安全閥在線檢測技術(shù)及應(yīng)用初探

(福建省鍋爐壓力容器檢驗研究院寧德分院 福建 寧德 352000)

安全閥存在與電力和石化裝置中，其具備多方面的特征，主要包括高溫高壓、口徑大和介質(zhì)復(fù)雜度大等，對于電力與石化裝置中的安全閥檢測來說，首先需要整個裝置停車，然后將安全閥拆除，再進行離線檢測，這種方法無法對以上要求進行有效滿足。所以，實現(xiàn)電力和石化裝置中安全閥的在線檢測是非常必要的。

一、安全閥在線檢測技術(shù)

(一)在線檢測的原理

當安全閥處于正常運行過程中的時候，閥芯受力是一組平衡力。

Fd=Fs+Po*S0

Fd、Fs、Po、S0所代表的分別是彈簧預(yù)緊力、閥芯、閥座密封壓緊力、介質(zhì)壓力以及閥芯和閥座密封面積。

在將一向上拉力施加到閥桿上的時候，閥芯和閥座密封壓緊力會逐漸縮小。當其等于零的時候，安全閥會處于開啟的狀態(tài)，這個時候彈簧預(yù)緊力表示為：

Fd=F+Po*So

且Fd=Ps*So

從而得到Ps=Po+F/So

Ps所表示的是安全閥起跳時的入口介質(zhì)壓力。從Ps=Po+F/So公式可以看出，要求得安全閥開啟壓力Ps，只需要知道外加力F、密封面積So和在線檢測時安全閥入口的即時介質(zhì)壓力Po。

(二)參數(shù)確定

1.開啟壓力。開啟壓力也就是整定壓力，主要指的是閥芯剛剛從閥座離開，部分介質(zhì)從安全閥入口處連續(xù)流出，這便是介質(zhì)壓力，其與排放壓力有著一定的差異。排放壓力所指的是，在安全閥開啟之后，閥芯升到規(guī)定高度時的安全閥入口處壓力。對于安全閥在線檢測來說，其成功與否的關(guān)鍵是通過何種方式抓住安全閥瞬間微起跳，并且非全開啟時的入口壓力。當下，市場上多種類型的安全閥在線檢測儀主要有兩種，分別是全啟式與微啟式。針對全啟式來說，其存在比較多的劣勢，一方面是測量比較容易出現(xiàn)誤差，另一方面是容易對運行設(shè)備產(chǎn)生壓力波動，從而被淘汰[1]。針對微啟式來說，其判別方式存在一定的差異，正是因為如此，將其分成兩種方法，分別是人為判別法和自動判別法。判別方式雖然存在差異，不過其測量的內(nèi)容是相同的，都是真正的開啟壓力。

2.密封面積。安全閥密封面積的測量有著一定的限制，要對其進行測量必須處于解體檢修狀態(tài)中，通徑換算只能夠當作參考，部分安全閥是沒有經(jīng)過測量的，無法對這部分安全閥進行在線檢測。當進行測量的時候需要注意一定的問題，那就是，相較于閥座，閥芯比較寬的時候，對閥座直徑進行相應(yīng)測量[2]。相較于閥座，閥芯比較窄的時候，對閥芯直徑進行相應(yīng)測量，從而為測量值是實際受壓面積提供重要保證。

3.入口壓力。通常情況下，在裝置開車階段或者是設(shè)備運行不穩(wěn)定的階段，對在線檢測進行相應(yīng)應(yīng)用，所以決定了入口壓力的動態(tài)性。要對其準確性進行有效保證，入口壓力必須是安全閥提拉前設(shè)備運行的瞬間壓力，同時盡可能在靠近安全閥的入口處對壓力表進行相應(yīng)安裝。

二、安全閥在線檢測技術(shù)的應(yīng)用

(一)現(xiàn)場應(yīng)用

在進行在線檢測之前，必須對在線檢測設(shè)備和儀表進行仔細檢查，保證檢測設(shè)備的完整性與儀表的靈敏度，同時兩者都需要在有效期中。將安全閥上端蓋打開，使閥桿頂部螺紋露出來，同時對卡頭進行相應(yīng)選擇，將安全閥具體檢測參數(shù)作為重要依據(jù)，選擇與之相適應(yīng)的力傳感器、連接裝置和機械夾具[3]。部分安全閥處于待測狀態(tài)，其閥瓣具備有效密封直徑，需要對其進行測量，當其有效密封直徑不能直接測量的時候，能夠?qū)Ω淖兿到y(tǒng)工作壓力等方法進行應(yīng)用，在保證計算機和傳感器等的連接沒有差錯之后，才能夠進行操作。

當處于在線檢測過程中的時候，不可對力傳感器進行過度應(yīng)用，同時不可發(fā)生撞擊和震動等，需要時刻觀察兩方面的內(nèi)容，其一是閥桿上升，其二是介質(zhì)排放的聲音，在保證閥開啟之后，在第一時間對換向控制器進行旋轉(zhuǎn)，使其處于回壓位置。

在完成在線檢測之后，相關(guān)檢測人員需要對數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所記錄的多項參數(shù)進行相應(yīng)處理和存儲，主要包括測試時間、測試曲線和調(diào)整高度等。在此基礎(chǔ)上退出計算機系統(tǒng)，將電源關(guān)閉，旋緊液壓控制單元進油開關(guān)，將檢測結(jié)果打印出來。

(二)在線檢測結(jié)果誤差與解決對策

1.被測安全閥有效密封直徑測量的誤差。該誤差出現(xiàn)的原因是：部分安全閥是常溫的，并且沒有背壓，對于這部分安全閥，能夠應(yīng)用兩種方法對有效密封直徑進行測量，分別是直接量取法和推算法。部分安全閥處于高溫條件下，并且有背壓，對其來說，在對直接量取法進行應(yīng)用的時候，會導(dǎo)致較大誤差的產(chǎn)生，需要對推算法進行相應(yīng)應(yīng)用，從而實現(xiàn)有效密封直徑的測量。

解決對策：當對直接測量法進行應(yīng)用的時候，需要對安全閥上閥瓣和下閥瓣的內(nèi)徑大小進行相應(yīng)比較，對內(nèi)徑大的閥瓣進行確定，完成其內(nèi)外直徑的測量，并且取兩者的平均值。在對推算法進行應(yīng)用的時候，需要保證系統(tǒng)具有穩(wěn)定工作壓力，同一檢測程序需要進行至少四次測量，對數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性進行相應(yīng)觀察，當其具備一定的規(guī)律之后，再獲取檢測結(jié)果，同時對檢測結(jié)果的偶然誤差進行相應(yīng)排除。

2.機械夾具的安裝沒有處于水平狀態(tài)，無法將垂直施力環(huán)境提供給附加外力。該誤差出現(xiàn)的原因是：當進行安全閥在線檢測的時候，在機械夾具橫梁上水平放置力傳感器，當機械夾具和安全閥沒有處于垂直狀態(tài)的時候，傳感器和安全閥閥桿之間有一定的夾角，導(dǎo)致機械夾具克服安全閥彈簧向上拉力的時候產(chǎn)生了分力，進一步導(dǎo)致檢測結(jié)果出現(xiàn)誤差。

解決對策：在對機械夾具進行安裝的時候，需要保證機械夾具中心連桿和安全閥閥桿最大程度的垂直。將傳感器放置在機械夾具的橫梁上的時候，需要使其同中心連桿螺母之間保持一定的距離，基本維持在2毫米到3毫米，使傳感器上面和下面都不受任何外力。

3.現(xiàn)場溫度過高，導(dǎo)致傳感器測量結(jié)果出現(xiàn)誤差。該誤差出現(xiàn)的原因是：現(xiàn)場環(huán)境溫度或者是介質(zhì)的溫度過高，傳感器長時間放置，將導(dǎo)致受力部件由于高溫的作用發(fā)生形變，進一步導(dǎo)致測量結(jié)果誤差的出現(xiàn)。

解決對策：首先，需要對其他部件進行相應(yīng)安裝，在完成準備工作之后，再在機械夾具橫梁上對傳感器進行安裝，并且在較短時間中對其進行測量。

三、結(jié)束語

在本文中，對安全閥在線檢測技術(shù)的檢測原理、參數(shù)確定以及實際應(yīng)用進行了相應(yīng)分析，從中發(fā)現(xiàn)，安全閥在線檢測技術(shù)有著比較鮮明的優(yōu)勢，主要包括操作簡單和穩(wěn)定性高，并且能夠在多種企業(yè)生產(chǎn)中對其進行廣泛應(yīng)用。當下檢測技術(shù)設(shè)備不斷更新，在此過程中，安全閥在線檢測技術(shù)必定會得到更為廣泛的應(yīng)用，為高溫高壓設(shè)備提供重要保障。