安全仪表系统的可用性分析及其定量评估

安全仪表系统的误动作给生产带来较大经济损失,如何保证安全仪表系统既可靠又可用已提上议事日程。在分析安全仪表系统安全失效概率影响因素的基础上,采用可靠性框图法针对安全仪表系统常用表决结构的安全失效概率进行了定量研究,并给出了应用示例。研究结果表明,共因失效会增加安全仪表系统发生安全失效的概率;安全仪表系统降级工作不影响其可用性;在设备逐一测试和维修的情况下,可忽略由于测试和维修危险失效导致的安全仪表系统不可用;独立的未检测到的安全失效对安全仪表系统发生安全失效概率的贡献最大。     

Toughness Optimization of SBR Elastomers – Use of Fracture Mechanics Methods for Characterization

Elastomer materials are used in a wide application range and subjected to different loading from which failure of the material results. Because this failure is caused by initiation and propagation of cracks, the application of fracture mechanics methods for the assessment of the material is obvious. A short summary of the methods of technical fracture mechanics including possibilities of determination of crack resistance curves is given. Vulcanizates on the basis of SBR 1500 with various sulfur and carbon black contents were investigated. For describing the crack initiation and crack propagation behavior, several fracture mechanics examination methods were applied. Tear‐analyzer results were used to assess the crack propagation behavior under fatigue‐like loading conditions. Furthermore, for the characterization of the crack resistance of the materials under impact‐like loading conditions, instrumented tensile‐impact tests were performed. To obtain information about the initiation and propagation of a stable crack, quasi‐static fracture mechanics tests were applied. The results of the several tests are discussed in dependence on sulfur and carbon black contents. We found a non‐monotonous behavior of the toughness as a function of carbon black loading. An explanation is given in connection with a percolation‐like transition in filler morphology on larger length scales.

Schematic crack propagation curve for characterizing the fatigue behavior of the vulcanizates recorded in a TFA test.     

贝体/马氏体复相组织对低碳合金钢强韧性的影响

对低碳Mn-Cr系和低碳Mn-Si-Cr系低合金钢采用空冷和油淬方式分别处理成贝氏体/马氏体复相组织和马氏体组织,探讨了显微组织和回火温度对钢的强韧性的影响.电镜分析表明,空冷处理的低碳Mn-Cr系和低碳Mn-Si-Cr系低合金钢中的贝氏体分别为典型贝氏体和无碳化物贝氏体.Formaster-F相变仪测定表明经空冷处理后,两种钢复相组织中的贝氏体含量均约为20%.力学性能实验表明,空冷低碳Mn-Cr系合金钢在未回火状态下就具有较高的冲击韧度.低碳Mn-Si-Cr系低合金钢油淬后的低温回火脆性开始温度约为220℃,而空冷后其低温回火脆性开始温度提高至360℃以上.示波冲击实验表明,未回火状态的空冷低碳Mn-Cr系低合金钢和360℃回火后的空冷低碳Mn-Si-Cr系低合金钢具有较高的冲击韧度是由于在该状态下实验钢具有较高的裂纹扩展功所致,因此,空冷低碳Mn-Cr系合金钢可在未回火状态下使用,空冷低碳Mn-Si-Cr系低合金钢必须在回火后使用,经340-360℃回火后,空冷低碳Mn-Si-Cr系低合金钢具有较高的强韧性.     

安全仪表系统设计的多目标优化

安全仪表系统在过程工业中日益受到更多关注,为满足安全仪表系统多目标优化问题对于安全完整性等级的综合要求,提出一种改进的多目标遗传优化方法.首先研究了安全仪表系统多目标优化中存在的问题,然后结合安全仪表系统优化问题的特殊性提出了一种更加适合用于安全仪表系统多目标优化的方法,最后将该方法应用于一个实例.结果表明:改进的方法能够解决安全仪表系统优化对于安全完整性等级要求的优化偏好问题,所得到的解比原有方法的解更具参考价值.     

空分压缩机组安全完整性技术等级(SIL)技术评估应用及分析

依据相关IEC和API标准,对空分装置三大机组(蒸汽透平、空压机和增压机)的安全联锁系统(SIS)做了安全完整性等级(SIL)技术评估,确定了空分三大机组安全联锁系统中的安全联锁功能(SIF),给出了各安全联锁功能(SIF)所需达到的安全完整性等级(SIL),提出并分析了空分三大机组安全联锁系统中存在的多个典型问题,最后针对问题分别给出了相应的改进建议。研究结果对空分装置三大机组和类似机组的安全、稳定、长周期运行有借鉴意义。     

星球车松软星壤的轮腿式探测系统:Ⅱ-感知车轮

为增强星球车松软星壤的穿越通过能力,提出了轮壤交互接触信息的感知车轮设计。该车轮是一种星球车的前置轮腿式探测系统(WOLS)的关键部分,可实现动态轮壤交互的关键量测量(轮壤作用力/力矩、轮壤接触角和车轮沉陷量)。研究分析了轮壤力学的关键测量参量及其分组,完成了感知车轮的硬件设计和集成,提出了待测参数的在线测量模型和方法,通过标定校准和实车测试验证了该感知车轮的性能。     

Inverse Analysis of Impact Test Data: Experimental Study on Polymeric Materials Displaying Brittle Behaviour

This paper deals with the influence of the testing equipment on impact load measurements. A previously developed method of analysis and processing of the experimental data based on a refined analogical model of the impact event and inverse problem techniques is used. This method makes it possible to obtain the mechanical response of the material, notwithstanding the disturbance of the dynamic effects associated to the test. Results from tests carried out both on falling weight and swing pendulum instrumented testing machines are compared. It is shown that this method can give an accurate estimation of the actual bending force in impact testing independent of the testing equipment.     

用于SIS系统的限流孔板的设计和计算

安全阀作为石化行业中一种非常重要的独立物理保护层,流量控制是安全阀可靠性的重要指标。介绍了安全仪表系统(SIS)中用于安全阀前限制流量的4种方法,以及结合安全阀的设计流程。着重介绍了采用限流孔板作为限流元件,并对其计算、技术规格作了详细的描述。以限流孔板为例,分别对蒸汽、液体和气体进行了计算示例。     

基于钻进参数的岩土地层结构识别技术与方法

岩土地层结构是影响工程稳定与安全的重要因素,是地质及岩土工程勘测的主要内容。研发了一种地层地质界面识别系统,阐述了其基本组成和工作原理,建立了钻进过程识别码及岩土地层结构实时识别方法;通过花岗岩地基钻进试验研究,确定了岩体风化等级以及土层/散体、碎裂岩体及整体岩体结构的比能值范围,建立了金刚石钻进比能的地层结构分级标准,比能值分别是土层及散体为0.0017~0.6955 k N·m/cm3,碎裂岩体为0.0258~0.9798 k N·m/cm3,整体岩体为0.0018~2.4935 k N·m/cm3。研究结果表明,该方法与岩土勘测结果一致,可用于地层地质及岩土地层结构的实时识别,为岩土工程智能勘测提供了新的途径。     

钻进参数用于香港复杂风化花岗岩地层的界面识别

在采用仪器钻进系统对复杂风化花岗岩地层界面进行成功识别的基础上,在复杂风化花岗岩场址的勘探中进行进一步应用和检验。在该风化花岗岩地层中,强风化与中等风化花岗岩交错,地层特征相当复杂。试验采用R–20液压回转式钻机,并安装数字式钻孔过程监测系统,在钻孔过程中对穿孔参数进行自动采集。对穿孔参数的定性和定量分析表明,在此地层中,有效轴压力、钻具转速、冲洗压力、钻头位移及穿孔速率等监测参数在界面处亦具有明显的涨落,说明这些参数与界面处岩石强度的变化具有很好的响应特征,能可靠地揭示复杂地层的变化。同时,采用变斜率法对地层中的主、次界面进行识别。t检验表明,仪器钻进系统对岩土界面识别的置信度为99%。