儀表閥門對安全儀表系統(tǒng)可靠性影響分析

李娜

摘 要：當(dāng)前隨著我國工業(yè)化程度越來越高，對應(yīng)的電氣自動化設(shè)備的整體利用程度和推廣程度也越來越高，電氣自動化控制設(shè)備越來越成為工業(yè)自動化中的重要一環(huán)。從當(dāng)前我國的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀來看，電氣自動化控制設(shè)備一般位于環(huán)境條件極為惡劣，并且對應(yīng)的運行負(fù)荷較高，這一情況下對應(yīng)的電氣自動化設(shè)備則面臨著諸多考驗，給其可靠性運行帶來挑戰(zhàn)。基于此背景，本文立足于儀表閥門對安全儀表系統(tǒng)可靠性影響分析課題，深入探討可靠性影響分析步驟、原因以及對策，為開展相關(guān)工作的工作人員提供建設(shè)性思路。

關(guān)鍵詞：儀表閥門;安全儀表系統(tǒng);可靠性影響分析

前言：

安全儀表系統(tǒng)的可靠性是指在安全儀表系統(tǒng)指定的時間和條件內(nèi)完成規(guī)定功能的性能。由于設(shè)備所處環(huán)境條件極為惡劣，導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性存在一定問題尤其是儀表閥門失效對安全儀表系統(tǒng)可靠性影響是非常不利的。對此本文在分析了可靠性影響分析步驟基礎(chǔ)上，深入探討了閥門失效相關(guān)因素，并同時就提升安全儀表系統(tǒng)可靠性提出了相應(yīng)的舉措，為進(jìn)一步優(yōu)化安全儀表系性能提供技術(shù)支撐。

1.儀表閥門對安全儀表系統(tǒng)可靠性影響分析步驟

1.1變量不確定性描述和定量化

一般而言，為了分析安全儀表系統(tǒng)的可靠性，一般需要重點分析隨機(jī)變量的函數(shù)計算有關(guān)內(nèi)容，從而以確定變量變化情況，從而以確定可靠性的定量分析過程。但是，由于數(shù)據(jù)的不確定性和大量經(jīng)費限制，所以很難獲得必要的樣本數(shù)據(jù)。在許多可靠分析相關(guān)技術(shù)分析人員的努力和計算下，最終可以使用的樣本信息仍然有限。在當(dāng)前階段，諸如凸集描述模型和模糊描述的許多分析模型總是不有效地解決這個問題。因此，在機(jī)械部件結(jié)構(gòu)的可靠性研究中輸入的不確定性變量和量化可以說是可靠性分析的重要研究。

1.2高維小概率可靠性靈敏度分析

當(dāng)前，在一些低維大概率問題中，計算所需的算法的要求并不那么嚴(yán)格，這主要考慮實際問題，而非理論問題，其存在一定的裕度以處理可能的變動。然而，對于一些高維概率，對算法的要求變得非常高。傳統(tǒng)的可靠性分析算法不全面地計算高維小概率的精度和效率，并且在處理相對復(fù)雜的隱式極限狀態(tài)可靠性和可靠性靈敏度分析問題上，即使在隨后出現(xiàn)的線性采樣子置模型算法中，也具有魯棒性和魯棒性。不能滿足效率。如何提高可信度分析在高維概率下的準(zhǔn)確性也是未來研究的重要方向。

1.3 動態(tài)可靠性靈敏度分析方法優(yōu)化

在安全儀表系統(tǒng)的可靠性分析中，由于經(jīng)?？紤]時間這一不確定的因素，所以很難實現(xiàn)動態(tài)可靠性的分析。與其他靜態(tài)問題相比，動態(tài)分析可靠性是一個很大的課題。為了實現(xiàn)安全儀表系統(tǒng)的可靠性設(shè)計，需要進(jìn)一步優(yōu)化動態(tài)可靠性靈敏度分析方法。分析方法如響應(yīng)面法、一次可靠性等在實現(xiàn)和效率上具有一定的優(yōu)勢，但數(shù)據(jù)的正確性還有很大的提高空間。如何優(yōu)化動態(tài)可靠性靈敏度分析方法也是重要的。

1.4可靠性分析結(jié)果的驗證

分析了安全儀表系統(tǒng)的動態(tài)可靠性后，需要驗證其分析結(jié)果，但現(xiàn)狀是，可靠性分析的結(jié)果受到了很多疑問和挑戰(zhàn)，對可靠性理論的研究產(chǎn)生了很大的影響?？煽啃苑治鼋Y(jié)果的驗證需要大量的樣品信息，這需要在工程中進(jìn)行大量的樣品實驗，很難實現(xiàn)工程作業(yè)的實際情況。在小樣本的實驗中，另一方面，在能夠抑制風(fēng)險的情況下，可以估計樣本信息中的母體信息，而可以通過創(chuàng)建適合于樣本信息的評估方案來實現(xiàn)

2.儀表閥門對安全儀表系統(tǒng)可靠性影響分析

2.1系統(tǒng)的可靠性要求及儀表閥門失效因素

2.1.1可靠性要求

在大型工業(yè)生產(chǎn)自動化系統(tǒng)及其裝置中，具備較高的可靠性的安全儀表系統(tǒng)是確保工業(yè)自動化生產(chǎn)需求得以滿足以及效益得以保證的前提條件，因而安全儀表系統(tǒng)可靠性問題尤為重要。在可靠性工程理論的依托下，根據(jù)隨機(jī)事件發(fā)生故障對應(yīng)的概率分布，可總結(jié)相應(yīng)的規(guī)律，根據(jù)規(guī)律可設(shè)定對應(yīng)的可靠性要求指標(biāo)。對此根據(jù)當(dāng)前工業(yè)自動化生產(chǎn)要求，在系統(tǒng)故障的分析中95%的系統(tǒng)故障主要為外部故障，而控制系統(tǒng)故障率占比僅為5%。對此可知在進(jìn)行外部設(shè)備選擇時需要嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)規(guī)定確定可靠性指標(biāo)，以此實現(xiàn)系統(tǒng)故障發(fā)生概率的降低，從而提升安全儀表系統(tǒng)可靠性運行水平。

2.1.2閥門失效的原因

內(nèi)部泄漏和外部泄露是閥門失效的兩種形式。外部泄漏比內(nèi)部泄露往往造成

更為嚴(yán)重的后果。對此主要分析內(nèi)部泄露和外部泄露影響因素。具體原因如下所示：

（1）外部泄露原因：1）閥桿在某個位置被咬死往往是由于選材不當(dāng)或工藝落后所造成，這樣的閥桿泄漏往往是由于閥門無法關(guān)閉或關(guān)閉不嚴(yán)造成介質(zhì)泄漏。 2）介質(zhì)的泄漏往往是由于鑄造閥體的砂眼等鑄造缺陷，閥體泄漏的原因經(jīng)常容易通過水壓試驗發(fā)現(xiàn)。3）閥桿泄漏的原因主要是選材不當(dāng)或工藝落后引起閥桿在某個位置被咬死，使閥門無法關(guān)閉或關(guān)閉不嚴(yán)造成介質(zhì)泄漏。4）上部填料泄漏的原因通常是由于經(jīng)常開關(guān)時閥桿與填料之間的磨損產(chǎn)生間隙不能及時補償而泄露。

（2）內(nèi)部泄露原因：1）介質(zhì)的泄漏常常是由于閥門的制造工藝存在問題密封不嚴(yán)而導(dǎo)致，如果用于測量將會造成誤差或流量損失。 2）閥頭與閥座密封面磨損造成密封不嚴(yán)，也會引起泄漏損失。3）由于制造，運輸、安裝和使用中，損傷了閥門的密封面導(dǎo)致閥門泄漏。 4）由于吹掃或過濾不嚴(yán)而介質(zhì)內(nèi)含有固體雜質(zhì)造成閥座關(guān)閉不嚴(yán)，從而引起介質(zhì)泄漏。

有效處理上述問題則是提升安全儀表系統(tǒng)可靠性關(guān)鍵，對此可以從這些原因中啟發(fā)，形成具有科學(xué)性和合理性的提升措施，以此達(dá)成系統(tǒng)可靠性運行水平提升要求。

2.2.安全儀表系統(tǒng)可靠性提升措施分析

2.2.1增加安全儀表系統(tǒng)設(shè)計可靠性能措施分析

增加安全儀表系統(tǒng)設(shè)計可靠性能措施是推動儀表閥門對安全儀表系統(tǒng)可靠性影響情況改善的首要措施。對此要求在該設(shè)備的設(shè)計過程要本著科學(xué)性和可靠性原則開展工作，以此有效降低故障率，提升設(shè)備可靠性能，相關(guān)設(shè)計人員要根據(jù)對應(yīng)的設(shè)備特征來作為設(shè)備的基礎(chǔ)，并根據(jù)相應(yīng)的工作參數(shù)來構(gòu)建符合要求的方案，完成方案設(shè)計后要做好可行性分析，達(dá)成要求后方可依照方案開展生產(chǎn)作業(yè)。在器件技術(shù)達(dá)到了設(shè)計要求時，運用科學(xué)化的工程觀來設(shè)計零部件，縮小成產(chǎn)的成本，減少資源的浪費。這種設(shè)計方法不僅僅增加了企業(yè)的生產(chǎn)利潤，還提高了控制設(shè)備的實用性，推動了安全儀表系統(tǒng)的可靠性發(fā)展。

2.2.2選用適合的閥門零件并保證安全儀表系統(tǒng)的正常運行措施分析

一般來說，在設(shè)備的運行中，其出現(xiàn)故障的可能性是極大的，因而這也是非常正常的時期，但是在實際運行中可以通過做好內(nèi)部零件的檢測工作來及時發(fā)現(xiàn)故障隱患為提升設(shè)備可靠性提供必要支撐。一般來說，故障的出現(xiàn)主要在零部件上，對此要注意零部件是否符合設(shè)備運行要求，做好相應(yīng)的測試工作，并對不可靠零件進(jìn)行及時更換，采用適合的零件以此來提升該控制設(shè)備的整體運行可靠性。

3.結(jié)語

安全儀表系統(tǒng)可靠性在儀表自動化工業(yè)系統(tǒng)運行的關(guān)鍵要求。然而在實際情況由于位于環(huán)境條件極為惡劣，并且對應(yīng)的運行負(fù)荷較高，這一情況下對應(yīng)的電氣自動化設(shè)備則面臨著諸多考驗，給其可靠性運行帶來挑戰(zhàn)。做好安全儀表系統(tǒng)可靠性控制措施的關(guān)鍵就是要做好安全儀表系統(tǒng)可靠性影響分析。對此本文緊緊圍繞于儀表閥門對安全儀表系統(tǒng)可靠性影響分析這一課題，深入探討可靠性影響分析步驟如變量不確定性描述和定量化、高維小概率可靠性靈敏度分析、動態(tài)可靠性靈敏度分析方法優(yōu)化、可靠性分析結(jié)果的驗證等。在此基礎(chǔ)進(jìn)一步分析了閥門失效基本原因，并提出了相應(yīng)的系統(tǒng)可靠性改善對策，為開展相關(guān)工作的工作人員提供建設(shè)性思路。

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