特種設(shè)備安全防護(hù)及其功能安全保障關(guān)鍵技術(shù)

孫豐震

摘要：特種設(shè)備是保障在人民生產(chǎn)、群眾日常生活需要的基礎(chǔ)設(shè)施，，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位。特種設(shè)備通常在高壓、高溫、高速或高空的極限環(huán)境下工作，，如果發(fā)生爆炸、起火火災(zāi)、從高處跌墜落等事故，，將導(dǎo)致巨大的生命人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)環(huán)境影響，，甚至危及公共安全。所以，應(yīng)采取相關(guān)措施維護(hù)特種設(shè)備安全?；诖耍疚尼槍?duì)特種設(shè)備安全防護(hù)及其功能安全保障關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了一定程度的探討。

關(guān)鍵詞：特種設(shè)備安全防護(hù);功能安全保障;關(guān)鍵技術(shù)

引言：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，特種設(shè)備在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用越來越多。但隨著特種設(shè)備的其使用廣泛，各種由該類型特種設(shè)備導(dǎo)致的安全問題也層出不窮，為了能夠使人民的生命健康以及財(cái)產(chǎn)安全得到保護(hù)，對(duì)特種設(shè)備進(jìn)行安全防護(hù)，并在此過程當(dāng)中定期進(jìn)行檢測(cè)、檢查、檢修更加重要。為此，本文探究了特種設(shè)備安全防護(hù)及其功能安全保障關(guān)鍵技術(shù)，以期降低特種設(shè)備的安全風(fēng)險(xiǎn)。

一、特種設(shè)備的內(nèi)涵分析

“特種設(shè)備”是指對(duì)人身和財(cái)產(chǎn)安全有較大危險(xiǎn)性的鍋爐、壓力容器（含氣瓶）、壓力管道、電梯、起重機(jī)械、客運(yùn)索道、大型游樂設(shè)施、場(chǎng)（廠）內(nèi)專用機(jī)動(dòng)車輛，以及法律、行政法規(guī)規(guī)定適用《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》的其他特種設(shè)備是一種在我國定義某些設(shè)備的特殊用語，特指工業(yè)和人民日常生活中所普遍采用的某些裝置。這些特種設(shè)備往往具有承受高溫、高壓、高速的特點(diǎn)，存在很大的潛在風(fēng)險(xiǎn)。一旦發(fā)生事故，將造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。僅2019年，中國就發(fā)生了130起特種設(shè)備安全事故，導(dǎo)致119人死亡;因此，特種設(shè)備的安全監(jiān)管尤為重要，有效的管理措施以及監(jiān)督體系是預(yù)防特種設(shè)備安全事故的有效措施。在中國，特種設(shè)備由政府專門機(jī)構(gòu)統(tǒng)一監(jiān)管，并建立了由各級(jí)監(jiān)管機(jī)構(gòu)、行業(yè)協(xié)會(huì)、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和使用單位等多方參與的監(jiān)管體系。政府已經(jīng)頒布了一系列法律法規(guī)來保持監(jiān)管系統(tǒng)中的有效運(yùn)行，并從2003年開始嘗試預(yù)防不安全行為。盡管如此，該系統(tǒng)并未像預(yù)期的那樣工作。從歷年安全事故統(tǒng)計(jì)報(bào)告來看，監(jiān)管因素造成的安全事故所占比例最大。

二、特種設(shè)備基于功能安全的安全防護(hù)技術(shù)

1、安全泄壓裝置基于功能安全的設(shè)計(jì)優(yōu)化

想要設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)秀的特種設(shè)備安全防護(hù)系統(tǒng)，首先要了解安全工作的主要內(nèi)容和參與者的角色設(shè)置。通過分析，我們可以明確防護(hù)系統(tǒng)中每個(gè)設(shè)備的工作內(nèi)容、角色設(shè)置和必要性。然后，我們需要明確當(dāng)前需要解決的安全問題，這也是本文的研究目的。通過分析這些存在的安全問題，總結(jié)出完善安全體系的具體要求，為以后的設(shè)計(jì)工作提供指導(dǎo)。例如，安全閥和爆破片是承壓設(shè)備發(fā)生爆炸前的最后一道屏障，在降低設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)方面發(fā)揮重要作用，但安全閥、爆破片在實(shí)際使用中都存在大量的超壓不起跳、不爆破的現(xiàn)象，安全功能作用不能預(yù)期執(zhí)行。對(duì)安全閥、爆破片進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升其功能安全水平，可以避免此類危險(xiǎn)失效事故的發(fā)生。針對(duì)安全閥，對(duì)安全閥的各個(gè)設(shè)計(jì)要素SIL等級(jí)影響作了系統(tǒng)分析，重點(diǎn)開發(fā)了具備泄漏在線監(jiān)測(cè)功能的安全閥，可實(shí)現(xiàn)對(duì)安全閥泄漏失效的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而降低安全閥的失效率，提高其安全完整性等級(jí)。

2、完善測(cè)試認(rèn)證功能安全產(chǎn)品方法及裝備

具有一定安全完整性等級(jí)的安全防護(hù)系統(tǒng)或其部件產(chǎn)品稱為功能安全產(chǎn)品，功能安全產(chǎn)品的安全完整性等級(jí)，需要通過測(cè)試認(rèn)證確定。目前國內(nèi)還缺乏專業(yè)、權(quán)威的功能安全產(chǎn)品測(cè)試認(rèn)證機(jī)構(gòu)，少數(shù)大型跨國公司在我國建有安全產(chǎn)品和生產(chǎn)廠區(qū)，他們的產(chǎn)品也只能拿到國外進(jìn)行認(rèn)證。此前，我們對(duì)國際上現(xiàn)有的功能安全評(píng)估、測(cè)試評(píng)價(jià)模式進(jìn)行了全面調(diào)研，重點(diǎn)針對(duì)安全儀表系統(tǒng)的最終執(zhí)行元件（緊急切斷閥）這一典型產(chǎn)品，建立了其功能安全評(píng)估規(guī)范、測(cè)試規(guī)程和判定指標(biāo)，開發(fā)了緊急切斷閥的功能安全測(cè)試裝置，設(shè)計(jì)了水循環(huán)系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)，完成了專用的動(dòng)作壽命測(cè)試、故障插入測(cè)試的測(cè)試裝置的硬件、軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)、UI設(shè)計(jì)等，基本實(shí)現(xiàn)了功能安全產(chǎn)品的安全完整性等級(jí)測(cè)試認(rèn)證。

3、建立合理的監(jiān)督體系

在傳統(tǒng)的監(jiān)管體系中，未制定有效的問責(zé)機(jī)制，在追查事故責(zé)任時(shí)無法獲得詳細(xì)的工作記錄，往往導(dǎo)致調(diào)查結(jié)果不清，處罰依據(jù)不明。在以互惠共享社會(huì)網(wǎng)絡(luò)為代表的中國社會(huì)關(guān)系背景下，建立在獨(dú)立系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫連接基礎(chǔ)上的信息透明和數(shù)據(jù)共享機(jī)制，不能滿足實(shí)際工作的要求。隨著這種傳統(tǒng)監(jiān)管體系的運(yùn)用，低效的安全管理、監(jiān)管人員的工作倦怠以及許多其他安全監(jiān)管問題層出不窮。為了解決這些安全監(jiān)管問題，進(jìn)一步降低特種設(shè)備安全事故的發(fā)生頻率，有必要建立高效、準(zhǔn)確的事故責(zé)任追蹤機(jī)制，提高安全監(jiān)管系統(tǒng)中監(jiān)管信息的透明性和數(shù)據(jù)共享的效率，這意味著原有的監(jiān)管體系需要升級(jí)改造。區(qū)塊鏈技術(shù)為此類升級(jí)提供了可能性，包括一個(gè)分布式、不可更改的數(shù)字賬本，可以在多個(gè)區(qū)塊系列中記錄工作信息。該分布式數(shù)字臺(tái)賬具有查詢數(shù)據(jù)、固有的透明機(jī)制和高效的數(shù)據(jù)共享機(jī)制，符合特種設(shè)備安全監(jiān)管的要求和技術(shù)特點(diǎn)。

本文針對(duì)特種設(shè)備安全監(jiān)管的現(xiàn)狀進(jìn)行了全面的需求分析，得出了改進(jìn)傳統(tǒng)安全監(jiān)管體系的具體要求。在這些需求的驅(qū)動(dòng)下，可以設(shè)計(jì)一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的特種設(shè)備安全監(jiān)管系統(tǒng)架構(gòu)，認(rèn)為區(qū)塊鏈的“交易”是信息的更新;每個(gè)監(jiān)管人員在獲得許可后進(jìn)入監(jiān)管系統(tǒng)的特定渠道，并通過更新區(qū)塊鏈的智能合約，記錄自己的工作信息。一旦工作信息被記錄下來，它就變得不可更改。區(qū)塊數(shù)據(jù)由所有工作信息組成，可以為事故責(zé)任追究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。當(dāng)這些可查詢數(shù)據(jù)與分析引擎集成時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)快速高效的事故責(zé)任追蹤。這種安全監(jiān)管體系具有有效的問責(zé)機(jī)制，使每個(gè)參與者都能認(rèn)真對(duì)待自己的工作，其透明度機(jī)制限制了需要多個(gè)參與者的工作中不同參與者之間的共謀，并且由于區(qū)塊鏈技術(shù)的共享機(jī)制，不同參與者之間的信任也得到了加強(qiáng)。

結(jié)束語：在現(xiàn)行特種設(shè)備規(guī)范中，，關(guān)于安全防護(hù)體系概念的理解有待統(tǒng)一，，對(duì)于功能安全概念的掌握還不深入，，且往往沒有明確安全完整性等級(jí)和功能安全性要求。所以，，建立規(guī)范制度建立的首要任務(wù)就是以《特種設(shè)備安全防護(hù)系統(tǒng)功能安全術(shù)語和定義》為基本規(guī)范，，統(tǒng)一生產(chǎn)安全儀表體系、安全附件、緊急停車系統(tǒng)等各行業(yè)不同說法，引導(dǎo)采用功能安全的概念和安全防護(hù)的措施，并加強(qiáng)相關(guān)部門的監(jiān)管，預(yù)防特種設(shè)備事故，保障人身和財(cái)產(chǎn)安全。

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