CN115907484B - 一种承压特种设备安全状态在线评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于物联网监控及安全状态智能评估技术领域,涉及一种承压特种设备安全状态在线评估方法。本发明针对承压特种设备失效的主要因素在承压特种设备上布置相应监控模块,利用层次分析法明确四个因素的权重关系,建立评价模型,利用该模型实时计算安全状态评分并确定分级处理措施,达到对承压特种设备安全状态实时评价的目的,及时预警,降低承压特种设备事故风险。本发明综合缺陷、腐蚀、应力和运行参数四个维度对承压特种设备安全状态进行评价,解决了单维度评价模型不准确的问题;实现了在线监测与在线安全评估的融合,解决了实时反应安全状态的问题;所采用的安全评估算法计算简便,效率较高,适用于在线监测及安全评估的实时性问题。
Description
技术领域
本发明属于物联网监控及安全状态智能评估技术领域,具体涉及一种承压特种设备安全状态在线评估方法。
背景技术
承压特种设备是指承载一定压力的密闭设备或管状设备。根据特种设备目录,承压特种设备包括锅炉、压力容器和压力管道,这类特种设备危险性较大,一旦发生事故将对生命安全和生产秩序产生重大影响。根据特种设备安全法、特种设备检验规范及相关标准,对于该类设备,要求采用定期检验的方式确定其安全技术等级及下次检验日期,但定期检验通常在停车状态下实施,采用既定规则确定下次检验日期,缺乏由于运行态参数变化或缺陷扩展造成的安全状态影响因素,因此在检验周期内仍然可能存在安全风险。
为进一步提高承压特种设备的安全水平,检验理论及检验思想逐渐向基于风险的检验和在线监测方向发展,其中在线监测目前在基于声、电磁、红外等单一指标的安全状态评价方面应用比较广泛,但单一指标对承压特种设备整体安全状况评价结果仍存在偏差。
发明内容
本发明所述的一种承压特种设备安全状态在线评估方法,包括以下步骤:
S1布置物联网监控模块,采集监控数据;所述监控数据包括设备缺陷、腐蚀、应力及运行参数的监控数据;
S2现场服务器实时获取监控数据并边缘处理,提取冗余监控数据的有效信息;
S3将S2处理后的监控数据上传自动诊断分析平台;
S4自动诊断分析平台以设备安全状态为目标层,以缺陷、腐蚀、应力及运行参数监控数据为准则层,以评分区间及分级处理措施为方案层构建层次分析结构模型;通过模糊评价计算评价得分,建立评分区间及分级处理措施,由自动诊断分析平台对承压设备安全状态做出实时评价及预警。
所述的承压特种设备安全状态在线评估方法采用承压特种设备安全状态在线监控系统完成;所述的承压特种设备安全状态在线监控系统,包括相连的物联网监控模块、现场服务器和自动诊断分析平台;现场服务器与客户端相连;物联网监控模块包括缺陷监控模块、腐蚀监控模块、应力应变监控模块。
步骤S4的具体步骤为:
评分等级、评分区间以及分级处理措施为:
评分区间≥80,评分等级为1,分级处理措施为正常使用;
评分区间[60,80),评分等级为2,分级处理措施为制定停车计划进行全面检查;
评分区间≤60,评分等级为3,分级处理措施为立即停车进行全面检查。
步骤S4-5所述的标度及含义:
前者比后者同等重要,标度为1;
前者比后者稍微重要,标度为3;
前者比后者明显重要,标度为5;
前者比后者强烈重要,标度为7;
前者比后者极端重要,标度为9;
相邻标度的中间值,标度为2,4,6,8;
互相反性,标度为倒数。
步骤S4-6的具体过程为:
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、本发明综合缺陷扩展、腐蚀、应力和运行参数四个维度对承压特种设备安全状态进行评价,解决了单维度评价模型不准确的问题;
2、实现了在线监测与在线安全评估的融合,解决了实时反应安全状态的问题;
3、所采用的安全评估算法计算简便,效率较高,能够适用于在线监测及安全评估的实时性问题。
附图说明
图1为本发明所述的承压特种设备安全状态在线监控系统的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种承压特种设备安全状态在线监控系统,包括相连的物联网监控模块、现场服务器和自动诊断分析平台;现场服务器与客户端相连;物联网监控模块包括缺陷监控模块、腐蚀监控模块、应力应变监控模块;所述缺陷监控模块、腐蚀监控模块、应力应变监控模块均设有传感器。
实施例2
一种承压设备安全状态在线评估方法,采用实施例1所述的承压特种设备安全状态在线监控系统,包括以下步骤:
S1布置物联网监控模块,采集监控数据;所述监控数据包括设备缺陷、腐蚀、应力及运行参数的监控数据;
S2现场服务器实时获取监控数据并边缘处理,提取冗余监控数据的有效信息;
S3将S2处理后的监控数据上传自动诊断分析平台;
S4自动诊断分析平台以设备安全状态为目标层,以缺陷、腐蚀、应力及运行参数监控数据为准则层,以评分区间及分级处理措施为方案层构建层次分析结构模型;通过模糊评价计算评价得分,建立评分区间及分级处理措施,由自动诊断分析平台对承压设备安全状态做出实时评价及预警。
步骤S4的具体步骤为:
S4-5根据因素集中各元素的相对重要程度,根据赋值原则确定标度并对判断矩阵进行赋值;
所述评分区间以及分级处理措施为:
评分区间≥80,评分等级为1,分级处理措施为正常使用;
评分区间[60,80),评分等级为2,分级处理措施为制定停车计划进行全面检查;
评分区间≤60,评分等级为3,分级处理措施为立即停车进行全面检查。
步骤S4-5所述的标度及含义为:
前者比后者同等重要,标度为1;
前者比后者稍微重要,标度为3;
前者比后者明显重要,标度为5;
前者比后者强烈重要,标度为7;
前者比后者极端重要,标度为9;
相邻标度的中间值,标度为2,4,6,8;
互相反性,标度为倒数。
步骤S4-6的具体过程为:
其中CI为一致性指标,RI为平均随机一致性指标;
评价矩阵的建立过程为:
采用以下隶属度函数:
表1
判断矩阵的建立过程为:
采用两两比较法,采用标度进行赋值,见表2;
表2
表3
实施例3
某承压设备,材质为Q345R,设计壁厚为10mm,有效厚度为6.4mm,设计压力为2.0MPa,最高工作压力为1.6MPa;
1、获取以下数值,见表4;
表4
表5
5、根据因素集中各元素的相对重要程度,根据赋值原则确定标度并对判断矩阵进行赋值表,见表6;
表6
代表判别矩阵两两比较的标度值,/>代表缺陷的标度和缺陷的标度相比的重要程度,因为相同元素相比较,是同等重要,因此/>,/>等都是1,/>是缺陷和腐蚀相比较的重要程度,缺陷比腐蚀介于同等重要1和略微重要3之间,所以取2,同理/>是腐蚀与缺陷相比的重要程度,取相反值即1/2;
表7
表8
满足一致性要求;
表9
根据表9,该承压特种设备应制定停车计划进行全面检查。
Claims (4)
1.一种承压特种设备安全状态在线评估方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1布置物联网监控模块,采集监控数据;所述监控数据包括设备缺陷、腐蚀、应力及运行参数的监控数据;
S2现场服务器实时获取监控数据并边缘处理,提取冗余监控数据的有效信息;
S3将S2处理后的监控数据上传自动诊断分析平台;
S4自动诊断分析平台以设备安全状态为目标层,以缺陷、腐蚀、应力及运行参数监控数据为准则层,以评分区间及分级处理措施为方案层构建层次分析结构模型;通过模糊评价计算评价得分,建立评分区间及分级处理措施,由自动诊断分析平台对承压设备安全状态做出实时评价及预警;
步骤S4的具体步骤为:
S4-5根据因素集中各元素的相对重要程度,根据赋值原则确定标度并对判断矩阵进行赋值;
2.根据权利要求1所述的一种承压特种设备安全状态在线评估方法,其特征在于,所述评分区间以及分级处理措施为:
评分区间≥80,评分等级为1,分级处理措施为正常使用;
评分区间[60,80),评分等级为2,分级处理措施为制定停车计划进行全面检查;
评分区间≤60,评分等级为3,分级处理措施为立即停车进行全面检查。
3.根据权利要求2所述的一种承压特种设备安全状态在线评估方法,其特征在于,步骤S4-5所述的标度及含义为:
前者比后者同等重要,标度为1;
前者比后者稍微重要,标度为3;
前者比后者明显重要,标度为5;
前者比后者强烈重要,标度为7;
前者比后者极端重要,标度为9;
相邻标度的中间值,标度为2,4,6,8;
互相反性,标度为倒数。
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