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特种设备检验数字化推广应用研究杨国丽

发表时间：2020/9/24 来源：《基层建设》2020年第17期作者：杨国丽

[导读] 摘要：由于特种设备设计使用的特殊要求，传统的检验方法可能无法全面性开展检验工作，利用数字化信息技术对特种设备进行检验测试在一定程度上是提高检验特种设备安全性能的有效途径。

        保山市质量技术监督综合检测中心云南保山 678000
        摘要：由于特种设备设计使用的特殊要求，传统的检验方法可能无法全面性开展检验工作，利用数字化信息技术对特种设备进行检验测试在一定程度上是提高检验特种设备安全性能的有效途径。
        关键词：特种设备；检验数字化；推广应用
        引言
        随着我国社会经济的迅速发展，特检机构的检验任务不断加重，而特种设备检验人员的工作质量素质意识参差不齐，在时间紧、任务重的工作状况下不能完全满足检验需要，检验过程中时常存在一定程度的“赶场”现象，导致特检机构的检验工作质量和报告质量得不到有效保证。
        1、检验数字化专用设备应用信息管理系统的体系结构设计
        检验数字化专用设备应用信息管理系统体系结构设计分为数据收集层、处理层、管理层、应用层。体系结构之间相互影响，相互支撑关联。
        系统数据收集层：创建一个主要基于检验数据的集成数据收集系统，例如特种设备的产品参数，检验检查记录，定期检查记录，日常维护记录，使用特种设备时的故障记录，全面管理下载至平板电脑或其他设备的数据，并上传到数据中心。
        系统数据处理层：主要处理下载或上传的数据，使用大数据处理技术从检验数字化专用设备收集、分类、分析和共享数据集，在系统管理中，数据以结构化格式显示在图层上。
        系统数据管理层：根据不同的特种设备检验数字化应用需求，该级别主要分为不同的控制模块，对接收到的数据信息进行分类，并分发到各个应用平台，以进行有效的信息请求和管理。
        系统数据应用层：主要扩展特种设备数据的应用功能，根据要求由系统管理级别处理，跟踪单台特种设备的信息，以及分类具有不同特性的特种设备，区域特种设备实现数值统计和位置分布等应用。
        2特种设备检验数字化建设
        数据采集。首次采集获得的检验源数据是多维异构的，为避免噪音或干扰项给后期分析带来困难，须执行同构化预处理，包括数据清洗、数据交换和数据归约。特种设备检验传感器为主要采集工具，结合RFID、二维码、监测终端、人机交互、智能终端等手段采集制造领域多源、异构数据信息，并通过互联网或现场总线等技术实现源数据的实时准确传输。
        数据存储与集成。包括分布式存储技术、元数据技术、标识技术、数据集成技术。存储技术主要采用大数据分布式云存储的技术，将预处理后的数据有效存储在性能和容量都能线性扩展的分布式数据库中；元数据技术包括对特种设备信息、设备状态、设备业务数据等进行定义和规范化；标识技术包括分配与注册、编码分发与测试管理、存储与编码规范、解析机制等；数据集成技术，主要指面向特种设备数据的集成，包括业务数据、设备运行数据、设备监控数据与系统操作数据、实时反馈数据、产品检验检测数据等等集成与贯通。通过数据集成技术，不仅要做到数据的采集、清洗、转换、读取，更要做到数据写入控制（即对设备装备通过数据进行远程操作）。
        数据建模。包括对特种设备物联数据、生产经营过程数据、外部互联网相关数据的建模方法和技术。对无法基于传统建模方法建立生产优化模型的相关工序建立特征模型，基于特种设备运行历史数据、实时数据及相关业务数据，采用聚类、分类、规则挖掘等数据挖掘方法及预测机制建立多类基于数据的工业过程优化特征模型。
        数据处理。在挖掘特种设备传统数据的基础上，结合新兴的云计算、Hadoop、专家系统等对同构数据执行高效准确地分析运算，包括大数据处理技术、通用处理算法和工业领域专用算法。
        数据交互应用。

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对经处理、分析运算后的特种设备检验数据，通过可视化技术，包括大数据可视化技术和3D工业场景可视化技术。可视化技术将数据分析结果，以更为直观简洁的方式展示出来，易于用户理解分析，提高决策效率；特种设备企业管理和生产管理等传统工业软件与大数据技术结合，通过对特种设备、用户、市场等数据的分析，提升场景可视化能力，实现对用户行为和市场需求的预测和判断，结合智能决策技术，进而实现数据辅助生产制造决策的价值。
        3特种设备的数字化推广和应用
        3.1探测特种设备时光检测技术的应用
        在测试特种设备时，射线检测方法会使用多种射线，但是最常用的射线包括X射线，中子和γ射线。在使用放射线监视技术检测特种设备的过程中，放射线监视设备将放射线施加到监视对象，通过观察目标检测位置不断变化，每个物体的光透射率不同，观察强度的变化来记录和观察光强度的差异，可以识别特种设备中的缺陷并准确地找到缺陷点。放射线监测技术作为一种无损检测技术，可以处理诸如击穿，气孔，夹杂物，裂纹，弱焊接等细微的损坏，在检查特种设备的准确性方面有优势，对钢结构的特种设备具有出色的检测效果。
        3.2红外热成像技术在承压类特种设备检验中的应用
        在化工企业中，许多容器处在高温高压条件下运行。例如，高温汽化炉作为煤制气装置的关键设备，高温汽化炉反应室一般由耐热耐磨层、隔热层、金属外壁3个部分组成。为保证反应正常进行同时避免容器壳体在高温状态下与介质直接接触，容器内部会增加隔热内衬材料，内衬材料长期受到高温、高压、高流速介质的冲刷容易发生磨损或破损。若内衬局部发生破损脱落的情况，则内部高温介质直接冲刷容器壳体，温度升高；若内衬因磨损热阻值R减小，容器壳体相应位置温度升高。以内衬局部磨损情况建立相关传热模型及外壁表面温度分布图，通过红外热成像技术可以快速找出故障位置。对于衬里磨损的情况一般可以采用热传导基本定律进行计算评估。找出了故障位置，再根据计算评估的结果采取相应的处理措施使设备可以安全运行至计划检修时间，从而避免临时停机检查造成的损失。红外热成像技术同样适用于锅炉、容器、管道内部局部腐蚀、腐蚀凹坑的检测。
        3.3优化检验数字化系统
        影响特种设备检验质量的因素有很多，检验检测人员检验质量意识文化、职业道德、检验技术水平、检验管理系统、用户使用特种设备环境状态、以及监管部门对监督抽查情况反馈等组成了检验数字化系统，数字化系统的优劣决定了检验质量的好坏。首先，要大规模地提高检验工作质量，没有数字化的检验技术作为支撑是不可能实现的，所以不断提高检验人员的技术水平也是提升检验质量的根本保证。其次，要通过客户的意见反馈，以及检验机构自身的质量监督、监察机构的监督检查、监督抽查、抽查考核等方式发现的问题来提出预防和纠正措施，从而提高检验工作及报告质量。最后，便捷高效的检验管理系统对检验质量的保证也起到了至关重要的作用，检验管理系统涵盖的内容，包括检验计划制定、人员及检验任务调度、报告录入及流转系统、报告打印、报告发放及检验收费、报告存档系统等，任何一个环节都可能影响检验工作及其报告质量，这就要求检验机构不断优化检验管理系统，如构建检验大数据平台，采用信息化技术来减少管理系统中的人为因素，创新检验工作模式，如采用电子检验报告等，从而达到精准派工、减少记录和报告的丢失、缺漏和篡改，并将检验报告精准快速的通过互联网等方式传递给客户。良好的检验数字化系统，不仅可以降低检验工作中的差错，还能有效提高工作效率、降低检验工作投入成本，方便客户。
        结语
        总之，随着特种设备的检验数字化系统的不断完善推进，可以提高检验特种设备的工作效率，系统地分析测试数据，操作常规设备，增加设备安全系数。在实际工作中，需要与时俱进不断创新和发展检验数字化系统领域，在实践中充分利用数字化信息技术，并确保数据信息安全可靠。
        参考文献：
        ［1］孙明慧，王丽，梁文武.无损检测技术在特种设备检验中的运用研究［J］.科技风，2019，（31）：2.
        ［2］刘冬保.物联网技术在特种设备检验检测系统中的应用探析［J］.中国金属通报，2019，（10）：152-153.