¿Qué es la seguridad intrínseca y cuál es su premisa? ¿La seguridad de los equipos especiales de la categoría electromecánica se centra más en el diseño y la fabricación o en el mantenimiento y la inspección? ¿Cómo se determinan los parámetros de los materiales durante la
fase de diseño? Este artículo analiza estas cuestiones.
1. ¿Qué es la seguridad inherente?
El concepto de seguridad inherente fue introducido por primera vez por Trevor Kletz en 1976. Se refiere a la eliminación de los riesgos desde su origen, en lugar de confiar únicamente en los sistemas de control, advertencia o enclavamiento para reducir la probabilidad y gravedad de los accidentes. El objetivo es eliminar los riesgos en el núcleo, creando un sistema fundamentalmente más seguro.
La seguridad inherente representa un estado ideal de seguridad absoluta. Aunque es difícil de conseguir en la práctica, puede alcanzarse aplicando medidas técnicas para minimizar los riesgos y hacer que los equipos especializados sean intrínsecamente más seguros.
2. ¿Qué es la seguridad inherente a las atracciones de feria?
A lo largo del ciclo de vida de las atracciones -desde el desarrollo, el diseño, la construcción y la explotación hasta la modificación y el mantenimiento-, estrategias como la minimización, la sustitución, la moderación y la simplificación pueden reducir y controlar eficazmente los riesgos de seguridad. Estas estrategias son más eficaces durante las primeras fases de diseño y desarrollo, donde su impacto en la reducción de riesgos es mayor. La fiabilidad del diseño es la base de la seguridad inherente, y la incorporación de factores de seguridad razonables en la fase de diseño puede mejorar significativamente la seguridad y fiabilidad de los equipos.
El requisito previo para la seguridad inherente es la fiabilidad del diseño.
3. ¿Qué es el templado de materiales?
El templado es un proceso de ajuste de la calidad mediante la regulación de diversos parámetros que influyen en el rendimiento. No significa necesariamente mejorar todos los parámetros, sino encontrar un ajuste equilibrado. El revenido es un proceso de tratamiento térmico utilizado para mejorar las propiedades mecánicas generales de los materiales de acero. Consiste en el temple y el revenido a alta temperatura, cuyo objetivo es lograr un equilibrio óptimo de resistencia y tenacidad en los componentes de acero.
Los materiales templados se utilizan ampliamente en piezas sometidas a tensiones complejas, como engranajes, ejes y bielas.
4. Finalidad del revenido del acero 40Cr
El acero 40Cr requiere un temple seguido de un revenido a alta temperatura. A medida que aumenta la temperatura de revenido, disminuyen la resistencia y la dureza, mientras que mejoran la resistencia al impacto y la tenacidad. Para los ejes críticos de las atracciones de feria, la resistencia a la tracción del 40Cr se fija en 750 MPa (según los manuales de diseño mecánico y los libros de texto universitarios).
5. Parámetros comunes de los materiales en las atracciones de feria
En el diseño de grandes atracciones, la resistencia a la tracción del 40Cr debe fijarse en 750 MPa. Valores superiores, como 1200 MPa, no son razonables. Del mismo modo, el Q235 debe tener una resistencia a la tracción de 375 MPa, no de 440 MPa. Exagerar los valores de resistencia del material puede provocar desajustes entre el material y el diseño, lo que obliga a utilizar certificados de material inexactos para pasar las inspecciones.
Para ejes importantes en grandes atracciones de feria, se utiliza 40Cr con una resistencia a la tracción de 750 MPa y una dureza de 241-286 HB tras el temple y el revenido a alta temperatura. Si la resistencia a la tracción supera los 980 MPa, el eje se vuelve demasiado quebradizo y pierde resistencia al impacto, lo que es perjudicial para aplicaciones tan críticas.
6. Las desventajas de aumentar arbitrariamente los parámetros del material
Durante el proceso de diseño, aumentar arbitrariamente los parámetros de los materiales, como fijar la resistencia a la tracción del Q235 en 420 MPa o la del 40Cr en 980 MPa, puede dar lugar a ejes que no cumplan el margen de seguridad real. Esto puede provocar que el eje se rompa antes de alcanzar la vida útil prevista bajo cargas de impacto, independientemente de lo cuidadoso que sea su mantenimiento o inspección.
Los valores de resistencia a la tracción de los materiales vienen dictados por normas, como las que figuran en los manuales de diseño mecánico. Establecer valores demasiado altos anula todo el proceso de diseño, lo que hace que el trabajo posterior carezca de sentido.
7. Conclusión
El uso de valores de resistencia a la tracción poco razonables socava la fiabilidad de los ensayos de tipo, las inspecciones de supervisión, el mantenimiento periódico, las mejoras de calidad, la respuesta ante emergencias y las evaluaciones de riesgos de las atracciones de feria. Independientemente de lo diligentes o avanzados que sean su mantenimiento e inspecciones, la adopción de parámetros de material inadecuados compromete la fiabilidad del diseño del equipo y, en última instancia, su seguridad inherente.
Fuente: https://mp.weixin.qq.com/s/MY5R2EAyP-4pRjT4Gxgg1A
autor original: 九妹婆婆
