An toàn nội tại là gì, và nguyên tắc cơ bản của an toàn nội tại là gì? An toàn của thiết bị đặc biệt trong lĩnh vực điện cơ có tập trung nhiều hơn vào thiết kế và sản xuất hay bảo trì và kiểm tra? Các thông số vật liệu được xác định như thế nào trong quá trình...
Giai đoạn thiết kế? Bài viết này thảo luận về những câu hỏi này.
1. An toàn nội tại là gì?
Khái niệm về an toàn nội tại lần đầu tiên được giới thiệu bởi Trevor Kletz Năm 1976. Khái niệm này đề cập đến việc loại bỏ rủi ro từ nguồn gốc thay vì chỉ dựa vào các hệ thống kiểm soát, cảnh báo hoặc liên kết để giảm thiểu xác suất và mức độ nghiêm trọng của tai nạn. Mục tiêu là loại bỏ rủi ro từ gốc rễ, tạo ra một hệ thống an toàn hơn về cơ bản.
An toàn nội tại đại diện cho trạng thái lý tưởng của an toàn tuyệt đối. Mặc dù khó đạt được trong thực tế, nó có thể được tiếp cận bằng cách áp dụng các biện pháp kỹ thuật để giảm thiểu rủi ro và làm cho thiết bị chuyên dụng trở nên an toàn hơn về mặt nội tại.
2. An toàn nội tại trong các trò chơi giải trí là gì?
Trong suốt vòng đời của các thiết bị giải trí—từ giai đoạn phát triển, thiết kế, xây dựng, vận hành cho đến sửa đổi và bảo trì—các chiến lược như giảm thiểu, thay thế, điều chỉnh và đơn giản hóa có thể hiệu quả trong việc giảm thiểu và kiểm soát rủi ro an toàn. Các chiến lược này đạt hiệu quả cao nhất trong giai đoạn thiết kế và phát triển ban đầu, nơi tác động của chúng đối với việc giảm thiểu rủi ro là lớn nhất. Độ tin cậy trong thiết kế là nền tảng của an toàn nội tại, và việc tích hợp các yếu tố an toàn hợp lý ở giai đoạn thiết kế có thể nâng cao đáng kể độ an toàn và độ tin cậy của thiết bị.
Điều kiện tiên quyết cho an toàn nội tại là độ tin cậy của thiết kế.
3. Quá trình ủ vật liệu là gì?
Quá trình ủ là quá trình điều chỉnh chất lượng bằng cách điều chỉnh các thông số khác nhau ảnh hưởng đến hiệu suất. Điều này không nhất thiết có nghĩa là cải thiện tất cả các thông số, mà là tìm ra sự điều chỉnh cân bằng. Quá trình ủ là một phương pháp xử lý nhiệt được sử dụng để cải thiện các tính chất cơ học tổng thể của vật liệu thép. Nó bao gồm quá trình làm nguội nhanh và ủ ở nhiệt độ cao, nhằm đạt được sự cân bằng tối ưu giữa độ bền và độ dẻo dai của các thành phần thép.
Vật liệu đã qua xử lý nhiệt được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận chịu tác động của các lực phức tạp, như bánh răng, trục và thanh truyền.
4. Mục đích của quá trình ủ thép 40Cr
Thép 40Cr yêu cầu quá trình tôi cứng tiếp theo là ủ nhiệt độ cao. Khi nhiệt độ ủ tăng lên, độ bền và độ cứng giảm, trong khi khả năng chịu va đập và độ dẻo dai được cải thiện. Đối với các trục quan trọng trong các thiết bị giải trí, độ bền kéo của thép 40Cr được thiết lập ở mức 750 MPa (theo các tài liệu thiết kế cơ khí và sách giáo khoa đại học).
5. Các thông số vật liệu thông dụng trong các trò chơi giải trí
Trong thiết kế các thiết bị giải trí quy mô lớn, độ bền kéo của thép 40Cr phải được đặt ở mức 750 MPa. Các giá trị cao hơn, như 1200 MPa, là không hợp lý. Tương tự, Q235 nên có độ bền kéo là 375 MPa, không phải 440 MPa. Việc phóng đại giá trị độ bền của vật liệu có thể dẫn đến sự không tương thích giữa vật liệu và thiết kế, buộc phải sử dụng các chứng chỉ vật liệu không chính xác để qua kiểm tra.
Đối với các trục quan trọng trong các trò chơi giải trí lớn, thép 40Cr được sử dụng với độ bền kéo 750 MPa và độ cứng 241–286 HB sau khi tôi và ủ nhiệt độ cao. Nếu độ bền kéo vượt quá 980 MPa, trục sẽ trở nên quá giòn và mất khả năng chịu va đập, điều này không phù hợp cho các ứng dụng quan trọng như vậy.
6. Nhược điểm của việc tăng các thông số vật liệu một cách tùy tiện
Trong quá trình thiết kế, việc tùy tiện tăng các thông số vật liệu, chẳng hạn như đặt độ bền kéo của thép Q235 lên 420 MPa hoặc của thép 40Cr lên 980 MPa, có thể dẫn đến trục không đáp ứng được biên độ an toàn thực tế. Điều này có thể khiến trục bị gãy trước khi đạt đến tuổi thọ dự kiến dưới tác động của tải trọng va đập, bất kể việc bảo dưỡng hoặc kiểm tra được thực hiện cẩn thận đến đâu.
Giá trị độ bền kéo của vật liệu được quy định bởi các tiêu chuẩn, chẳng hạn như những tiêu chuẩn được nêu trong các tài liệu thiết kế cơ khí. Việc đặt các giá trị quá cao sẽ làm vô hiệu hóa toàn bộ quá trình thiết kế, khiến các công việc tiếp theo trở nên vô nghĩa.
7. Kết luận
Sử dụng các giá trị độ bền kéo không hợp lý sẽ làm suy giảm độ tin cậy của các hoạt động kiểm tra loại, kiểm tra giám sát, bảo trì định kỳ, cải tiến chất lượng, ứng phó khẩn cấp và đánh giá rủi ro đối với các thiết bị giải trí. Dù quy trình bảo trì và kiểm tra của bạn có cẩn thận hay hiện đại đến đâu, việc áp dụng các thông số vật liệu không phù hợp sẽ làm suy giảm độ tin cậy thiết kế của thiết bị và, cuối cùng, ảnh hưởng đến tính an toàn vốn có của nó.
Nguồn: https://mp.weixin.qq.com/s/MY5R2EAyP-4pRjT4Gxgg1A
Tác giả gốc: Bà Cụ Chín Em
