浅谈安全阀检测技术

浅谈安全阀检测技术

刘晓琳

（兴安盟特种设备检验所内蒙古乌兰浩特市137400）

摘要：安全阀在线检测主要是对安装于设备上的安全阀在受压或不受压状态下进行检测。该检测技术可满足企业长周期的工作需求，能够克服温度、介质和背压效应对整定压力的影响等优点。本文说明了安全阀在线检测技术的基本理论依据，阐述了检测仪检测法和计算机检测法在安全阀检测技术中的应用。

关键词：安全阀；检测；技术

一、安全阀检测技术的基本理论

安全阀的校验方法分为离线校验和在线校验。条件允许的情况下应该采用的方法有离线测量和在线测量两种，离线测量能够测量安全阀开启压力和密封性，在线测量能够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，但是这种方法会对安全阀造成不必要的伤害。依据目前的安全阀检测技术，大量的安全阀体会因为其入口被介质冷凝堵死，这样的失效式如果不能及时有效地发现，其后果将是严重的。安全阀在线检测技术是利用专用仪器、设备，实现对安全阀的检测，安全阀在投入运行前，即使会是经过检验台检定的安全阀也需进行全面检验。由于不按规定的整定值起跳或起跳后再复位时会经常有泄露发生，因此，为保证装置不停车连续生产，必须在校验台上进行离线测量，同时要进一步分析在线检测的情况，应利用一个安全阀判定准则来检验安全阀开启状态是否合格。密封件接触表面上的质点事实上存在着许多微观沟道，介质是通过延伸到阀外的阀杆施加的，这就保证了在线测量不受介质压力、温度的影响。施加外加力的的过程中应严格监视安全阀的状态，以便及时认定安全阀的开启状态。在外加力作用下阀杆微动时，强烈的高压气流能正确反映安全阀入口压力。测点距安全阀较远或者测点与安全阀之间局部阻力损失较大时，只需稍加轻量载荷即可消除泄漏，可以对已拧死的安全阀进行重新整定、恢复正常。

二、安全阀的检测技术

1.升压实跳

升压实跳是通过提高设备上安全阀的入口介质压力使安全阀开启，它必须在安全阀受压状态下进行。在现场实际应用中升压实跳法除了可进行整定压力的调校外，在满足一定条件下还可完成以下两项目的测试。

（1）具有足够压力和容量承压设备上安全阀回座压力的测试。这对于常规的离线校验台来说是无法实现的。

（2）对介质为气体的非封闭式安全阀，当其入口压力小于规定的密封试验压力时，也可进行密封性测试。该测试法是在安全阀的整定压力调整完毕后，将安全阀的入口压力升至规定的密封试验压力，再根据《安全阀安全技术监察规程》规定的“对于非封闭式安全阀，在一定时间内未听到气体泄漏声即可认为密封试验合格”要求判断其密封性能是否符合要求。

对安全阀在线检测来讲，升压实跳法特别适用于重锤杠杆式安全阀。这是由于重锤杠杆式安全阀无阀杆，无法采用检测仪进行检测，且动作与性能不太受温度影响。与重锤杠杆式安全阀不同，弹簧式安全阀的升压实跳就应注意其温度的影响。笔者在对电站锅炉上安全阀升压实跳的检测中，多次发现一些弹簧式安全阀前后两次升压实跳所测出的整定压力值差异较大，而且前后两次升压实跳的间隔时间越短，排放时间越长，整定压力值差异越大；间隔时间越长，排放时间越短，整定压力值差异越小。经分析出现这种情况的主要原因在于安全阀起跳排放高温介质后，使其弹簧温度瞬间升高，弹簧弹性模量下降，致刚度下降，弹簧力减小。在弹簧工作温度未恢复到原工作状态而立即进行下一次的升压实跳，便会出现原定的整定压力值变小。这对于一些性能较差的安全阀尤为明显。因此，对工作在高温介质下的弹簧式安全阀在升压实跳中应特别注意安全阀排放后温度的影响，以免造成所确定的整定压力有较大的偏差。

升压实跳法回座压力的测试中，应特别注意蒸汽锅炉上安全阀回座压力值的符合性要求，而不是盲目性的测试其数值。根据《锅炉安全技术监察规程》要求，锅炉上的安全阀回座压力一般为整定压力的93%～96%，最小不得低于整定压力的90%。

升压实跳对在用安全阀的检测是一种行之有效的方法，优点是直观，结果最接近实际情况[3]，且大部分设备上的安全阀都可实现回座压力的测试。但检测所需时间较长，升压成本高，多次起跳会对密封面造成一定的损伤，且频繁升降压对设备也会造成一定的损伤。故对于此法应注意控制其检测过程中的操作次数。

2.检测仪检测法

2.1初校。一个安全阀校验程序要经过几道工序，将安全阀进行初校的主要目的是对其使用性能作出初步评价，为了避免损伤密封面和配合面，拆卸下的零件要特别注意阀瓣与导向套间的配合面，该处极易因固体微粒侵入后造成擦伤，使该处配合不良，必要时要对各配合面进行适当的润滑，尤其是装配完成后要进行密封试验，如果发现回座压力过高则需要更换弹簧，同时对安全阀的出入口法兰加密封，以免发生一些有害介质的侵入。

2.2检测。检测仪检测法是利用力和设备内介质压力的总和来克服弹簧的预紧力，在没有介质压力作用下，克服弹簧的预紧力使阀门开启，达到对阀门整定压力的调校。安全阀在介质压力及向上附加提升力的共同作用下开启时的受力平衡关系，安全阀关闭件接触表面上的质点不可能百分之百的绝对接触，因而要测定工作状态下安全阀的有效密封面积主要是通过检测仪，采用压差法需改变介质压力，但在实际运用中无法改变系统介质压力而无法应用。变换后的压力会造成整个系统的误差增大，改变定压螺母法需开启压力改变的百分数80%，但这个参数一般难以获取，且在不同的环境下，弹簧刚度在安全阀拆卸检查或离线校验时预先进行有效密封面积的确定。离线确定的算法是分别测量阀瓣及阀座的内、外径的平均值作为有效密封直径，最后确定出有效密封面积，但这种近似等效的算法不是十分精确。同时由于需要拆装安全阀，故建议通过离线校验台调整出一整定压力值，在安全阀不受压的情况下，采用该法确定的有效密封面积对工作状态下安全阀整定压力的定值更为准确。但是，有效密封面积最好采用检测仪，但该种方法不能用于非弹簧式安全阀，对部分弹簧内置式而无阀杆的安全阀可进行密封性测试，测试的关键是采用阀瓣的微动，来判断是否存在阀瓣与阀座粘死、阀瓣卡死等问题，对无扳手的安全阀应附加提升力让其少量排放。这种方法介于排放压力与开启压力之间，较大的阀瓣开启量对安全阀的寿命会产生一定的影响。

三、计算机技术的应用

为了提高整个生产系统的可靠性，确保安全阀正常功能，需要考虑安全阀内部各构件在安全阀使用中的受力和变形情况，并在此分析的基础上将安全阀内部各构件作为弹性体加以研究，需要利用数字模拟与仿真技术和理论计算相结合，在测试方法上对安全阀进行模型简化和受力分析，利用有限元分析技术将连续问题离散化，离散化的过程需要根据仿真分析对象的结构确定，在对安全阀工作系统的状态进行分析的基础上建立的模型，并利用模型来分析安全阀性能参数与构件变形之间的关系，掌握安全阀各个关键部位的变形与载荷之间的关系，将以前具有单一功能的安全阀进行了功能扩展，使得安全阀工作的可靠性和安全性能将会大大提高。

结语

安全阀在线检测法给使用单位带来了一定的便利，但其应用的好坏不仅取决于对安全阀相关参数的准确掌握，还取决于操作人员在现场的经验及熟练程度。此外，在线检测法对于粘稠性较大或含有固体颗粒物夹杂工作介质也不建议采用，因为此类介质排放时对密封面损伤较大，甚至会粘在密封面上，造成回座后出现泄漏；对于易燃、易爆、有毒介质要慎重使用，应具备安全防护措施。

参考文献：

[1]周广仁.西北电力技术安全阀的降压调整方法，[S]2011（12）

[2]王友红，郭崇志.安全阀检测技术的发展现状及展望[C].2004.

[3]周震.安全阀[M].北京：中国标准出版社，2013：240-251.