在用安全閥校驗設施的智能化改造

賀　能　喻　穎　舒偉凡（湖南省特種設備檢驗檢測研究院湘潭分院 湘潭 411100）

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在用安全閥校驗設施的智能化改造

賀能喻穎舒偉凡
（湖南省特種設備檢驗檢測研究院湘潭分院 湘潭 411100）

摘 要：對本院的舊安全閥校驗設施進行技術升級改造，加裝壓力傳感器、數據處理器、計算機、觸摸屏和氣動打標機等硬件，并配套相應的數據庫、測試與管理軟件，校驗臺計算機接入互聯網，使安全閥校驗實現測試的數字化、數據與信息交換的網絡化，并實現安全閥的裝卸、轉運等過程的半機械化，降低校驗人員勞動強度，提高校驗精度和效率。

關鍵詞：安全閥 校驗設施 智能化 改造

安全閥是安裝于鍋爐、壓力容器、壓力管道、氣瓶等承壓設備上的一種重要的安全附件，其作用是當設備中介質壓力超過整定值時，自動開啟以排泄介質、降低壓力，當介質壓力恢復正常后，再自動關閉以阻止介質繼續排出，它可以防止承壓設備超壓發生爆炸事故，因此，安全閥壓力整定準確與否直接關系到設備本體的安全性能。

相關法規規定新安全閥在安裝之前，必須校驗合格方可投入使用，對于在用設備上的安全閥，每年也應至少校驗一次。

1 安全閥的校驗方式

1）儀器在線校驗法。即通過外力將作用在安全閥彈簧向下的作用力測出，以此計算出安全閥的開啟壓力，這種方法一般不影響生產，也不用改變系統壓力，檢測速度較快，操作方便，但該方法不能檢測安全閥的密封性能。

2）校驗臺離線校驗法，即將安全閥安裝在校驗臺上，然后利于校驗介質的壓力使安全閥開啟，通過觀察壓力表來確認開啟壓力。該方法不能對背壓安全閥、高溫或低溫介質的安全閥進行校驗。

目前大部分檢驗機構都采用校驗臺離線校驗的方式，本文所述就是針對筆者單位一種老舊的離線安全閥校驗設施進行的改造。

2 在用的舊安全閥校驗裝置的不足

筆者單位在用的安全閥離線校驗裝置由上海某公司制造，型號老舊，該裝置主要存在以下不足：

圖1　智能化改造前的實景

2.1 人工裝卸、搬運，勞動強度大

安全閥送達后，從卸車、搬運至待檢區、上下校驗臺校驗、校驗后再搬運至合格區，到最后的裝車，全程均為人工完成。有的安全閥達幾十公斤，來回搬運，校驗人員勞動強度非常大，且很不安全。

2.2 整定壓力的測量方法落后，精度不高

國內外大量的試驗研究和現場實測資料表明，在沉樁過程中，土塞的形成、閉塞程度與樁端土性（應力狀態和密實度）、樁基的幾何特征（如樁徑、壁厚、樁靴類型等）、成樁方法（打入樁或靜壓樁）、樁基入土深度及進入樁端持力層深度等諸多因素有關，其中以土層性質、樁徑、進入樁端持力層深度影響最為顯著。相較于粘土層和粉土層，在密實砂層中，管壁阻力明顯增加；小直徑開口鋼管樁（直徑小于600mm）土塞效應強，可視作閉口樁；樁內徑與壁厚之比越大的樁基，在打樁過程中形成土塞高度越大；隨著貫入持力層深度的增加，土塞高度增長減慢，直至土塞效應達到穩定的最大發揮狀態。

校驗操作時，校驗人員需一邊開啟調壓閥，一邊聽安全閥的排氣聲，一邊緊盯指針式壓力表，當安全閥開啟排氣的瞬間，校驗人員要從不斷變化的指針式壓力表上準確讀出此時的壓力值（即整定壓力）。為了保證校驗準確度，防止校驗時安全閥頻跳，還必須控制升壓速度，即：當壓力升至整定壓力的90%時，升壓速度須控制在0.01MPa/s以下。

這種校驗方式要求校驗人員具有高度的責任心、豐富的經驗，而且要求反應快，手、耳、眼協同一致，因此，校驗精度不夠高。

2.3 數據處理方法落后、不科學

由于仍采用指針式壓力表這種落后的測壓手段，因此，無法實時記錄、保存測試結果，校驗記錄中的數據都是事后校驗人員憑記憶填寫。報告出具時，校驗數據和相關參數需要校驗人員手工錄入報告系統，而不是采用校驗過程中實測數據直接上傳的方式。這樣不僅無法對校驗過程進行有效的監督，而且也使得對校驗結果的審核流于形式。

2.4 重復勞動多，整體工作效率低下

每個校驗任務的委托單、校驗記錄等均需校驗人員手工填寫，校驗報告的各項信息也要靠檢驗人員手工輸入計算機報告系統，其中，單位、設備參數等信息均需多次填寫，不僅重復勞動多、效率低下，而且容易產生差錯。另外，“安全閥校驗合格”金屬銘牌的制作，目前筆者單位仍由校驗人員用鋼印逐字敲擊而成，不但方法落后、效率低下，而且銘牌也不規范、不美觀。

近年來，隨著我國工業經濟的快速發展，安全閥的數量隨著承壓類設備增長而逐年遞增，而筆者單位的安全閥校驗裝置存在著自動化程度低、校驗精度不高、校驗數據的可溯源性差、校驗過程勞動強度大、效率低等不足，難以滿足校驗工作的需要，導致筆者單位安全閥校驗工作無法步入規范、準確、高效的軌道，急需升級改造。

3 老舊安全閥校驗設施智能化改造的措施

3.1 實現安全閥裝卸、轉運的半機械化

在安全閥校驗室內加裝一臺電動單梁懸掛起重機，安全閥的裝卸、轉運等過程用起重機來完成，減輕人員勞動強度。另外，將安全閥校驗室大門的高、寬尺寸擴大，使貨車能直接開進校驗室內的起重機工作區間，便于卸、裝安全閥。

3.2 對老安全閥檢驗臺進行智能化改造

采用無錫江南大學機械工程學院開發的“安全閥智能校驗與管理系統”，以實現：

3.2.1 壓力測量的數字化、自動化

傳感器替代指針式壓力表，數據處理器完成對壓力信號的采集、處理，操作人員面對的是觸摸屏（不需要鍵盤、鼠標），計算機的操作界面見圖2。

圖2　計算機操作界面

操作人員在右面的待校驗任務欄中觸摸選擇任務后，該項任務的報告編號、要求整定壓力、密封試驗壓力將立即顯示在右上方，并自動提示應選用哪一個測壓通道。觸摸“調校”按鈕，“實時壓力”欄將顯示實測壓力的數據（保留三位小數），并能在安全閥開啟時自動測定并記錄整定壓力值。

3.2.2 校驗臺與管理人計算機數據信息的網絡交換

管理人計算機安裝系統自帶的管理軟件，并與操作計算機一起接入局域網，操作人員觸摸“接收校驗任務”按鈕，通過網絡能夠導入管理人計算機發出的校驗任務，同時，觸摸“導出校驗結果”按鈕，校驗數據會通過網絡發送給管理人計算機。這樣，校驗操作時不需要用鍵盤、鼠標，更不需要輸入任何的文字與數據，工作變得簡捷、流暢。

3.2.3 安全閥校驗的智能化管理

系統配備有可安裝在校驗站其它計算機上的管理軟件，見圖3。

圖3　管理軟件界面

在軟件中錄入待校驗安全閥的基本信息后，點擊“增加任務”按鈕，將生成新的校驗任務、并把任務參數顯示在界面的右邊。點擊“派發校驗任務”，通過網絡，所有任務將發送至校驗臺計算機，并自動生成“校驗委托單”，供打印并交用戶簽字確認。校驗任務完成后，觸摸操作界面（見圖2）的“導出校驗結果”，測試數據將在線回傳給管理人計算機，再點擊“導入校驗結果，管理程序將在計算機的D盤自動生成標準格式校驗記錄與校驗報告，校驗記錄與校驗報告所需的所有信息、數據及結論都將自動填寫完整。同時，所有的信息與數據將自動地在線導入管理系統，在管理系統中生成安全閥校驗報告以供主管領導審核簽發。所有已完成和未完成校驗任務均可自動查詢［2］。

安全閥校驗結束后，管理程序還能夠將“安全閥校驗合格證”上的參數發送至氣動打標機，自動制作出美觀、規范的銘牌。

圖4　智能化改造后的實景圖

4 改造效果分析

筆者單位的安全閥校驗設施進行機械化、智能化升級后，降低了校驗人員勞動強度，提高了勞動生產率，也提高了校驗質量，適應了當前安全閥校驗數量和質量的需要，也使得筆者單位的安全閥校驗管理工作也上了一個臺階，但與此同時，校驗系統對操作人員、設備維護等方面的要求也有所提高，且由于校驗精度的提高，校驗中出現的不合格品比例也會有所增加。

參考文獻

［1］ TSG ZF001—2006 安全閥安全技術監察規程［S］.

［2］ 朱海清.安全閥校驗數字化測試技術與管理系統［J］.中國特種設備安全，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

中圖分類號：X924.2

文獻標識碼：B

文章編號：1673-257X（2016）05-0064-03

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

作者簡介：賀能（1963～），男，本科，院長，高級工程師，從事鍋爐、壓力容器等的檢驗檢測、無損檢測、事故調查等工作。

收稿日期：（2015-11-06）