在用安全阀校验设施的智能化改造

贺　能　喻　颖　舒伟凡（湖南省特种设备检验检测研究院湘潭分院 湘潭 411100）



在用安全阀校验设施的智能化改造

贺能喻颖舒伟凡
（湖南省特种设备检验检测研究院湘潭分院 湘潭 411100）

摘 要：对本院的旧安全阀校验设施进行技术升级改造，加装压力传感器、数据处理器、计算机、触摸屏和气动打标机等硬件，并配套相应的数据库、测试与管理软件，校验台计算机接入互联网，使安全阀校验实现测试的数字化、数据与信息交换的网络化，并实现安全阀的装卸、转运等过程的半机械化，降低校验人员劳动强度，提高校验精度和效率。

关键词：安全阀 校验设施 智能化 改造

安全阀是安装于锅炉、压力容器、压力管道、气瓶等承压设备上的一种重要的安全附件，其作用是当设备中介质压力超过整定值时，自动开启以排泄介质、降低压力，当介质压力恢复正常后，再自动关闭以阻止介质继续排出，它可以防止承压设备超压发生爆炸事故，因此，安全阀压力整定准确与否直接关系到设备本体的安全性能。

相关法规规定新安全阀在安装之前，必须校验合格方可投入使用，对于在用设备上的安全阀，每年也应至少校验一次。

1 安全阀的校验方式

1）仪器在线校验法。即通过外力将作用在安全阀弹簧向下的作用力测出，以此计算出安全阀的开启压力，这种方法一般不影响生产，也不用改变系统压力，检测速度较快，操作方便，但该方法不能检测安全阀的密封性能。

2）校验台离线校验法，即将安全阀安装在校验台上，然后利于校验介质的压力使安全阀开启，通过观察压力表来确认开启压力。该方法不能对背压安全阀、高温或低温介质的安全阀进行校验。

目前大部分检验机构都采用校验台离线校验的方式，本文所述就是针对笔者单位一种老旧的离线安全阀校验设施进行的改造。

2 在用的旧安全阀校验装置的不足

笔者单位在用的安全阀离线校验装置由上海某公司制造，型号老旧，该装置主要存在以下不足：

图1　智能化改造前的实景

2.1 人工装卸、搬运，劳动强度大

安全阀送达后，从卸车、搬运至待检区、上下校验台校验、校验后再搬运至合格区，到最后的装车，全程均为人工完成。有的安全阀达几十公斤，来回搬运，校验人员劳动强度非常大，且很不安全。

2.2 整定压力的测量方法落后，精度不高

国内外大量的试验研究和现场实测资料表明，在沉桩过程中，土塞的形成、闭塞程度与桩端土性（应力状态和密实度）、桩基的几何特征（如桩径、壁厚、桩靴类型等）、成桩方法（打入桩或静压桩）、桩基入土深度及进入桩端持力层深度等诸多因素有关，其中以土层性质、桩径、进入桩端持力层深度影响最为显著。相较于粘土层和粉土层，在密实砂层中，管壁阻力明显增加；小直径开口钢管桩（直径小于600mm）土塞效应强，可视作闭口桩；桩内径与壁厚之比越大的桩基，在打桩过程中形成土塞高度越大；随着贯入持力层深度的增加，土塞高度增长减慢，直至土塞效应达到稳定的最大发挥状态。

校验操作时，校验人员需一边开启调压阀，一边听安全阀的排气声，一边紧盯指针式压力表，当安全阀开启排气的瞬间，校验人员要从不断变化的指针式压力表上准确读出此时的压力值（即整定压力）。为了保证校验准确度，防止校验时安全阀频跳，还必须控制升压速度，即：当压力升至整定压力的90%时，升压速度须控制在0.01MPa/s以下。

这种校验方式要求校验人员具有高度的责任心、丰富的经验，而且要求反应快，手、耳、眼协同一致，因此，校验精度不够高。

2.3 数据处理方法落后、不科学

由于仍采用指针式压力表这种落后的测压手段，因此，无法实时记录、保存测试结果，校验记录中的数据都是事后校验人员凭记忆填写。报告出具时，校验数据和相关参数需要校验人员手工录入报告系统，而不是采用校验过程中实测数据直接上传的方式。这样不仅无法对校验过程进行有效的监督，而且也使得对校验结果的审核流于形式。

2.4 重复劳动多，整体工作效率低下

每个校验任务的委托单、校验记录等均需校验人员手工填写，校验报告的各项信息也要靠检验人员手工输入计算机报告系统，其中，单位、设备参数等信息均需多次填写，不仅重复劳动多、效率低下，而且容易产生差错。另外，“安全阀校验合格”金属铭牌的制作，目前笔者单位仍由校验人员用钢印逐字敲击而成，不但方法落后、效率低下，而且铭牌也不规范、不美观。

近年来，随着我国工业经济的快速发展，安全阀的数量随着承压类设备增长而逐年递增，而笔者单位的安全阀校验装置存在着自动化程度低、校验精度不高、校验数据的可溯源性差、校验过程劳动强度大、效率低等不足，难以满足校验工作的需要，导致笔者单位安全阀校验工作无法步入规范、准确、高效的轨道，急需升级改造。

3 老旧安全阀校验设施智能化改造的措施

3.1 实现安全阀装卸、转运的半机械化

在安全阀校验室内加装一台电动单梁悬挂起重机，安全阀的装卸、转运等过程用起重机来完成，减轻人员劳动强度。另外，将安全阀校验室大门的高、宽尺寸扩大，使货车能直接开进校验室内的起重机工作区间，便于卸、装安全阀。

3.2 对老安全阀检验台进行智能化改造

采用无锡江南大学机械工程学院开发的“安全阀智能校验与管理系统”，以实现：

3.2.1 压力测量的数字化、自动化

传感器替代指针式压力表，数据处理器完成对压力信号的采集、处理，操作人员面对的是触摸屏（不需要键盘、鼠标），计算机的操作界面见图2。

图2　计算机操作界面

操作人员在右面的待校验任务栏中触摸选择任务后，该项任务的报告编号、要求整定压力、密封试验压力将立即显示在右上方，并自动提示应选用哪一个测压通道。触摸“调校”按钮，“实时压力”栏将显示实测压力的数据（保留三位小数），并能在安全阀开启时自动测定并记录整定压力值。

3.2.2 校验台与管理人计算机数据信息的网络交换

管理人计算机安装系统自带的管理软件，并与操作计算机一起接入局域网，操作人员触摸“接收校验任务”按钮，通过网络能够导入管理人计算机发出的校验任务，同时，触摸“导出校验结果”按钮，校验数据会通过网络发送给管理人计算机。这样，校验操作时不需要用键盘、鼠标，更不需要输入任何的文字与数据，工作变得简捷、流畅。

3.2.3 安全阀校验的智能化管理

系统配备有可安装在校验站其它计算机上的管理软件，见图3。

图3　管理软件界面

在软件中录入待校验安全阀的基本信息后，点击“增加任务”按钮，将生成新的校验任务、并把任务参数显示在界面的右边。点击“派发校验任务”，通过网络，所有任务将发送至校验台计算机，并自动生成“校验委托单”，供打印并交用户签字确认。校验任务完成后，触摸操作界面（见图2）的“导出校验结果”，测试数据将在线回传给管理人计算机，再点击“导入校验结果，管理程序将在计算机的D盘自动生成标准格式校验记录与校验报告，校验记录与校验报告所需的所有信息、数据及结论都将自动填写完整。同时，所有的信息与数据将自动地在线导入管理系统，在管理系统中生成安全阀校验报告以供主管领导审核签发。所有已完成和未完成校验任务均可自动查询［2］。

安全阀校验结束后，管理程序还能够将“安全阀校验合格证”上的参数发送至气动打标机，自动制作出美观、规范的铭牌。

图4　智能化改造后的实景图

4 改造效果分析

笔者单位的安全阀校验设施进行机械化、智能化升级后，降低了校验人员劳动强度，提高了劳动生产率，也提高了校验质量，适应了当前安全阀校验数量和质量的需要，也使得笔者单位的安全阀校验管理工作也上了一个台阶，但与此同时，校验系统对操作人员、设备维护等方面的要求也有所提高，且由于校验精度的提高，校验中出现的不合格品比例也会有所增加。

参考文献

［1］ TSG ZF001—2006 安全阀安全技术监察规程［S］.

［2］ 朱海清.安全阀校验数字化测试技术与管理系统［J］.中国特种设备安全，2014，30（3）：14-16.

Intelligent Transformation of In-used Calibration Facility for Safety Valve

He Neng Yu Ying Shu Weifan
（Xiangtan branch of Hunan special equipment inspection & testing institute Xiangtan 411100）

AbstractTo technical upgrade the old safety valve calibration facilities， pressure sensor， data processor，computer， touch screen and pneumatic marking machine and other hardware are installed. And the corresponding database， test and management software， internet access for computer of calibration console is achieved to realize digital test， networking data and information exchange. The loading， unloading， transportation and other processes of safety valve is semi mechanised， to reduce labor intensity， improve the calibration accuracy and efficiency.

KeywordsSafety valve Calibration facility Intelligent Transformation

中图分类号：X924.2

文献标识码：B

文章编号：1673-257X（2016）05-0064-03

DOI：10.3969/j.issn.1673-257X.2016.05.015

作者简介：贺能（1963～），男，本科，院长，高级工程师，从事锅炉、压力容器等的检验检测、无损检测、事故调查等工作。

收稿日期：（2015-11-06）