关于特种设备安全防护及其功能安全保障关键技术研究

王斐南

摘 要：特种设备作为一种特殊的装备，安全性是有待进一步提升的，因为特种设备安全性的提升是有助于整个设备在作业过程中对周围人员进行安全保障的，因此特种设备的安全防护在对于特种设备具有重要的作用。本次研究中分析了安全防护设备的内涵，并对其概念理解开展进一步的深化，对现如今特种设备的安全防护功能技术现状进行阐述，确定安全防护背景下特种设备安全防护的思路。

关键词：特种设备;安全防护;功能安全

引言

特种设备在确保安全防护的前提下才可以最大程度上发挥其效用，但是截至目前为止业内对于特种设备的安全防护尚未形成统一的意识，导致特种设备的安全防护相关技术发展依然不成熟，具体表现在理论、系统、体系、标准方面。做好安全防护对于特种设备实现安全运行具有重要意义。本次研究中从安全、功能方面对特种设备的安全防护进行分析，对于未来开展特种设备安全防护以及相关技术研究具有积极意义。

1.安全防护技术内涵

特种设备与社会生产、居民生活息息相关，主要在高度危险的环境下运行。经过多年的实践，特种设备无论是在技术、经验方面都形成了一套专有的体系，包括安全保障措施与分级风险管理，可以进一步细分为基本安全、基本状态、安全防护。[1]

1.1基本安全

所谓基本安全，主要指使设备本身抵抗失效的能力得到强化使得设备的安全保障得到进一步强化，具体步骤：

1.1.1材料：特种设备由于自身的特殊性因此对于材料有着特定的要求。承载部位应该使用力学性能出众、理化性能过关的材料，确保载荷过关，同时和介质、环境都具备一定的相容性，同时具备出众的抗侵蚀、性能劣化能力;

1.1.2结构：需要确保特种设备在结构上具有完整性。在整个使用周期内避免因为外界影响而造成的裂缝、形变、磨损等;

1.1.3工艺：对于特种设备而言，操作工艺应该是相对熟练的，表现在可控性、稳定性上，尽可能使用能量低、危害小、易操作的工艺;

1.1.4综合：表现在特种设备在介质、环境、载荷条件下，即便是在连续作业的条件下也可以从整体上保证综合性能，在设备不得已发生失效的情况下依然可以保证温和的发生方式，实现物质、能量的最小化释放。

特种设备实现安全生产的重要前提就是做好安全防护工作，对于不同类型的特种设备已经构建了更加完善的基本安全保障方式，实现体系化、标准化，降低由于安全防护工作不到位而造成的事故与损失。[2]

1.2基本监控

对特种设备运行过程中的各项参数进行监控，同时满足生产条件、基本生产安全条件的需求。[3]所谓基本安全就是针对特定的设计条件，在参数、环境、介质上均表现为与特定的设计条件相对应，如果超出设备自身的承载能力，设备就会发生失效。

在经济、技术、不可抗力的影响因素作用下，特种设备的基本安全措施不可能预料到所有可能会发生的危险，所以即便是已经做好安全防护工作，也有可能会因为一些意想不到的因素对特种设备的安全运行造成威胁。为了防止这些意外因素对特种设备造成的损害，就需要对特种设备的材料、结构状态、工艺进行全方位监测，当问题发生时就可以及时对特种设备的安全问题进行评估，同时制定一系列的解决措施。

1.3安全防护

安全防护主要的对象就是特种设备，将保障设备基本安全作为出发点，包括技术、管理，通过一系列的设备、设施、人为干预得以实现，具体可进行如下细分：

1.3.1防止：通常在特种设备出现异常的情况下并不能有效解决危险，因此需要从源头上解决问题。开展防止措施可以使用信号响应设施、机械液压设施，由传感器采集危险信号，控制器处理分析信号，由执行器执行命令，切断问题根源;

1.3.2减缓：当特种设备出面临危险情况时可以采取减缓措施以求最大程度上减少危险带来的损害。[4]实际上减缓措施属于一种被动的安全防护措施，借助相关设备或者人为干预来减缓特种设备受到的损害，具体可以分为响应型、机械液压型;

1.3.3程序：通过一系列管理手段确保特种设备的安全被称之为程序安全，在特种设备的整个生命周期内，特种设备的一切活动都需要符合程序安全的要求，并且通过一系列的管理手段执行出来;

1.3.4个体：个体防护的对象主要是针对特种设备的作业人员，在作业时需要佩戴一系列防护装备，以防在危险发生的情况下防止作业人员受到伤害。

2.特种设备安全防护成果介绍

2.1特种设备现阶段存在的问题

对于任意一种极具代表性的特种设备进行针对性的系统分析，将风险演化作为作业主线，从特种设备危險根源入手对每一次危险源演化进行充分分析，将危险源参数提取出来，对各阶段危险的演变进行分析，明确安全防护节点理念，在此基础上构建安全防护模型。在此基础上构建特种设备典型的安防防护模型。开发特种设备安全防护软件的思路需要建立在典型设备安全防护模型的基础上，从安全防护的角度实现特种设备安全防护系统的自动完成。

2.2功能安全测试

对于安全等级完整的特种设备安全防护系统可以称为特种设备的功能安全产品，并且需要测试设备的安全完整等级，但是对于我国来说现阶段还是缺少一些专业的、权威的认证平台。

本次研究中对现阶段国际上存在的特种设备安全评估、测试模式在借鉴的基础上进行重构，在特种设备中加入水循环系统测试平台，保证特种设备完成动作的寿命。

2.3安全仪表系统

对于特种设备的安全防护系统而言，安全仪表系统是非常重要的主动防护层，对于承载设备安全保障起到十分重要的作用。在设备正常运行的状态下，安全仪表是不会工作的，当传感器检测到危险信号以后，此时安全仪表就会发生动作，进一步对特种设备的工作状态进行调整。

特种设备在实际运行过程中，承压装置长期处于持续运行的状态，此时安全仪表并不动作，不过也不排除安全仪表受到内部、外部环境因素的影响而发生故障。当出现这些情况时就不能保证安全仪表装置正常工作，由此就不能准确检测安全事故，这在实际生产中还是较为常见的。[5]为了解决这一问题，需要在安全仪表系统不动作情况下在线监测安全功能，这样就可以有效防止因为内外界因素造成的安全仪表无法正常工作。

结论

特种设备对于社会生产与居民生活具有至关重要的作用，因此在实际运行中需要确保特种设备可以正常作业不受外界因素影响，因此就需要做好特种设备的安全防护工作。特种设备的安全防护工作是一项系统化工程。首先要从基本安全、基本监控、安全防护三个角度出发入手开展特种设备的安全防护工作。由此诞生了一系列特种设备安全防护措施，主要包括对特种设备的功能安全测试、安全仪表系统。功能安全测试主要表现在保证安全的情况下对设备的功能等级进行测试。安全仪表主要展现在避免安全仪表受到非危险因素的影响造成安全仪表系统失效。

参考文献：

[1]吴建坤，余祥峰，林俊滨，洪志阳.新时期提升特种设备安全监察效率的对策探讨[J].中国质量与标准导报，2021（02）：55-57.

[2]白杰. 特种设备安全监管研究[D].西北农林科技大学，2020.

[3]张盼. Y县特种设备安全监管问题与对策研究[D].扬州大学，2020.

[4]王焰. 大型及特种机械设备安全问题分析及对策[A]. 中国铁道学会运输委员会.第十八届站场与枢纽年会论文集[C].中国铁道学会运输委员会：中国铁道学会，2017：2.

[5]赵敬欣. 强化特种设备安全监管能力的路径选择[A]. 中国武汉决策信息研究开发中心、决策与信息杂志社、北京大学经济管理学院.“决策论坛——区域发展与公共政策研究学术研讨会”论文集（下）[C].中国武汉决策信息研究开发中心、决策与信息杂志社、北京大学经济管理学院：《科技与企业》编辑部，2016：1.

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