设备安全技术试题及答案

设备安全技术试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某工业现场采用双重化冗余安全PLC，下列关于其诊断覆盖率（DC）的说法正确的是A.诊断覆盖率越高，共因失效概率一定越低B.诊断覆盖率仅与硬件冗余结构有关，与软件无关C.若DC=99%，则意味着99%的随机危险失效可在要求时间内被检测并导向安全状态D.诊断覆盖率等于安全失效分数（SFF）答案：C解析：依据IEC61508-2，DC表示危险失效中被诊断出的比例；DC=99%即99%的危险失效可被检出并导向安全，与共因失效无直接数量关系，亦不等于SFF。2.某设备安全等级需满足SIL2，其要求时的平均失效概率（PFDavg）应满足A.≤B.≤C.≤D.PFDavg答案：A解析：SIL2的PFDavg区间为[,3.在机械安全回路中，采用强制导向（positivelydriven）触点的主要目的是A.降低触点电阻B.提高触点额定电流C.保证常闭与常开触点不会同时闭合D.减少触点回跳时间答案：C解析：强制导向机构通过机械连锁确保NO、NC触点不可能同时处于闭合状态，防止虚假安全信号。4.对一台最高转速3000r/min的离心机进行振动监测，依据ISO10816-3，其振动速度有效值（RMS）报警值通常设为A.2.8mm/sB.7.1mm/sC.18mm/sD.28mm/s答案：B解析：ISO10816-3对中型机组区域B上限为4.5mm/s，区域C上限为7.1mm/s，报警值常取区域C上限。5.在爆炸性气体环境1区选择电缆时，下列做法最合理的是A.采用PVC护套多芯电缆，弯曲半径≥3DB.采用钢丝铠装电缆，弯曲半径≥6D，并做隔离密封C.采用普通橡胶电缆，依靠桥架接地D.采用铝芯电缆以减轻重量答案：B解析：1区需防机械损伤及气体传播，钢丝铠装+隔离密封符合GB3836.14要求；铝芯易氧化产生火花，不宜。6.某安全阀整定压力为1.2MPa，实际排放压力为1.25MPa，则其超过压力（overpressure）百分比为A.4.0%B.4.2%C.5.0%D.3.3%答案：B解析：超过压力=(1.257.对一台额定绝缘电压1000V的断路器进行工频耐压试验，试验电压（有效值）应选A.1500VB.2000VC.2500VD.4000V答案：C解析：GB/T14048.1规定≤1000

V8.某压力容器采用爆破片装置与安全阀串联，下列说法正确的是A.爆破片必须位于安全阀上游B.爆破片动作后可直接在线更换C.串联设置可降低泄放面积D.爆破片用于隔离腐蚀介质，延长安全阀寿命答案：D解析：爆破片在阀上游可隔离腐蚀/黏稠介质，减少阀座损伤；动作后需停车更换；串联不减少面积。9.在功能安全验证中，若采用Route2计算PFD，需满足A.仅需现场使用经验数据B.硬件故障裕度HFT≥1C.仅适用于TypeA元件D.需具备90%置信度的现场失效数据答案：D解析：IEC61508-2Route2要求现场数据置信度≥90%，与HFT无关。10.对一台用于SIL3回路的电磁阀，其“危险未检出”失效模式占比为80FIT，若要求PFDavg≤，则最低检验测试间隔（TI）约为A.1年B.2年C.3年D.5年答案：A解析：简化公式PFDavg≈·TI二、多项选择题（每题3分，共15分，多选少选均不得分）11.下列哪些措施可有效降低机械压机的“意外启动”风险A.采用双手操纵按钮并满足0.5s同步B.设置防护联锁，一旦打开即切断安全回路C.使用弹簧制动器，失电时自动抱闸D.在PLC程序中设置“允许启动”标志位E.采用带锁定的模式选择开关，维修时置于手动并拔钥匙答案：A,B,C,E解析：D项仅靠软件标志位无硬件互锁，不能防止PLC失控导致的意外启动。12.关于爆炸性粉尘环境分区，下列说法正确的是A.20区为连续出现爆炸性粉尘环境B.21区为偶尔出现并持续足够时间C.22区为异常情况下短时间存在D.分区依据为IEC60079-10-2E.分区完成后无需再考虑粉尘层厚度答案：A,B,C,D解析：粉尘层厚度影响温升与点燃概率，仍需评估。13.下列哪些属于“能量隔离”中的“零能量状态”验证步骤A.关闭所有隔断阀并加锁B.释放蓄能器压力至大气压C.测试启动按钮确认设备无法运行D.使用测压表确认系统压力为零E.张贴“已隔离”标签即可开工答案：A,B,C,D解析：标签不能替代验证，E不完整。14.在LOTO（Lock-Tag-Try）程序中，个人锁必须A.唯一钥匙由作业人员本人保管B.可多人共用一把锁减少数量C.颜色区别于部门锁D.上锁后由值班长统一保管钥匙E.解锁前需确认设备处于安全状态答案：A,C,E解析：个人锁钥匙只能由本人持有；B、D违背个人锁定原则。15.下列哪些试验属于电梯安全钳型式试验项目A.瞬时式安全钳自由跌落试验，额定速度下制停B.渐进式安全钳125%额定载荷下行制停试验C.安全钳触发后轿厢地板倾斜度测量D.空载上行超速工况试验E.钢丝绳破断强度试验答案：A,B,C解析：D为上行超速保护装置试验，非安全钳；E为曳引绳试验。三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）16.若安全继电器具备冗余微处理器，则其无需外部反馈回路即可满足SIL3。答案：×解析：SIL3仍需外部触点反馈监控，防止触点熔焊。17.爆破片装置的动作压力允许偏差为±5%。答案：√依据GB567。18.在有限空间作业中，氧含量低于19.5%即需强制通风，但无需气体检测。答案：×解析：必须检测并持续监测。19.对于Category4安全回路，单点故障必须在下次要求前被检测，且累积故障不得导致安全功能丧失。答案：√依据ISO13849-1。20.采用变频驱动的电梯，其制动器必须设两套独立机电制动器，任一套即能制停125%额定载荷。答案：√依据EN81-20。21.防爆Exd外壳的隔爆接合面间隙越大，爆炸压力重叠现象越轻。答案：×解析：间隙越大，爆炸产物泄出越多，重叠现象反而可能减轻，但标准对最大间隙有严格限制，不能人为放大。22.安全光幕的分辨率为30mm，则其可检测直径30mm以上的不透明物体。答案：√23.压力表选型时，量程上限应为工作压力的1.5–3倍，若波动剧烈取2倍为宜。答案：√依据HG/T20592。24.在IEC62061中，SIL1与SIL3的最大PFH（每小时危险失效概率）相差100倍。答案：√SIL1PFH：–；SIL3：–，相差100倍。25.对一台已投用10年的储罐，若壁厚减薄至计算最小壁厚的95%，可继续运行无需处理。答案：×解析：需按GB/T35013进行安全评定，通常要求≥1.2倍腐蚀裕量。四、填空题（每空2分，共20分）26.某安全回路的MTTF=250年，DC=90%，则其“危险未检出”失效率=______FIT。答案：40解析：=1/=27.依据GB5226.1，控制回路的额定绝缘电压为500V，则其工频耐压试验电压（有效值）为______V。答案：1500解析：2+28.某爆破片在20°C下标定爆破压力1.0MPa，若使用温度升至200°C，材料温度系数为0.95，则实际爆破压力约为______MPa。答案：0.95解析：=×29.若电梯轿厢缓冲器为线性蓄能型，其最大允许撞击速度为______m/s（标准值）。答案：3.5依据EN81-20。30.在ISO13849-1中，Category3回路要求单故障______（填“不会”或“会”）导致安全功能丧失，且______（填“部分”或“全部”）故障在合理时间内被检测。答案：不会；部分31.某压力容器水压试验压力为设计压力的______倍，且不得小于______MPa。答案：1.25；0.1依据GB150.4。32.防爆Exe外壳的防护等级至少应为IP______。答案：54依据GB3836.3。33.若安全光幕的响应时间为15ms，则其与安全边缘之间的最小安全距离S=______mm（假设人体接近速度2000mm/s，无额外减速）。答案：30解析：S=34.在功能安全术语中，HFT=1表示系统能够承受______个危险失效而不丧失安全功能。答案：135.某安全阀的启闭压差为10%，若整定压力0.8MPa，则回座压力为______MPa。答案：0.72解析：0.8×五、简答题（每题8分，共24分）36.简述采用“冗余+比较”架构实现SIL3的电磁阀组在回路设计中的关键要点，并给出PFD计算模型。答案：1.架构：双电磁阀（1oo2）串联于气动执行器进气路，每阀独立驱动，阀位反馈采用双通道接近开关（1oo2）送至高诊断DC=99%的安全PLC。2.诊断：PLC每100ms进行阀位比较，若差异>5%行程即关断双阀并报警。3.共因：设β=4.PFD模型：=代入=80

FIT=远低于SIL3上限，满足要求。37.某化工厂需在爆炸性气体环境2区安装一台SIL2温度变送器，请从防爆型式、电缆引入、接地、维护四方面给出技术方案。答案：1.防爆型式：选ExiaIICT4Ga，本安回路使现场能量<20μJ，无需额外隔爆外壳。2.电缆引入：采用蓝色本安电缆，经Exd(e)电缆密封接头进入增安接线箱，箱内本安端子与非本安端子间距≥50mm。3.接地：本安回路浮地，屏蔽层在控制室单端接地，避免环流。4.维护：设定12个月标定周期，使用本安校准器，现场不得带电开盖；维护前需开作业票并测爆。38.说明电梯上行超速保护装置（UCMP）与制动器在制停性能上的差异，并给出试验验收指标。答案：UCMP用于轿厢意外上行超速（>115%额定速度）时制停，允许减速≤1g，制停距离≤0.6m；制动器用于正常停止及悬停，需制停125%额定载荷下行且减速度≤9.81m/s²。试验指标：UCMP：空载上行，人为让曳引机超速至116%，测量制停距离≤0.6m，轿厢不得回溜>10mm。制动器：125%额定载荷下行断电，测量滑行距离≤表列值，且轿厢地板倾斜≤5%。六、计算题（共31分）39.（10分）某储罐安全阀需排放气体流量Q=8.5kg/s，介质为空气（k=1.4，M=29），温度80°C，背压0.12MPa