弹簧式安全阀在线校验

云天化国际云峰分公司共有 315只安全阀，其中包括 292只弹簧式安全阀，这些弹簧式安全阀多数是在校验室进行校验，少量的安全阀由于生产系统大修周期较长(1 3年)，无法按时停车必须进行在线校验。公司在化工企业生产中具有高温高压、易燃易爆的工作特点，且大多数安全阀的都是在有毒有害和腐蚀性较强的介质下工作，在实际操纵中都会带来许多困难，因此对弹簧式安全阀在线校验仪的引用十分重要。根据弹簧式安全阀的结构性能作具体分析，以及手提电脑的普及应用，该技术和仪器的引进也渐趋成熟。

目前，安全阀普遍采用离线校验和在线校验，在线校验又分为升压实跳测量整定压力法和工作仪器测量法两种；离线校验是直接校验方式，总是在设备停车时拆下安全阀送到校验台上校验，费时、费力 ，且该种校验方法不能解决温度对安全阀整定压力的影响，而对正在运行的安全阀则采用升压实跳测量整定压力的方法，则较为危险和费力。公司-直采用的是离线校验法和在线升压实跳测量校验法。

实跳测量校验是指通过提高安全阀入口介质压力使安全阀开启，并记录安全阀整定压力等参数，这种方法虽然最为直接准确，但会对安全阀造成伤害，并且噪声污染和测量时的安全性问题得不到全面保障。仪器测量方式是-种间接测量方式，是目前较为先进且逐步采用的方法。

二、弹簧式安全阀工作原理安全阀弹簧的预紧力 通过阀杆传递给阀瓣上方，而系统内介质的压力作用在阀瓣下方，在 的作用下阀瓣的密封面与喷嘴密封面紧密结合，从而起到密封作用。当系统介质的作用力与 平衡时，阀门开始起跳，即安全阀开始起座。起跳压力等于R 其中厂表示阀门内部零件的机械摩擦力。当安全阀起跳排放降压，直至容器内的介质压力降低到作用于阀瓣上的力小于弹簧的作用力时，安全阀才能回座关闭，其结果是保证容器在正常的压力范围内工作∩以看出，此时阀瓣开启动作的条件为：(1)式中 砰- 弹簧预紧力，N- - 安全阀起跳时加在阀杆上的外附加力，NP，广--系统内介质的压力，MPas- -密封面积，mm54 设-理与维德鲁 竺整定技术的设计 图1安全阀受力分析示意图 依据和原理。

三、NSH系列安全阀在线定压仪这是-种国产新型专门适用于安全阀在线检测定压的便携式仪器，在设计工艺上有重大突破 ，它可在系统不停车或离线不带压状态下仅需 1～3s便能完成对安全阀参数的检测，进而指导操作人员对安全阀进行正确的调节，直到合格为止。同时也可通过测量曲线判断安全阀的相关技术依据。

根据对弹簧式安全阀开启动作特性的分析，可以得出在外加力 的作用下，-个安全阀从关闭到开启，再由开启到关闭的全过程中，外附加力R 的变化规律见图2所示。

a)热态时附加外力 h)冷态时附IJti'F，J图2 外附加力 的变化规律图2a为热态(在线)测试时的过程曲线，当附加力从零逐步增加，与内压力 PLxS之和正好为弹簧预紧力时 ，阀门微启 。增大了介质作用面积Js，使得用来克服弹簧预紧力的内压作用力急剧增大，其结果在瞬间减小了外附加力。从而出现第-个特征峰点A。当外附加力逐渐减小而达到关闭点时，由于介质作用面积忽然减小，为保持力的平衡关系，此时，外附加力会出现瞬间回 -缝 复 修 堡 ～升现象，即第二个特征峰点曰。上述两个特征峰点A和 是在线条件下检测安全阀整定压力、回座压力的技术依据。图2b为冷态环境时的测试过程曲线，当阀门未打开前，外附加力克服阀芯静态刚性力，当达到开启点以后，外附加力改为克服弹簧的弹性力，两者随时间变化的斜率不同，从而出现第-个拐点 c，同样情况，在阀门关闭时也会出现另-个拐点D。这两个拐点分别对应阀门的开启和回座，正是冷态时测试阀门开启、回座压力的技术依据。

从以上分析可以看出，安全阀在线校验技术的关键在于如何正确迅速地找到对应开启的特征点。在线定压仪系统构成：其系统由机械夹具、液压动力单元和数据采集处理单元三大部分组成，彼此相对独立，由两条长 10m的液压软管和两条长 10m的五芯屏蔽电缆互相联成-个完整的安全f阋测试系统。

(1)组合式夹具。保证对待测安全阀实施夹持定位，为液压动力单元提供施加外力的环境，采用组合式结构，拆卸十分方便(图 3)。

(2)液 压 动力单元。提供可调节的液压输 出和流量，用以控制外加的提升力和提升速度。

(3)数据 处 理单元。是测试系统的核心 ，直接决定系统的可靠性和准确性。

其中，力传感阀杆联接螺母拉力传感器复位油管接头油缸提升油管接头油缸垫片调常螺母图3 部件安装简图器采用轮辐式结构，灵敏度极高，精度可达到0.05%，压力传感器采用高温型传感器，工作温度可达200-250C。两种传感器均为高输出式，内藏放大器，其线性度、重复性和抗干扰能力极强。

测试系统采用了二通道低增益，高精度放大电路，智能化A/D转换和数据采集电路，可同时采集力、压力二个参数，核心部分选用的笔记本电脑，可绘制曲线并打印测试结果，具有汉字化的人机对话功能，各测量通道的数据均可在屏幕上显示，在超量程的情况下，确保系统和安全阀的安全。其操作步骤如下。

选择被测试安全阀，根据系统安装图可方便地完成NSH部件的安装和连接；在计算机主控窗口上单击装入参数”选定被测安全阀；选择压力传感器测量方式，输入被测安全阀的基础压力值；核对无误后，单击在线定压”，此时系统提示：正在测试!请等待!”打开液压单元电源开关至开启”位置，调整系统压力调整”旋钮至计算机指示所需油压”值；将换向控制旋钮旋至提升”位置，使油缸活塞带动被测阀的阀杆向上移动；通过观察阀杆上升或听到介质排泄的声音，确定阀已开启后，立即将换向控制旋钮旋回复位”位置，关闭电源；计算机将自动进入结果显示窗口，显示测试曲线、测试时间、开启压力、调整高度等参数；根据计算机提示的调整高度，调节定压螺母；单击退出”按钮，重新起动测试程序，得出新的测试曲线和结果。反复执行上述步维 护 与 修 理 骤，直至开启压力和整定压力相差不大于测量允许误差”时，此时计算机显示调节完毕”，表示测量结束。

四、误差和安全性分析误差包括绝对误差和相对误差两部分，绝对误差是表示测量值和真实值之差，而相对误差是表示绝对误差与测量值的比值。

根据GB-T12243的规定，锅炉本体(包括容器、汽包、过热器)整定的起座压力允许在以下误差范围内变化：±l%的整定压力-启压力的相对误差不仅和附加力、系统内压有关，而且与密封面积有关，就-般而言，安全阀密封面积在50-125cm 。

根据国家质量监督局颁布的《安全技术监察规程》规定：在用安全阀应每年至少校验-次；并进行排放试验”。这些规定明确了安全阀的定期校验工作的要求。公司以前-直采用实跳排放的方法进行安全阀的在线校验，每次实跳试验都要在压力容器超压(高于工作压力)状态下进行，由于锅炉汽包、过热器及其他压力容器频繁超压工作，对压力容器的损害很大，直接影响到设备的设计使用寿命和安全稳定性。由于采用人工校验不能达到完全的安全规范，而且经过多次实跳，安全阀的弹簧强度会产生疲劳衰减变化，并且安全阀的工作密封面易发生介质冲刷损伤，从而造成弹簧式安全阀的使用寿命缩短，增大了校验的难度，同时又存在-定的不安全因素。使用NSH安全阀定压仪进行在线校验，可在介质压力低于60%整定值时校验安全阀，无需提高系统压力，防止了因介质排放对阀门密封面造成的冲击损伤，同时避免了锅炉、压力容器频繁超压工作，确保了设备和操作人员的安全。

五、经济性分析根据相关规定，安全阀必须每年校验-次，对校验合格的安全阀必须打上铅封并出具校验报告。如果采用传统的人工实跳校验方法整定安全阀，校验整定-只安全阀至少需实跳-次，校验 1台安全阀平均要花费2.5h，云峰分公司在用安全阀有292只计算共需耗费大约750h，按参与的人数4人计算，共约需3000h，且设备和操作人员的安全又得不到保障，如果拆卸下来送到校验台上校验，需要投入的工时更多。

如果引进NSH安全阀在线定压仪其费用大约8万元，可在系统运行的情况下，进行在线校验，仅需25s即可完成对安全阀进行在线性能检测和工作参数检测，约需 10min即可完成单台安全阀的在线整定工作。公司完成全部292台安全阀的校验工作耗时只约需50h，参与人数按3人计算，大约需要150h。两者对比大约节约2850h，按20元人民币m计算，可节约人民币5.7万元左右。更重要的是避免了由于停车造成的大量经济损失。

NSH安全阀在线定压仪在设计原理、测量精度、自动化程度及操作方法等方面，特别是其仪器采用计算机系统和汉字化的测试软件在国内同类仪器中处于领先水平，比较符合公司实际.如果引进本设备，既可以节约大量的资金，能够带来很好的经济效益，又可以保障检验人员的安全。

作者通联：云天化国际化工股份有限公司云峰分公司设备管理部压力容器组 云南宣威市板桥镇 655426E-mail：1648082284###qq.corn[编辑 凌 瑞]i.Qiiitlml 55