随着科学技术的进步, 特别是近几年计算机技术的飞速发展, 安全保护控制装置的技术正越来越趋于自动化、智能化, 客观上为提高起重机械安全保护控制装置的可靠性和有效性创造了有利条件。

起重机械作为危险性较大的特种设备, 其起重机械安全监控管理系统装置的可靠性以及有效性, 都直接影响着起重作业的安全性和使用性。因此, 在对起重机械之安全保护控制装置的设计、制造、安装、使用及安全技术检验等过程中, 必须把它的可靠性和有效性作为极为重要的指标。

1．起重机械安全保护控制装置概述

安全保护控制装置是起重机械安全装置的重要组成部分。目前, 在起重机械行业中, 普遍采用了超载保护装置、 防碰撞装置、 防触电预警装置、 防倾翻装置、 防风预警装置等。这些安全保护控制装置, 通常由三部分组成:

( 1) 检测部分: 力传感器; 角度或长度传感器;光电信号、 红外信号、 激光信号等检测系统; 高压电检测系统; 风级风速检测系统等。

( 2) 二次仪表报警控制系统: 微机智能化报警控制系统。

( 3) 机械安装与联接部分等。

随着智能自动化和微机技术的发展, 通过应用各种先进的检测手段和微机控制技术, 形成了集中监控系统, 这也必将提高起重机械的安全可靠性和有效性。

2．起重机械安全控制装置的可靠性和有效性

起重机械安全保护控制装置的本质安全性是十分重要的。具体体现应是各种功能的可靠性设计和实际使用中的有效性。在可靠性和有效性的具体实施中, 应以可靠性为中心进行设计与制造; 以有效性为中心进行使用中的维护。在可靠性技术中, 它表现为固有可靠性和使用可靠性。

2．1对设计者和制造者的要求

把安全控制装置的可靠性和有效性指标贯穿于设计、 制造和使用全过程中, 这是实现起重机械安全的根本性问题。以国家标准 GB12602- 1991?起重机械超载保护装置安全技术规范?规定的可靠性指标为例:? 应能保证装置在规定的使用条件下, 累积工作3000 小时, 不得出现故障。规定的使用条件是指起重机按正常条件工作, 用户按制造厂规定的调整方法和周期对装置进行维护和调整; 产品的调整周期不得低于3 个月, 保修期不得低于18 个月?。这是对有效性提出的硬性指标。对安全保护控制装置而言, 应从设计者和制造者的角度出发, 在以下几方面严格把关, 以保证其固有可靠性。

1) 可靠性设计技术措施

设计者应以可靠性设计技术为出发点, 包括制定可靠性指标; 对元器件进行选用与筛选; 基本安全功能设计; 电性能设计; 环境应力适应性设计; 机械性能设计( 传感器等检测元件的应用形式, 安装方式, 力学干扰等) ; 抗干扰和过应力防护设计; 故障检测效应设计; 软件及硬件的冗余设计; 可维修性、可使用性及安全性设计等。并应在设计过程中进行可靠性试验, 如强度试验; 失效分析; 可靠性评定;可靠性设计考核及样机现场试用的反馈信息分析等。

2) 可靠性制造技术措施

制造者应在生产能力、 生产设备、 生产工艺技术、 保证生产质量的检测检验技术、 生产技术人员素质、 生产管理水平等方面保证可靠性设计方案的具体实施和体现。

3) 制造过程中的零部件选用及筛选

在制造生产过程中, 应对购进的零部件进行选用和筛选, 包括寿命筛选、 环境应力筛选、 密封性筛选、 检查筛选等, 这是保证固有可靠性的基本因素。

4) 新产品应进行工业性试验

工业性试验对剔除早期失效的不利因素是必须的。通过工业性试验, 找出设计、 制造、 安装及对起重机的适用性等诸多方面的缺陷, 加以改进。改进后的产品, 应保证在规定的调整维护周期内连续工作, 不得出现故障。并应在产品出厂前, 进行出厂试验, 以剔除早期失效的部件。如 GB12602- 1991 中提出500 小时的工业性运行试验, 并规定了出厂试验的内容。

5) 提供给用户的资料

制造者和设计者应给用户提供产品的使用说明书, 电路图和安装图纸等。使用说明书应包括如下内容:

(1)主要性能参数;

(2)工作原理;

(3)安装调试方法和程序;

(4)使用维护说明和检查方法;

(5)调整维护周期和常见故障检修及排除方法等。

应考虑到使用者的实际情况, 尽可能详细, 并应能作为培训操作者的教材。

2. 2对使用者和管理者的要求

影响安全保护控制装置的另一个重要因素是使用可靠性。使用可靠性涉及的因素很多, 首先起重机械是危险性较大的特种设备, 常常作业于较复杂和较恶劣的环境中, 通常包括以下各种因素: 起重机作业状态、 环境应力、 使用者对安全保护控制装置的操作技术、 维护技术、 对其性能的掌握程度、产品的现场安装调试水平、 售后服务措施以及使用管理情况等诸多因素, 直接影响着安全保护控制装置的工作能力的发挥。

因此, 对设计者、 制造者和使用者来说, 安全保护控制装置应用于起重机上所反映的实际可靠性水平, 才是其有效性的具体体现, 也是对各类安全保护控制装置提出可靠性和有效性指标的宗旨。使用者和管理者应针对影响使用可靠性的各种因素, 采取切实可行的措施, 以保证其高水平的使用可靠性。如对操作人员和维修管理人员进行使用技术和维修技术的培训, 了解使用说明书中提出的各项内容, 并掌握 常见故 障的 排除 方法和 维护 措施等。在GB12602? 1991 中, 针对超载保护装置提出了对使用可靠性的具体要求: 用户按制造厂规定的调整周期, 规定的维护调整方法对装置进行预防性的维护和调整, 以保障其正常工作。并提出售后服务、 保修期限 18 个月等要求。

2. 3安全技术检验工作

( 1) 在对安全保护控制装置进行安全技术性能检验中( 包括例行检验或定型产品检验) , 应完成相关标准中规定的全部内容。在对其技术资料的审查中,应对其可靠性设计方案和措施进行详细审查, 并应对工业性运行试验做严格的要求。用户意见只能反映一个侧面, 并不能完全代替工业性运行试验的审查。对于检验中不合格的项目, 应要求制造者和设计者进行性能和可靠性方面的改进。整改后, 应重新通过各项性能和功能等方面的环境应力的试验。

(2) 对在用的安全保护控制装置, 应进行定期的安全性能检验, 应由起重机械安全检验人员在起重机械安全检验中同时进行, 并应作为起重机械安全性能检验的重要内容之一。对不同的安全保护控制装置应分别按相关技术标准规定进行使用中的有效性检验, 并对其操作维护及故障排除措施进行考核。对失效或故障率高的安全保护控制装置, 应严格要求整改或更换, 以保证装置安全性能的可靠性和有效性。

3 总结

对于起重机械的安全保护控制装置而言, 其安全性至关重要。提高安全保护控制装置的可靠性和有效性水平是保证起重机械安全运行的基本保障条件。可靠性和有效性技术的提高, 应与现代先进的应用技术同步发展。提高起重机械安全保护控制装置的可靠性和有效性也是一项系统工程, 不能仅局限于检测最后的结果; 应把可靠性技术与产品的设计、 制造、 使用、 管理、 安全技术等多个环节更紧密的结合起来。据日本和西方先进国家的有关资料报道, 安全保护控制装置发展的必然趋势是综合检测监控的智能自动化。

在引进国外先进技术的同时, 对其可靠性设计和有效性的要求应放在首位。安全保护控制装置的智能自动化仪表、 自动控制装置、 自动检测设备、 以及起重机械的遥控装置等的可靠性设计和有效性方面的要求应更严格; 并应提高冗余技术的应用水平;对使用者和维护者应提出更高的技术水平要求; 安全技术检验工作也应提高可靠性和有效性技术的应用水平。如果起重机械安全保护控制装置的可靠性和有效性的应用技术水平跟不上智能和自动化的检测技术, 起重机械安全保护控制装置的本质安全性,也必将得不到根本的保证。