隨著科學技術的進步, 特別是近幾年計算機技術的飛速發展, 安全保護控制裝置的技術正越來越趨于自動化、智能化, 客觀上為提高起重機械安全保護控制裝置的可靠性和有效性創造了有利條件。

起重機械作為危險性較大的特種設備, 其起重機械安全監控管理系統裝置的可靠性以及有效性, 都直接影響著起重作業的安全性和使用性。因此, 在對起重機械之安全保護控制裝置的設計、制造、安裝、使用及安全技術檢驗等過程中, 必須把它的可靠性和有效性作為極為重要的指標。

1．起重機械安全保護控制裝置概述

安全保護控制裝置是起重機械安全裝置的重要組成部分。目前, 在起重機械行業中, 普遍采用了超載保護裝置、 防碰撞裝置、 防觸電預警裝置、 防傾翻裝置、 防風預警裝置等。這些安全保護控制裝置, 通常由三部分組成:

( 1) 檢測部分: 力傳感器; 角度或長度傳感器;光電信號、 紅外信號、 激光信號等檢測系統; 高壓電檢測系統; 風級風速檢測系統等。

( 2) 二次儀表報警控制系統: 微機智能化報警控制系統。

( 3) 機械安裝與聯接部分等。

隨著智能自動化和微機技術的發展, 通過應用各種先進的檢測手段和微機控制技術, 形成了集中監控系統, 這也必將提高起重機械的安全可靠性和有效性。

2．起重機械安全控制裝置的可靠性和有效性

起重機械安全保護控制裝置的本質安全性是十分重要的。具體體現應是各種功能的可靠性設計和實際使用中的有效性。在可靠性和有效性的具體實施中, 應以可靠性為中心進行設計與制造; 以有效性為中心進行使用中的維護。在可靠性技術中, 它表現為固有可靠性和使用可靠性。

2．1對設計者和制造者的要求

把安全控制裝置的可靠性和有效性指標貫穿于設計、 制造和使用全過程中, 這是實現起重機械安全的根本性問題。以國家標準 GB12602- 1991?起重機械超載保護裝置安全技術規范?規定的可靠性指標為例:? 應能保證裝置在規定的使用條件下, 累積工作3000 小時, 不得出現故障。規定的使用條件是指起重機按正常條件工作, 用戶按制造廠規定的調整方法和周期對裝置進行維護和調整; 產品的調整周期不得低于3 個月, 保修期不得低于18 個月?。這是對有效性提出的硬性指標。對安全保護控制裝置而言, 應從設計者和制造者的角度出發, 在以下幾方面嚴格把關, 以保證其固有可靠性。

1) 可靠性設計技術措施

設計者應以可靠性設計技術為出發點, 包括制定可靠性指標; 對元器件進行選用與篩選; 基本安全功能設計; 電性能設計; 環境應力適應性設計; 機械性能設計( 傳感器等檢測元件的應用形式, 安裝方式, 力學干擾等) ; 抗干擾和過應力防護設計; 故障檢測效應設計; 軟件及硬件的冗余設計; 可維修性、可使用性及安全性設計等。并應在設計過程中進行可靠性試驗, 如強度試驗; 失效分析; 可靠性評定;可靠性設計考核及樣機現場試用的反饋信息分析等。

2) 可靠性制造技術措施

制造者應在生產能力、 生產設備、 生產工藝技術、 保證生產質量的檢測檢驗技術、 生產技術人員素質、 生產管理水平等方面保證可靠性設計方案的具體實施和體現。

3) 制造過程中的零部件選用及篩選

在制造生產過程中, 應對購進的零部件進行選用和篩選, 包括壽命篩選、 環境應力篩選、 密封性篩選、 檢查篩選等, 這是保證固有可靠性的基本因素。

4) 新產品應進行工業性試驗

工業性試驗對剔除早期失效的不利因素是必須的。通過工業性試驗, 找出設計、 制造、 安裝及對起重機的適用性等諸多方面的缺陷, 加以改進。改進后的產品, 應保證在規定的調整維護周期內連續工作, 不得出現故障。并應在產品出廠前, 進行出廠試驗, 以剔除早期失效的部件。如 GB12602- 1991 中提出500 小時的工業性運行試驗, 并規定了出廠試驗的內容。

5) 提供給用戶的資料

制造者和設計者應給用戶提供產品的使用說明書, 電路圖和安裝圖紙等。使用說明書應包括如下內容:

(1)主要性能參數;

(2)工作原理;

(3)安裝調試方法和程序;

(4)使用維護說明和檢查方法;

(5)調整維護周期和常見故障檢修及排除方法等。

應考慮到使用者的實際情況, 盡可能詳細, 并應能作為培訓操作者的教材。

2. 2對使用者和管理者的要求

影響安全保護控制裝置的另一個重要因素是使用可靠性。使用可靠性涉及的因素很多, 首先起重機械是危險性較大的特種設備, 常常作業于較復雜和較惡劣的環境中, 通常包括以下各種因素: 起重機作業狀態、 環境應力、 使用者對安全保護控制裝置的操作技術、 維護技術、 對其性能的掌握程度、產品的現場安裝調試水平、 售后服務措施以及使用管理情況等諸多因素, 直接影響著安全保護控制裝置的工作能力的發揮。

因此, 對設計者、 制造者和使用者來說, 安全保護控制裝置應用于起重機上所反映的實際可靠性水平, 才是其有效性的具體體現, 也是對各類安全保護控制裝置提出可靠性和有效性指標的宗旨。使用者和管理者應針對影響使用可靠性的各種因素, 采取切實可行的措施, 以保證其高水平的使用可靠性。如對操作人員和維修管理人員進行使用技術和維修技術的培訓, 了解使用說明書中提出的各項內容, 并掌握 常見故 障的 排除 方法和 維護 措施等。在GB12602? 1991 中, 針對超載保護裝置提出了對使用可靠性的具體要求: 用戶按制造廠規定的調整周期, 規定的維護調整方法對裝置進行預防性的維護和調整, 以保障其正常工作。并提出售后服務、 保修期限 18 個月等要求。

2. 3安全技術檢驗工作

( 1) 在對安全保護控制裝置進行安全技術性能檢驗中( 包括例行檢驗或定型產品檢驗) , 應完成相關標準中規定的全部內容。在對其技術資料的審查中,應對其可靠性設計方案和措施進行詳細審查, 并應對工業性運行試驗做嚴格的要求。用戶意見只能反映一個側面, 并不能完全代替工業性運行試驗的審查。對于檢驗中不合格的項目, 應要求制造者和設計者進行性能和可靠性方面的改進。整改后, 應重新通過各項性能和功能等方面的環境應力的試驗。

(2) 對在用的安全保護控制裝置, 應進行定期的安全性能檢驗, 應由起重機械安全檢驗人員在起重機械安全檢驗中同時進行, 并應作為起重機械安全性能檢驗的重要內容之一。對不同的安全保護控制裝置應分別按相關技術標準規定進行使用中的有效性檢驗, 并對其操作維護及故障排除措施進行考核。對失效或故障率高的安全保護控制裝置, 應嚴格要求整改或更換, 以保證裝置安全性能的可靠性和有效性。

3 總結

對于起重機械的安全保護控制裝置而言, 其安全性至關重要。提高安全保護控制裝置的可靠性和有效性水平是保證起重機械安全運行的基本保障條件。可靠性和有效性技術的提高, 應與現代先進的應用技術同步發展。提高起重機械安全保護控制裝置的可靠性和有效性也是一項系統工程, 不能僅局限于檢測最后的結果; 應把可靠性技術與產品的設計、 制造、 使用、 管理、 安全技術等多個環節更緊密的結合起來。據日本和西方先進國家的有關資料報道, 安全保護控制裝置發展的必然趨勢是綜合檢測監控的智能自動化。

在引進國外先進技術的同時, 對其可靠性設計和有效性的要求應放在首位。安全保護控制裝置的智能自動化儀表、 自動控制裝置、 自動檢測設備、 以及起重機械的遙控裝置等的可靠性設計和有效性方面的要求應更嚴格; 并應提高冗余技術的應用水平;對使用者和維護者應提出更高的技術水平要求; 安全技術檢驗工作也應提高可靠性和有效性技術的應用水平。如果起重機械安全保護控制裝置的可靠性和有效性的應用技術水平跟不上智能和自動化的檢測技術, 起重機械安全保護控制裝置的本質安全性,也必將得不到根本的保證。