马明华
江苏省特种设备安全监督检验研究院泰州分院 江苏泰州 225500
摘要：在实际应用过程中，由于安全连锁装置安全性及可靠性失效等引起的压力容器爆炸事故时有发生。本文通过对设备进行分析，思考检验安全联锁装置安全性及可靠性的方法。
关键词：快开门式压力容器；安全联锁装置；检验方法
引言：
安全连锁装置大多由电子元件进行控制，在工业生产的过程中，通过连续性的工作，使工作环境和设备温度有所升高，严重时导致电子元件失去作用。在这种情况下继续生产，或进行人工操作，容易埋下安全隐患，引发爆炸事故。
一、概述
其一，针对快开门式压力容器，其特点有以下几点。第一点，具有特殊性。我国目前针对此产品没有进行设计标准的规范化制定，因此其具有形式多，问题多等特殊性特点。第二点，压力容器在操作过程中会随着交变荷载，周期循环等原因，使其局部产生裂纹，造成产品破坏。第三点，设有安全联锁装置。其容器的开关盖较为频繁，为了避免和降低爆炸事故发生的几率，设置安全联锁，使其压力可以得到完全释放，从而避免产生事故。
其二，针对安全联锁装置，要求其具有以下功能。保证快开门在到达预定的关闭部位时，才进行升压运行。在其容器内部的压力完全释放后，打开快开门。
二、检验方法
目前我国对安全连锁装置进行功能检测，主要通过研发相应的检测设备进行技术升级。因此，本文主要通过分析检测设备的检测方式，进一步探究操作的规范性，并对检验方法进行分析。
（一）检测设备
检测设备的研发，需要根据以下因素进行综合分析。第一点，确定装置的功能指标参数，这一点对于确定及判断其功能对容器的开关可靠性具有一定的价值。其中启动压力，回复压力以及寿命次数是主要的参数指标。第二点，确定设备的特点。针对以上三个指标，结合连锁装置启动压以及回复压的数值无限接近零，进一步确认需要采用高精度的微压测量设备进行压力数值的采集检测。除此之外，由于其联锁装置在对其压力容器产生作用的过程中速度较快，长期处于微压，一定程度上加大了数值采集的难度。因此，在升压降压的过程中，要进一步引进自动检测、捕捉以及保存的自动化功能，保证能够实现数值的精准捕捉。第三点，完善装置功能检测的设备特征[1]。而为了进一步降低由外加能源导致的自身变化的影响，可以采用自力式微压控制器与检测器进行组合，能够使其测试的范围进一步由0至0.1MPa提升到0至16MPa，同时实现功能记录的作用。除此之外，为了进一步使其设备可以随时随地便携操作，同时实现现场及实验室模拟检测，对其功能进行进一步的细化和精确。设备见下图1、2。
图1在线监测仪
图2自力式微压控制器
（二）门盖操作规范性探究
为了确保安全连锁装置功能的可靠性，保证其容器内部压力能够实现完全释放，需要进一步通过对安全余压的研究，保证其容积内压与大气压实现等同，以此保证快开门盖作用的有效性。而通过相应研究，我们发现，需要通过寻找可靠的门盖操作方法，使其容器在开启过程中，所产生的余压区间能够限制在门盖运动压力及引发爆炸事故压力之间[2]。通过对安全余压的寻找判定，进一步保证其在容器升压降压过程中，能够合理的避免危险，也能够提高效率，实现安全联锁装置功能安全性和可靠性的有效提升。
第一点，确定余压的评判准则。运用虚拟仿真技术，进行计算机模型的计算和实现，通过验证爆炸事故碰撞评定资料可用于借鉴及使用的准则（图3、4、5），得出相应的结果。以此确定生物力学指标，其机械作用于人体时，我们可以从其碰撞的前后速度变化等判断人体所受伤害等级，进一步将门盖运动对人体所造成的影响作为评判准则判断安全余压区间，以此判断装置的安全性。
图3死亡加速度准则图示
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图4胸部3ms准则图示
图5头部伤害准则图示
图6计算模型图
在计算过程中运用动量守恒及能量守恒定律，将门盖的质量，人体的质量，平盖形式及非平盖形式下快开门盖的厚度、运动速度等进行代入准则计算，从而得出快开门盖的计算模型（图6）。
第二点，在安全余压开启瞬间，其内部的气会形成膨胀，推动门盖继续运动，造成物理运动伤害，而另一方面，通过对周围的空气造成影响，也可以产生冲击波。一方面带入快开门盖型式数值，进一步判断随着速度以及时间等数值的变化，从而根据对人体所产生的动量，判断人体在此情况下的生物安全性。例如，LKT型式，通过计算可知，人体距离其有0.15米左右的距离，在0.001MPa余压下，可以保证人体的安全。在距其0.25米时，在0.003MPa余压下，可以保证人体安全。
另一方面，进一步通过分析冲击波的影响，讨论其对人体的伤害。根据《锅炉压力容器工程安全学》一书所示方法进行计算，并通过寻找临界值，判断冲击波的危害性，进一步判断安全余压的区间。
三、结束语
综上所述，快开门式压力容器具有快速及开启灵活等特征，因此，能够广泛地应用于各种工业领域。而安全联锁装置作为影响其快开门盖在开闭之间容器内部压力值的重要设备，其功能的可靠性及安全性对其实现连续可靠运动次数具有决定作用，需要进一步通过各种技术确保其功能有效性。
参考文献：
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[2]王长华,胡建忠.从蒸压釜快开门安全联锁装置失效谈事故预防[J].特种设备安全技术,2013(3):61-62.
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[4]吕越操. 快开门式压力容器安全联锁制动装置的设计[J]. 压力容器, 2013(4):84-86.
[5]耿巨林. 快开门式压力容器安全联锁装置完好率低分析[J]. 中国特种设备安全, 2012(7):38-38.
论文作者:马明华
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/26
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