仪表阀门对安全仪表系统可靠性影响分析

李娜

摘 要：当前随着我国工业化程度越来越高，对应的电气自动化设备的整体利用程度和推广程度也越来越高，电气自动化控制设备越来越成为工业自动化中的重要一环。从当前我国的工业生产现状来看，电气自动化控制设备一般位于环境条件极为恶劣，并且对应的运行负荷较高，这一情况下对应的电气自动化设备则面临着诸多考验，给其可靠性运行带来挑战。基于此背景，本文立足于仪表阀门对安全仪表系统可靠性影响分析课题，深入探讨可靠性影响分析步骤、原因以及对策，为开展相关工作的工作人员提供建设性思路。

關键词：仪表阀门;安全仪表系统;可靠性影响分析

前言：

安全仪表系统的可靠性是指在安全仪表系统指定的时间和条件内完成规定功能的性能。由于设备所处环境条件极为恶劣，导致系统可靠性存在一定问题尤其是仪表阀门失效对安全仪表系统可靠性影响是非常不利的。对此本文在分析了可靠性影响分析步骤基础上，深入探讨了阀门失效相关因素，并同时就提升安全仪表系统可靠性提出了相应的举措，为进一步优化安全仪表系性能提供技术支撑。

1.仪表阀门对安全仪表系统可靠性影响分析步骤

1.1变量不确定性描述和定量化

一般而言，为了分析安全仪表系统的可靠性，一般需要重点分析随机变量的函数计算有关内容，从而以确定变量变化情况，从而以确定可靠性的定量分析过程。但是，由于数据的不确定性和大量经费限制，所以很难获得必要的样本数据。在许多可靠分析相关技术分析人员的努力和计算下，最终可以使用的样本信息仍然有限。在当前阶段，诸如凸集描述模型和模糊描述的许多分析模型总是不有效地解决这个问题。因此，在机械部件结构的可靠性研究中输入的不确定性变量和量化可以说是可靠性分析的重要研究。

1.2高维小概率可靠性灵敏度分析

当前，在一些低维大概率问题中，计算所需的算法的要求并不那么严格，这主要考虑实际问题，而非理论问题，其存在一定的裕度以处理可能的变动。然而，对于一些高维概率，对算法的要求变得非常高。传统的可靠性分析算法不全面地计算高维小概率的精度和效率，并且在处理相对复杂的隐式极限状态可靠性和可靠性灵敏度分析问题上，即使在随后出现的线性采样子置模型算法中，也具有鲁棒性和鲁棒性。不能满足效率。如何提高可信度分析在高维概率下的准确性也是未来研究的重要方向。

1.3 动态可靠性灵敏度分析方法优化

在安全仪表系统的可靠性分析中，由于经常考虑时间这一不确定的因素，所以很难实现动态可靠性的分析。与其他静态问题相比，动态分析可靠性是一个很大的课题。为了实现安全仪表系统的可靠性设计，需要进一步优化动态可靠性灵敏度分析方法。分析方法如响应面法、一次可靠性等在实现和效率上具有一定的优势，但数据的正确性还有很大的提高空间。如何优化动态可靠性灵敏度分析方法也是重要的。

1.4可靠性分析结果的验证

分析了安全仪表系统的动态可靠性后，需要验证其分析结果，但现状是，可靠性分析的结果受到了很多疑问和挑战，对可靠性理论的研究产生了很大的影响。可靠性分析结果的验证需要大量的样品信息，这需要在工程中进行大量的样品实验，很难实现工程作业的实际情况。在小样本的实验中，另一方面，在能够抑制风险的情况下，可以估计样本信息中的母体信息，而可以通过创建适合于样本信息的评估方案来实现

2.仪表阀门对安全仪表系统可靠性影响分析

2.1系统的可靠性要求及仪表阀门失效因素

2.1.1可靠性要求

在大型工业生产自动化系统及其装置中，具备较高的可靠性的安全仪表系统是确保工业自动化生产需求得以满足以及效益得以保证的前提条件，因而安全仪表系统可靠性问题尤为重要。在可靠性工程理论的依托下，根据随机事件发生故障对应的概率分布，可总结相应的规律，根据规律可设定对应的可靠性要求指标。对此根据当前工业自动化生产要求，在系统故障的分析中95%的系统故障主要为外部故障，而控制系统故障率占比仅为5%。对此可知在进行外部设备选择时需要严格根据相关规定确定可靠性指标，以此实现系统故障发生概率的降低，从而提升安全仪表系统可靠性运行水平。

2.1.2阀门失效的原因

内部泄漏和外部泄露是阀门失效的两种形式。外部泄漏比内部泄露往往造成

更为严重的后果。对此主要分析内部泄露和外部泄露影响因素。具体原因如下所示：

（1）外部泄露原因：1）阀杆在某个位置被咬死往往是由于选材不当或工艺落后所造成，这样的阀杆泄漏往往是由于阀门无法关闭或关闭不严造成介质泄漏。 2）介质的泄漏往往是由于铸造阀体的砂眼等铸造缺陷，阀体泄漏的原因经常容易通过水压试验发现。3）阀杆泄漏的原因主要是选材不当或工艺落后引起阀杆在某个位置被咬死，使阀门无法关闭或关闭不严造成介质泄漏。4）上部填料泄漏的原因通常是由于经常开关时阀杆与填料之间的磨损产生间隙不能及时补偿而泄露。

（2）内部泄露原因：1）介质的泄漏常常是由于阀门的制造工艺存在问题密封不严而导致，如果用于测量将会造成误差或流量损失。 2）阀头与阀座密封面磨损造成密封不严，也会引起泄漏损失。3）由于制造，运输、安装和使用中，损伤了阀门的密封面导致阀门泄漏。 4）由于吹扫或过滤不严而介质内含有固体杂质造成阀座关闭不严，从而引起介质泄漏。

有效处理上述问题则是提升安全仪表系统可靠性关键，对此可以从这些原因中启发，形成具有科学性和合理性的提升措施，以此达成系统可靠性运行水平提升要求。

2.2.安全仪表系统可靠性提升措施分析

2.2.1增加安全仪表系统设计可靠性能措施分析

增加安全仪表系统设计可靠性能措施是推动仪表阀门对安全仪表系统可靠性影响情况改善的首要措施。对此要求在该设备的设计过程要本着科学性和可靠性原则开展工作，以此有效降低故障率，提升设备可靠性能，相关设计人员要根据对应的设备特征来作为设备的基础，并根据相应的工作参数来构建符合要求的方案，完成方案设计后要做好可行性分析，达成要求后方可依照方案开展生产作业。在器件技术达到了设计要求时，运用科学化的工程观来设计零部件，缩小成产的成本，减少资源的浪费。这种设计方法不仅仅增加了企业的生产利润，还提高了控制设备的实用性，推动了安全仪表系统的可靠性发展。

2.2.2选用适合的阀门零件并保证安全仪表系统的正常运行措施分析

一般来说，在设备的运行中，其出现故障的可能性是极大的，因而这也是非常正常的时期，但是在实际运行中可以通过做好内部零件的检测工作来及时发现故障隐患为提升设备可靠性提供必要支撑。一般来说，故障的出现主要在零部件上，对此要注意零部件是否符合设备运行要求，做好相应的测试工作，并对不可靠零件进行及时更换，采用适合的零件以此来提升该控制设备的整体运行可靠性。

3.结语

安全仪表系统可靠性在仪表自动化工业系统运行的关键要求。然而在实际情况由于位于环境条件极为恶劣，并且对应的运行负荷较高，这一情况下对应的电气自动化设备则面临着诸多考验，给其可靠性运行带来挑战。做好安全仪表系统可靠性控制措施的关键就是要做好安全仪表系统可靠性影响分析。对此本文紧紧围绕于仪表阀门对安全仪表系统可靠性影响分析这一课题，深入探讨可靠性影响分析步骤如变量不确定性描述和定量化、高维小概率可靠性灵敏度分析、动态可靠性灵敏度分析方法优化、可靠性分析结果的验证等。在此基础进一步分析了阀门失效基本原因，并提出了相应的系统可靠性改善对策，为开展相关工作的工作人员提供建设性思路。

参考文献：

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[2]陈雪娜.安全仪表的可靠性和可用性研究[J].中国石油和化工标准与质量，2020，40（15）：22-23.

[3]林蓉.石油化工安全仪表系统的设计与可靠性分析[J].化工管理，2020（03）：60-61.

（江苏德邦流体控制有限公司，江苏启东 226200）