設備的安全檢測

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安全檢測包含兩方面的含義：一是指獲取設備某時刻數據的過程;另一是指對設備進行較長時間連續測試過程。它借助于儀器、傳感器、探測設備迅速而準確地了解設備的危險、有害因素及其程度和設備運行狀態。檢測儀器通過物理的或化學的方法將被檢測對象的狀態信息轉化為可觀測的物理量（儀器的讀數）。

安全檢查、檢測、監測的內涵與功能既有區別又有聯系。安全檢查是為了設備系統的安全而對系統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。傳統上的安全檢查主要是指利用人的經驗、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；如果較長時間連續檢驗、測定，則被稱為實時檢測或監測。檢測或監測只是以數據或報警的方式告訴人們系統所處的狀態，它并不去影響系統的狀態。如果在監測系統的基礎上，加上控制系統，就成了監控。監控不僅能顯示系統所處的狀態，而且根據監測的結果對系統進行調節、調整、糾正、控制，使系統回到人們所設定的運行狀態。

1.檢測與監控對設備安全的作用

用安全監測與控制系統監測設備運行狀況，預測設備運行的變化趨勢，其根本目的是避免事故，保證安全生產。檢測與監控對設備安全運行的作用主要表現在以下幾個方面：

（1）提供設備準確的運行狀態。設備運行狀態正常還是異常，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（超聲波、聲發射等）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。根據檢測結果人們就可以對目前運行的設備作好計劃安排，如維修、更換、采用其他補救措施等，以便既充分發揮設備的效率，又避免事故發生。

（2）保證設備運行狀態控制以設計指標之內，不至于超限運行。例如監測溫度并根據監測結果通過監控系統的執行機構對設實行控制，就可以防止強度喪失和過熱損失。

（3）預報設備故障狀態的變化，防止設備事故發生。對于一些必須連續運行的設備，當出現不影響運行的異常時，只能在役檢修。這時監測系統對故障執行實時監測，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）智能化的監測與監控系統，不僅能檢測設備的運行狀態，而且對設備故障模式進行診斷，對故障的發展趨勢進行預測，融安全檢測與安全評價為一體。

2.監測與監控系統組成

顯示器、報告裝置、數字處理裝置、控制執行機構、信號處理電路、傳感器、監測對象

監測與監控系統的硬件組成系統，其中傳感器的作用是，將被檢測對象的指標參數（如溫度、壓力、可燃氣體濃度、速度、濕度等）轉化為電信號。經過信號處理電路系統進行處理后，通過顯示器、警報器給人們顯示或報告檢測結果。也可以通過數據處理裝置進行數據處理，以作進一步分析使用（如故障診斷分析）。對于監控系統，則通過控制執行機構對被監測對象實行調節、糾偏控制，以使被監測對象始終保持在設定的狀態運行。

警報裝置是安全監測與監控的重要組成部分，當設備出現危險、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，從而避免事故的發生。對于在控制點看不見全貌的自動生產線或聯動機組，應配置開車預備音響警報裝置，以便引起有關人員注意。安全監測與監控系統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。它主要用于生產設備散發有害毒物的檢測，如煉油生產中對一氧化硫、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。生產設備的危險、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、油輪、油庫。當可燃氣體濃度達到爆炸極限時，就會發出警報。可燃氣體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、計權聲壓級，根據其精度分為精密聲級計和普通聲級計，可根據測量精度要求選用。對于測量脈沖噪聲則應選用脈沖聲級計。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，這時應選用頻譜儀。聲級分析儀是由聲級計、微機和打印機構成，是一種交、直流兩用電源的攜帶式測量結果，而且可貯存、分析和處理數據，得出所需要的各種綜合評價結果。

（3）輻射檢測

輻射包括電磁波和放射性，一般作業場所主要涉及放射性檢測。按被檢測的對象不同，放射性檢測分為現場檢測和個人劑量檢測，前者是對具有放射性污染的作業場所污染狀況的檢測，后者是對操作人員所受內照射和輻射劑量的檢測。放射性檢測器的種類很多，可根據檢測目的、試樣型態、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生電離的原理制成的探測器。閃爍檢測是利用射線與物質作用發生閃爍檢測器是利用射線與物質作用發生閃光而制成的儀器，具有高靈敏度和高計數率的優點，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半導體。射線進入元件后，產生電子一空穴對，從而得到可測量的脈沖電流。

（4）流動介質（氣、液體）參數檢測

許多生產設備存在流動介質，無論生產過程還是安全控制無論生產過程還是安全控制，都需要對介質的參數（溫度、壓力、流速等）進行檢測。這類檢測儀器很多，既有經典的指針式檢測儀器，也有帶微機的智能化檢測儀，可根據檢測參數及要求選用。

（5）電氣設備的電氣檢測

電氣設備的檢測項目較多，常見的有絕緣性能檢測、接地電阻檢測、靜電檢測等。

（6）設備缺陷的無損檢測

它是在不損害或基本不損害材料或構件的情況下探測被檢對象內部和表面的各種缺陷及某些物理性能的一種檢測技術。它對檢測材料或構件是否出現危險性缺陷，消滅災害性事故具有重要的作用。

常規的無損檢測方法有：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、構件的表面缺陷，具的方法簡單、操作方便的優點。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合層的質量。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、構件的內部缺陷，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。

聲發射檢測技術是無損檢測的一項新技術，是評價材料與構件的新方法。當物體（構件）受外力或內應力作用時，缺陷處或結構異常部位因應力集中而產生塑性變形，其儲存能量的一部分以彈性應力波的形式釋放出來，這種現象稱為聲放射。而用電學的方法接收發射出來的應力波，進行處理和分析，以評價缺陷發生、發展的規律和尋找缺陷位置的技術統稱為聲發射技術。美、日和歐洲一些國家用聲發射在壓力容器水壓試驗和定期檢修時進行監測已達到工業實用階段，并頒布了相應的檢測標準和操作規程。在核容器與化工容器運行中的安全性監測，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射檢測儀，有的已全部用微機進行數據處理與顯示，并在壓力容器方面的安全檢測獲得了應用。

（7）火災的探測

火災探測在探測到火災時，能自動產生火災報警信號，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。但對于產生煙少（燃燒物通常為非碳氫化合物）的炎火災，或正常生產也產生煙的工序，不宜采用感煙型探測器。感煙探測器可根據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物、可見煙或火焰。各種探測器各有優缺點。探測火災產生的紅外線或紫外線裝置，不能用于正常生產或使用到紅外線或紫外線的地方，以免引起誤動作。

4.設備的預防性試驗

預防性試驗是檢驗設備或部件是否符合安全運行要求，預防設備因損壞而導致事故發生的重要措施。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備鋼繩的拉斷試驗，如果測試的抗拉強度低于規定值，就應更換新的鋼繩。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象，以判斷壓力容器是否能繼續安全運行。預防性試驗也可采用無損檢測技術檢測，然后按一定的評估方法與標準來評判設備的安全性能。

5.常用設備監控系統

實際生產中使用的安全監控系統種類繁多，根據使用對象不同，常用有以下幾類。

（1）生產工藝參數監控系統

這類控制主要是為了保證設備工藝運行要求，同時也坡到安全監控的作用，例如發電廠鍋爐過熱蒸氣溫度控制系統。每種鍋爐與汽輪機組都有一個規定的運行溫度控制系統。每種鍋爐與汽輪機組都有一個規定的運行溫度，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的作用就是監測蒸氣的溫度，并控制蒸氣保持設定的溫度。

（2）危險場所提示監控系統

對于一些危險場所（如高壓變電室、重要設備場所、危險作業場所等），在采用隔離、屏蔽等措施后，還不能達到本質安全時，為了避免人誤造成事故危險，常在這些場所設置提示監控系統。一旦有人靠近或誤入，系統將以語音或聲光形式發出警告。

（3）事故危險警報監控系統

對于有泄漏有毒、可燃氣體的作業環境，如果發生泄漏，可能會造成嚴重的中毒事故或爆炸事故。因此，設置警報監控系統，一旦出現泄漏超過規定值，系統報警，以便人們采取措施，排除險情。

（4）火災報警監控系統

一旦出現火情，系統發出報警，以便人們及早撲滅火災或逃離現場。報警監控系統不僅可用作報警，還可同時啟動滅火系統和排氣扇，打開排氣操縱增壓系統。有些重要建筑物的監控系統同時使用多種探測器來監測火災，提高預防火災的可靠性。

（5）安全保護監控系統

這類系統廣泛用于各類設備上，一方面保護設備，另一方面保護操作者，避免人身傷害事故發生。如機床上使用的限位監控器，當運動部件運行軌跡超過限定位置時，系統發出警報，并切斷電源或啟動制動裝置。壓力機上使用的沖壓保險監控系統，是為了防止在沖壓過程發生人身事故而設的。一般分為光線式和感應式，當人體某地部位伸進感應幕時，電磁發生變化，監測出感應幕被破壞，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，也屬于安全保護監控系統類型。當汽車與前方或左右側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，使汽車自動停止運行。