Was ist Eigensicherheit, und was ist die Voraussetzung für Eigensicherheit? Liegt der Schwerpunkt der Sicherheit spezieller Geräte der elektromechanischen Kategorie eher auf Konstruktion und Fertigung oder auf Wartung und Inspektion? Wie werden die Materialparameter während der
Entwurfsphase? Dieser Artikel geht auf diese Fragen ein.
1. Was ist inhärente Sicherheit?
Das Konzept der inhärenten Sicherheit wurde erstmals eingeführt von Trevor Kletz im Jahr 1976. Er bezieht sich auf die Beseitigung von Risiken an der Quelle, anstatt sich ausschließlich auf Kontroll-, Warn- oder Verriegelungssysteme zu verlassen, um die Wahrscheinlichkeit und Schwere von Unfällen zu verringern. Ziel ist es, die Risiken an der Wurzel zu beseitigen und ein grundlegend sichereres System zu schaffen.
Die inhärente Sicherheit stellt einen Idealzustand absoluter Sicherheit dar. Obwohl sie in der Praxis schwer zu erreichen ist, kann sie durch technische Maßnahmen zur Risikominimierung und zur Erhöhung der Sicherheit von Spezialgeräten erreicht werden.
2. Was ist inhärente Sicherheit bei Fahrgeschäften?
Während des gesamten Lebenszyklus von Fahrgeschäften - von der Entwicklung, dem Design, dem Bau und dem Betrieb bis hin zu Änderungen und Wartung - können Strategien wie Minimierung, Substitution, Mäßigung und Vereinfachung Sicherheitsrisiken wirksam reduzieren und kontrollieren. Diese Strategien sind in den frühen Entwurfs- und Entwicklungsphasen am effektivsten, da sie dort den größten Einfluss auf die Risikominderung haben. Konstruktionszuverlässigkeit ist die Grundlage für inhärente Sicherheit, und die Einbeziehung angemessener Sicherheitsfaktoren in der Konstruktionsphase kann die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Anlagen erheblich verbessern.
Die Voraussetzung für inhärente Sicherheit ist die Zuverlässigkeit der Konstruktion.
3. Was ist Temperieren von Werkstoffen?
Temperierung ist ein Prozess der Qualitätsanpassung durch Regulierung verschiedener Parameter, die die Leistung beeinflussen. Es bedeutet nicht unbedingt, dass alle Parameter verbessert werden, sondern vielmehr, dass eine ausgewogene Einstellung gefunden wird. Das Anlassen ist ein Wärmebehandlungsverfahren, das zur Verbesserung der allgemeinen mechanischen Eigenschaften von Stahlwerkstoffen eingesetzt wird. Es besteht aus Abschrecken und Anlassen bei hohen Temperaturen und zielt darauf ab, ein optimales Gleichgewicht von Festigkeit und Zähigkeit in Stahlbauteilen zu erreichen.
Gehärtete Werkstoffe werden häufig für Teile verwendet, die komplexen Belastungen ausgesetzt sind, wie z. B. Zahnräder, Wellen und Pleuelstangen.
4. Zweck des Anlassens von 40Cr-Stahl
40Cr-Stahl muss abgeschreckt und anschließend bei hoher Temperatur angelassen werden. Mit zunehmender Anlasstemperatur nehmen Festigkeit und Härte ab, während sich Schlagzähigkeit und Zähigkeit verbessern. Für kritische Wellen in Fahrgeschäften wird die Zugfestigkeit von 40Cr auf 750 MPa festgelegt (laut Konstruktionshandbüchern und Universitätslehrbüchern).
5. Allgemeine Materialparameter in Fahrgeschäften
Bei der Konstruktion von großen Fahrgeschäften muss die Zugfestigkeit von 40Cr auf 750 MPa festgelegt werden. Höhere Werte, wie 1200 MPa, sind unangemessen. In ähnlicher Weise sollte Q235 eine Zugfestigkeit von 375 MPa und nicht 440 MPa haben. Überhöhte Werte für die Materialfestigkeit können dazu führen, dass Material und Konstruktion nicht übereinstimmen, so dass ungenaue Materialzertifikate verwendet werden müssen, um Inspektionen zu bestehen.
Für wichtige Wellen in großen Vergnügungsparks wird 40Cr mit einer Zugfestigkeit von 750 MPa und einer Härte von 241-286 HB nach dem Abschrecken und Hochtemperaturanlassen verwendet. Wenn die Zugfestigkeit 980 MPa übersteigt, wird die Welle zu spröde und verliert an Schlagfestigkeit, was für solch kritische Anwendungen nachteilig ist.
6. Die Nachteile einer willkürlichen Erhöhung der Materialparameter
Eine willkürliche Erhöhung von Materialparametern während des Konstruktionsprozesses, wie z. B. die Festlegung der Zugfestigkeit von Q235 auf 420 MPa oder von 40Cr auf 980 MPa, kann zu Wellen führen, die die tatsächliche Sicherheitsmarge nicht erfüllen. Dies kann dazu führen, dass die Welle bricht, bevor sie die erwartete Lebensdauer unter Stoßbelastungen erreicht, unabhängig davon, wie sorgfältig sie gewartet oder geprüft wird.
Die Werte für die Zugfestigkeit von Werkstoffen werden durch Normen vorgegeben, wie sie beispielsweise in mechanischen Konstruktionshandbüchern zu finden sind. Die Festlegung zu hoher Werte macht den gesamten Konstruktionsprozess zunichte und die anschließende Arbeit sinnlos.
7. Schlussfolgerung
Die Verwendung unangemessener Zugfestigkeitswerte untergräbt die Zuverlässigkeit von Typprüfungen, Überwachungsinspektionen, regelmäßiger Wartung, Qualitätsverbesserungen, Notfallmaßnahmen und Risikobewertungen für Vergnügungsparks. Unabhängig davon, wie sorgfältig oder fortschrittlich Ihre Wartungs- und Inspektionsarbeiten sind, beeinträchtigt die Verwendung unangemessener Materialparameter die Konstruktionszuverlässigkeit des Geräts und damit letztlich auch seine Sicherheit.
Quelle: https://mp.weixin.qq.com/s/MY5R2EAyP-4pRjT4Gxgg1A
Originalautor: 九妹婆婆
