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在用安全閥校驗(yàn)設(shè)施的智能化改造

賀能喻穎舒?zhèn)シ?br/>（湖南省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院湘潭分院 湘潭 411100）

摘 要：對(duì)本院的舊安全閥校驗(yàn)設(shè)施進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造，加裝壓力傳感器、數(shù)據(jù)處理器、計(jì)算機(jī)、觸摸屏和氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)等硬件，并配套相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)、測(cè)試與管理軟件，校驗(yàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)接入互聯(lián)網(wǎng)，使安全閥校驗(yàn)實(shí)現(xiàn)測(cè)試的數(shù)字化、數(shù)據(jù)與信息交換的網(wǎng)絡(luò)化，并實(shí)現(xiàn)安全閥的裝卸、轉(zhuǎn)運(yùn)等過(guò)程的半機(jī)械化，降低校驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高校驗(yàn)精度和效率。

關(guān)鍵詞：安全閥 校驗(yàn)設(shè)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(shè)備上的一種重要的安全附件，其作用是當(dāng)設(shè)備中介質(zhì)壓力超過(guò)整定值時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟以排泄介質(zhì)、降低壓力，當(dāng)介質(zhì)壓力恢復(fù)正常后，再自動(dòng)關(guān)閉以阻止介質(zhì)繼續(xù)排出，它可以防止承壓設(shè)備超壓發(fā)生爆炸事故，因此，安全閥壓力整定準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到設(shè)備本體的安全性能。

相關(guān)法規(guī)規(guī)定新安全閥在安裝之前，必須校驗(yàn)合格方可投入使用，對(duì)于在用設(shè)備上的安全閥，每年也應(yīng)至少校驗(yàn)一次。

1 安全閥的校驗(yàn)方式

1）儀器在線校驗(yàn)法。即通過(guò)外力將作用在安全閥彈簧向下的作用力測(cè)出，以此計(jì)算出安全閥的開(kāi)啟壓力，這種方法一般不影響生產(chǎn)，也不用改變系統(tǒng)壓力，檢測(cè)速度較快，操作方便，但該方法不能檢測(cè)安全閥的密封性能。

2）校驗(yàn)臺(tái)離線校驗(yàn)法，即將安全閥安裝在校驗(yàn)臺(tái)上，然后利于校驗(yàn)介質(zhì)的壓力使安全閥開(kāi)啟，通過(guò)觀察壓力表來(lái)確認(rèn)開(kāi)啟壓力。該方法不能對(duì)背壓安全閥、高溫或低溫介質(zhì)的安全閥進(jìn)行校驗(yàn)。

目前大部分檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)都采用校驗(yàn)臺(tái)離線校驗(yàn)的方式，本文所述就是針對(duì)筆者單位一種老舊的離線安全閥校驗(yàn)設(shè)施進(jìn)行的改造。

2 在用的舊安全閥校驗(yàn)裝置的不足

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

圖1　智能化改造前的實(shí)景

2.1 人工裝卸、搬運(yùn)，勞動(dòng)強(qiáng)度大

安全閥送達(dá)后，從卸車(chē)、搬運(yùn)至待檢區(qū)、上下校驗(yàn)臺(tái)校驗(yàn)、校驗(yàn)后再搬運(yùn)至合格區(qū)，到最后的裝車(chē)，全程均為人工完成。有的安全閥達(dá)幾十公斤，來(lái)回搬運(yùn)，校驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度非常大，且很不安全。

2.2 整定壓力的測(cè)量方法落后，精度不高

國(guó)內(nèi)外大量的試驗(yàn)研究和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)資料表明，在沉樁過(guò)程中，土塞的形成、閉塞程度與樁端土性（應(yīng)力狀態(tài)和密實(shí)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(jìn)入樁端持力層深度等諸多因素有關(guān)，其中以土層性質(zhì)、樁徑、進(jìn)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(shí)砂層中，管壁阻力明顯增加；小直徑開(kāi)口鋼管樁（直徑小于600mm）土塞效應(yīng)強(qiáng)，可視作閉口樁；樁內(nèi)徑與壁厚之比越大的樁基，在打樁過(guò)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(zhǎng)減慢，直至土塞效應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定的最大發(fā)揮狀態(tài)。

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

這種校驗(yàn)方式要求校驗(yàn)人員具有高度的責(zé)任心、豐富的經(jīng)驗(yàn)，而且要求反應(yīng)快，手、耳、眼協(xié)同一致，因此，校驗(yàn)精度不夠高。

2.3 數(shù)據(jù)處理方法落后、不科學(xué)

由于仍采用指針式壓力表這種落后的測(cè)壓手段，因此，無(wú)法實(shí)時(shí)記錄、保存測(cè)試結(jié)果，校驗(yàn)記錄中的數(shù)據(jù)都是事后校驗(yàn)人員憑記憶填寫(xiě)。報(bào)告出具時(shí)，校驗(yàn)數(shù)據(jù)和相關(guān)參數(shù)需要校驗(yàn)人員手工錄入報(bào)告系統(tǒng)，而不是采用校驗(yàn)過(guò)程中實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)直接上傳的方式。這樣不僅無(wú)法對(duì)校驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行有效的監(jiān)督，而且也使得對(duì)校驗(yàn)結(jié)果的審核流于形式。

2.4 重復(fù)勞動(dòng)多，整體工作效率低下

每個(gè)校驗(yàn)任務(wù)的委托單、校驗(yàn)記錄等均需校驗(yàn)人員手工填寫(xiě)，校驗(yàn)報(bào)告的各項(xiàng)信息也要靠檢驗(yàn)人員手工輸入計(jì)算機(jī)報(bào)告系統(tǒng)，其中，單位、設(shè)備參數(shù)等信息均需多次填寫(xiě)，不僅重復(fù)勞動(dòng)多、效率低下，而且容易產(chǎn)生差錯(cuò)。另外，“安全閥校驗(yàn)合格”金屬銘牌的制作，目前筆者單位仍由校驗(yàn)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(guī)范、不美觀。

近年來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，安全閥的數(shù)量隨著承壓類設(shè)備增長(zhǎng)而逐年遞增，而筆者單位的安全閥校驗(yàn)裝置存在著自動(dòng)化程度低、校驗(yàn)精度不高、校驗(yàn)數(shù)據(jù)的可溯源性差、校驗(yàn)過(guò)程勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低等不足，難以滿足校驗(yàn)工作的需要，導(dǎo)致筆者單位安全閥校驗(yàn)工作無(wú)法步入規(guī)范、準(zhǔn)確、高效的軌道，急需升級(jí)改造。

3 老舊安全閥校驗(yàn)設(shè)施智能化改造的措施

3.1 實(shí)現(xiàn)安全閥裝卸、轉(zhuǎn)運(yùn)的半機(jī)械化

在安全閥校驗(yàn)室內(nèi)加裝一臺(tái)電動(dòng)單梁懸掛起重機(jī)，安全閥的裝卸、轉(zhuǎn)運(yùn)等過(guò)程用起重機(jī)來(lái)完成，減輕人員勞動(dòng)強(qiáng)度。另外，將安全閥校驗(yàn)室大門(mén)的高、寬尺寸擴(kuò)大，使貨車(chē)能直接開(kāi)進(jìn)校驗(yàn)室內(nèi)的起重機(jī)工作區(qū)間，便于卸、裝安全閥。

3.2 對(duì)老安全閥檢驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行智能化改造

采用無(wú)錫江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院開(kāi)發(fā)的“安全閥智能校驗(yàn)與管理系統(tǒng)”，以實(shí)現(xiàn)：

3.2.1 壓力測(cè)量的數(shù)字化、自動(dòng)化

傳感器替代指針式壓力表，數(shù)據(jù)處理器完成對(duì)壓力信號(hào)的采集、處理，操作人員面對(duì)的是觸摸屏（不需要鍵盤(pán)、鼠標(biāo)），計(jì)算機(jī)的操作界面見(jiàn)圖2。

圖2　計(jì)算機(jī)操作界面

操作人員在右面的待校驗(yàn)任務(wù)欄中觸摸選擇任務(wù)后，該項(xiàng)任務(wù)的報(bào)告編號(hào)、要求整定壓力、密封試驗(yàn)壓力將立即顯示在右上方，并自動(dòng)提示應(yīng)選用哪一個(gè)測(cè)壓通道。觸摸“調(diào)校”按鈕，“實(shí)時(shí)壓力”欄將顯示實(shí)測(cè)壓力的數(shù)據(jù)（保留三位小數(shù)），并能在安全閥開(kāi)啟時(shí)自動(dòng)測(cè)定并記錄整定壓力值。

3.2.2 校驗(yàn)臺(tái)與管理人計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息的網(wǎng)絡(luò)交換

管理人計(jì)算機(jī)安裝系統(tǒng)自帶的管理軟件，并與操作計(jì)算機(jī)一起接入局域網(wǎng)，操作人員觸摸“接收校驗(yàn)任務(wù)”按鈕，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)牍芾砣擞?jì)算機(jī)發(fā)出的校驗(yàn)任務(wù)，同時(shí)，觸摸“導(dǎo)出校驗(yàn)結(jié)果”按鈕，校驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給管理人計(jì)算機(jī)。這樣，校驗(yàn)操作時(shí)不需要用鍵盤(pán)、鼠標(biāo)，更不需要輸入任何的文字與數(shù)據(jù)，工作變得簡(jiǎn)捷、流暢。

3.2.3 安全閥校驗(yàn)的智能化管理

系統(tǒng)配備有可安裝在校驗(yàn)站其它計(jì)算機(jī)上的管理軟件，見(jiàn)圖3。

圖3　管理軟件界面

在軟件中錄入待校驗(yàn)安全閥的基本信息后，點(diǎn)擊“增加任務(wù)”按鈕，將生成新的校驗(yàn)任務(wù)、并把任務(wù)參數(shù)顯示在界面的右邊。點(diǎn)擊“派發(fā)校驗(yàn)任務(wù)”，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，所有任務(wù)將發(fā)送至校驗(yàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)，并自動(dòng)生成“校驗(yàn)委托單”，供打印并交用戶簽字確認(rèn)。校驗(yàn)任務(wù)完成后，觸摸操作界面（見(jiàn)圖2）的“導(dǎo)出校驗(yàn)結(jié)果”，測(cè)試數(shù)據(jù)將在線回傳給管理人計(jì)算機(jī)，再點(diǎn)擊“導(dǎo)入校驗(yàn)結(jié)果，管理程序?qū)⒃谟?jì)算機(jī)的D盤(pán)自動(dòng)生成標(biāo)準(zhǔn)格式校驗(yàn)記錄與校驗(yàn)報(bào)告，校驗(yàn)記錄與校驗(yàn)報(bào)告所需的所有信息、數(shù)據(jù)及結(jié)論都將自動(dòng)填寫(xiě)完整。同時(shí)，所有的信息與數(shù)據(jù)將自動(dòng)地在線導(dǎo)入管理系統(tǒng)，在管理系統(tǒng)中生成安全閥校驗(yàn)報(bào)告以供主管領(lǐng)導(dǎo)審核簽發(fā)。所有已完成和未完成校驗(yàn)任務(wù)均可自動(dòng)查詢［2］。

安全閥校驗(yàn)結(jié)束后，管理程序還能夠?qū)ⅰ鞍踩y校驗(yàn)合格證”上的參數(shù)發(fā)送至氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)，自動(dòng)制作出美觀、規(guī)范的銘牌。

圖4　智能化改造后的實(shí)景圖

4 改造效果分析

筆者單位的安全閥校驗(yàn)設(shè)施進(jìn)行機(jī)械化、智能化升級(jí)后，降低了校驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，也提高了校驗(yàn)質(zhì)量，適應(yīng)了當(dāng)前安全閥校驗(yàn)數(shù)量和質(zhì)量的需要，也使得筆者單位的安全閥校驗(yàn)管理工作也上了一個(gè)臺(tái)階，但與此同時(shí)，校驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)操作人員、設(shè)備維護(hù)等方面的要求也有所提高，且由于校驗(yàn)精度的提高，校驗(yàn)中出現(xiàn)的不合格品比例也會(huì)有所增加。

參考文獻(xiàn)

［1］ TSG ZF001—2006 安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程［S］.

［2］ 朱海清.安全閥校驗(yàn)數(shù)字化測(cè)試技術(shù)與管理系統(tǒng)［J］.中國(guó)特種設(shè)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(hào)：X924.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1673-257X（2016）05-0064-03

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

作者簡(jiǎn)介：賀能（1963～），男，本科，院長(zhǎng)，高級(jí)工程師，從事鍋爐、壓力容器等的檢驗(yàn)檢測(cè)、無(wú)損檢測(cè)、事故調(diào)查等工作。

收稿日期：（2015-11-06）