(yàn),破壞性試驗(yàn)如提升設(shè)備鋼繩的拉斷試驗(yàn),如果測(cè)試的抗拉強(qiáng)度低于規(guī)定值,就應(yīng)更換新的鋼繩。非破壞性試驗(yàn)如壓力容器的水壓試驗(yàn),在試驗(yàn)過(guò)程中檢查容器有無(wú)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(yùn)行。預(yù)防性試驗(yàn) 也可采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)檢測(cè),然后按一定的評(píng)估方法與標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)判設(shè)備的安全性能。
5.常用設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)
實(shí)際生產(chǎn)中使用的安全監(jiān)控系統(tǒng)種類(lèi)繁多,根據(jù)使用對(duì)象不同,常用有以下幾類(lèi)。
(1)生產(chǎn)工藝參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)
這類(lèi)控制主要是為了保證設(shè)備工藝 運(yùn)行 要求,同時(shí)也坡到安全監(jiān)控的作用,例如發(fā)電廠鍋爐過(guò)熱蒸氣溫度控制系統(tǒng)。每種鍋爐與汽輪機(jī)組都 有一個(gè)規(guī)定的運(yùn)行溫度控制系統(tǒng)。每種鍋爐與汽輪機(jī)組都有一個(gè)規(guī)定的運(yùn)行溫度,在這個(gè)溫度下運(yùn)行機(jī)組的效率最高。如果溫度過(guò)高,會(huì)使汽輪機(jī)的壽命大大縮短,而如果溫度過(guò)低,當(dāng)蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)做功時(shí),會(huì)使部分蒸氣溫度控制系統(tǒng)的作用就是監(jiān)測(cè)蒸氣的溫度,并控制蒸氣保持設(shè)定的溫度。
(2)危險(xiǎn)場(chǎng)所提示監(jiān)控系統(tǒng)
對(duì)于一些危險(xiǎn)場(chǎng)所(如高壓變電室、重要設(shè)備場(chǎng)所、危險(xiǎn)作業(yè)場(chǎng)所等),在采用隔離、屏蔽等措施后,還不能達(dá)到本質(zhì)安全時(shí),為了避免人誤造成事故危險(xiǎn),常在這些場(chǎng)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(yǔ)音或聲光形式發(fā)出警告。
(3)事故危險(xiǎn)警報(bào)監(jiān)控系統(tǒng)
對(duì)于有泄漏有毒、可燃?xì)怏w的作業(yè)環(huán)境,如果發(fā)生泄漏,可能會(huì)造成嚴(yán)重的中毒事故或爆炸事故。因此,設(shè)置警報(bào)監(jiān)控系統(tǒng),一旦出現(xiàn)泄漏超過(guò)規(guī)定值,系統(tǒng)報(bào)警,以便人們采取措施,排除險(xiǎn)情。
(4)火災(zāi)報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)
一旦出現(xiàn)火情,系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警,以便人們及早撲滅火災(zāi)或逃離現(xiàn)場(chǎng)。報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)不僅可用作報(bào)警,還可同時(shí)啟動(dòng)滅火系統(tǒng)和排氣扇,打開(kāi)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(shí)使用多種探測(cè)器來(lái)監(jiān)測(cè)火災(zāi),提高預(yù)防火災(zāi)的可靠性。
(5)安全保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)
這類(lèi)系統(tǒng)廣泛用于各類(lèi)設(shè)備上,一方面保護(hù)設(shè)備,另一方面保護(hù)操作者,避免人身傷害事故發(fā)生。如機(jī)床上使用的限位監(jiān)控器,當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)行軌跡超過(guò)限定位置時(shí),系統(tǒng)發(fā)出警報(bào),并切斷電源或啟動(dòng)制動(dòng)裝置。壓力機(jī)上使用的沖壓保險(xiǎn)監(jiān)控系統(tǒng),是為了防止在沖壓過(guò)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(dāng)人體某地部位伸進(jìn)感應(yīng)幕時(shí),電磁發(fā)生變化,監(jiān)測(cè)出感應(yīng)幕被破壞,并向控制元件輸出信號(hào),是壓力機(jī)的滑塊停止運(yùn)行。還有汽車(chē)上使用的防撞雷達(dá),也屬于安全保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)類(lèi)型。當(dāng)汽車(chē)與前方或左右側(cè)的汽車(chē)或其他物體的距離較近時(shí),防撞雷達(dá)切斷油路,啟動(dòng)剎車(chē)系統(tǒng),使汽車(chē)自動(dòng)停止運(yùn)行。