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危害和故障状态检测

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发布时间：2025-07-22 20:50:45 更新时间：2025-07-21 20:50:46

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

危害与故障状态检测：工业安全的核心防线

在现代工业生产、设备运维以及公共安全领域，危害（潜在的危险源）与故障状态（设备或系统偏离正常运行的状态）的及时识别与精准检测是保障人员安全、防止环境污染、避免重大财产损失及确保系统可靠运行的基石。危害可能涉及化学泄漏、机械伤害、电气风险、火灾爆炸、辐射暴露等多种形式；而故障状态则表现为设备性能下降、关键参数异常、部件磨损或失效等。两者往往相互关联，故障状态若未能及时检测处理，极易演变为造成重大危害的事故源。因此，建立系统化、科学化的危害与故障状态检测体系，并配备先进的工具、遵循严格的规范，是实现本质安全的关键环节。这不仅是满足法规要求的必要手段，更是企业履行社会责任、实现可持续发展的核心能力。

核心检测项目

危害与故障状态的检测覆盖范围极其广泛，主要项目包括：

物理性危害检测：如异常振动、噪声超标、温度异常（过热/过冷）、压力波动/超限、部件位移或变形、结构裂纹/腐蚀、辐射剂量等。
化学性危害检测：如有毒有害气体/蒸气泄漏与浓度（如H2S, CO, VOCs）、可燃气体浓度（LEL/UEL）、粉尘浓度及爆炸性、危险化学品泄漏、液体/固体污染物分析等。
电气安全与故障检测：如绝缘电阻劣化、接地连续性不良、电气连接松动/过热（热点）、短路/过载风险、电弧故障、谐波失真、局部放电等。
机械性能与失效检测：如轴承磨损、齿轮啮合异常、轴系不对中/不平衡、皮带松弛/磨损、润滑状态不良、裂纹萌生与扩展（无损检测）、疲劳损伤等。
功能与性能状态检测：如控制系统逻辑错误、传感器/执行器失效、通信中断、系统响应延迟、能效下降、输出参数偏离设定值等。

关键检测仪器

针对不同检测项目，需使用专业的仪器设备：

振动分析仪与传感器：用于检测旋转设备的机械状态（加速度计、速度传感器）。
热成像仪（红外热像仪）：非接触式检测温度异常点（电气连接过热、保温层失效、机械摩擦热点）。
气体检测仪：便携式或固定式，用于监测特定气体浓度（多气体检测仪、PID/FID检测器）。
超声波检测仪：检测气体泄漏、电气局部放电、轴承早期润滑失效等。
电气安全测试仪：绝缘电阻测试仪（兆欧表）、接地电阻测试仪、回路阻抗测试仪、电能质量分析仪、局部放电检测仪。
无损检测（NDT）设备：超声探伤仪、射线探伤机、磁粉探伤机、渗透检测剂、涡流检测仪等，用于材料内部缺陷检测。
过程参数监测仪表：压力变送器、温度传感器、流量计、液位计、成分分析仪（如pH计、浓度计）等，实时监控运行参数。
油液分析仪：用于检测润滑油/液压油的理化性质及磨损颗粒，评估设备磨损状态。

主要检测方法

检测方法的选用取决于检测对象、精度要求、可及性和成本：

在线监测：通过固定安装的传感器和系统，对关键参数进行连续实时监控（如DCS/SCADA系统、状态监测系统）。
离线点检/巡检：使用便携式仪器定期对设备进行人工检查和数据采集（如测温枪、测振笔、气体检测仪点检）。
状态监测与预测性维护：基于振动分析、油液分析、热成像、电机电流特征分析（MCSA）等数据，利用算法（频谱分析、趋势分析、AI模型）预测设备剩余寿命和故障发生时间。
预防性试验：按照计划停机进行的系统性测试（如电气设备的预防性试验：耐压试验、继保校验）。
无损检测（NDT）：在不破坏被检对象的前提下，检查材料、部件或结构的内部或表面缺陷。
功能测试：验证设备或系统是否能按设计要求完成其功能。
感官检查：通过视觉、听觉、嗅觉、触觉进行初步判断（如观察泄漏痕迹、听异常声响、闻异常气味、摸异常振动/温度）。

遵循的检测标准

为确保检测的准确性、可靠性和可比性，必须严格遵守相关标准：

国际标准：ISO (国际标准化组织) 系列标准（如ISO 10816/20816 机械振动评定， ISO 13849 机械安全控制系统相关安全部件）， IEC (国际电工委员会) 系列标准（如IEC 60079 防爆， IEC 60364 低压电气装置， IEC 60529 IP防护等级）。
区域/国家标准：如中国的GB系列标准（GB/T 旋转机械振动标准， GB 50058 爆炸危险环境电力装置设计规范），美国的NFPA (国家消防协会) 标准（如NFPA 70 国家电气规程NEC， NFPA 704 危险化学品标识）， OSHA (职业安全与健康管理局) 法规，欧洲的EN标准。
行业特定标准：如API (美国石油学会) 标准（API 670 机械保护系统， API 510/570/653 压力容器/管道/储罐检验）， ASME (美国机械工程师协会) 锅炉及压力容器规范， IEEE (电气与电子工程师协会) 标准。
设备制造商规范：设备OEM提供的维护手册和检测指南通常包含具体的检测周期、方法和判断阈值。
企业内部标准与规程：根据自身工艺特点、风险评估结果和最佳实践制定的更严格或更具体的检测要求。

综上所述，危害与故障状态检测是一个多维度、系统化的工程。它要求清晰地定义检测项目，合理选择和正确使用精密的检测仪器，科学地应用多种检测方法，并严格遵循国内外权威的技术标准与规范。唯有如此，才能构建起一道坚实的安全防线，将风险扼杀在萌芽状态，最大程度地保障生命财产安全、保护环境并确保生产的稳定高效运行。持续的监测、精准的诊断和快速的响应是这一体系有效运作的核心。