安全阀在线检测的基本理论与现场应用的可行性分析

何诚

摘要：承压类设备在石油、化工、电力等领域已经的得到了非常广泛地使用，在承压设备中安全阀是一个非常重要的安全部件，安全阀的作用主要是防止设备发生超压破坏，确保设备可以安全运行和生产。安全阀在线检测可以确保安全阀能够正常运行，所以对安全阀进行合理检测的意义重大。

关键词：安全阀;在线检测;可行性分析

安全阀的种类非常多，其中弹簧式直接荷载式安全阀最为常见，安全阀在生产系统、装置、压力源等设备上的应用比较广泛。安全阀在运行的过程中会受到很多因素的影响，导致压力和密封性能都会发生改变，导致安全阀会失去原来的作用，不能按照规定的压力去进行开启，造成压力泄漏，从而影响生产。为了避免这种现象的出现，需要对安全阀进行在线检测，以保证安全阀能够正常工作。安全阀在线检测可以延长装置的生产周期，满足企业长期生产的需求，减少了人工劳动力，检测出的结果比较接近实际情况，帮助企业解决了温度和介质对整定压力的影响。

1安全阀在线检测的基本理论

1.1阀瓣受力分析

在正常关闭状态下的安全阀，作用在阀瓣上的弹簧预紧力，除了用于抵抗介质内压力外，还用于抵抗阀瓣与阀座之间的密封力。对给定的安全阀弹簧预紧力保持不变，系统中的压力达到安全阀开启时，位于阀瓣与阀座之间的密封率等于0，当系统的压力下降到常压状态下，阀瓣上的弹簧预紧力会提供密封力。

在线检测系统主要是在关闭状态下对安全阀施加一个向上的拉力，当安全阀达到开启状态时，从而测定开启压力。在预紧力和介质压力保持不变的状态下，外加力越大阀瓣与阀座之间的密封力越小，当外加力达到一定程度时，阀瓣会出现开启状态。所以施加外力可以抵消密封件的密封力，这就是安全阀在在线检测的基本原理。

1.2密封面积

密封面积并非指阀瓣内径所包围的介质作用面积，因为密封件接触表面上不可能百分之百的绝对接触。在安全阀运行的过程中，会存在很多的微观沟道，导致介质会从内部向外进行微观的流动。

1.3外加力与判开准则

作用在滑板上的外加拉力，主要是由阀杆进行施压，这样可以保证进行在线检测时，完全不会接触到介质，不受介质压力温度的影响。一般采用施加外力的方法为油压千斤顶或者是机械螺纹千斤顶。在施加外力的过程中，应该严格监控安全阀的状态，及时测取安全阀开启瞬间的外加力，即为所谓的判开准则。

安全阀在线判开的方法主要有三种：分别为音频法，位移法和特征点法。

（1）音频法。用听觉去感知安全阀的开启状态，当听到介质连续出现排放的声音，即为判开准则。这种方法会受到人为主观因素的影响

（2）位移法。主要是采用阀瓣的微动来判断安全阀是否开启，目前所采用的检测仪多适于测量阀杆的微动来反映阀瓣的微动，在实际应用的过程中，并没有考虑到阀瓣与阀座之间是否出现卡死或者粘死的情况，造成在检测时发现阀杆已经出现微动，而阀瓣并没有进行移动，就错误地将其判断为开启。

（3）特征点法。是利用检测仪在进行检测时，安全阀开启和关闭时拉力出现大的幅度变化。即通过在测试过程中的曲线拐点来判断安全阀的开启，这种方法得到的整定压力值主要介于排放压力和开启压力之间。在这个过程中阀瓣开起的频率比较大。目前，大多数的在线检测仪采用特征点法判开准则。

2安全阀在线检测现场应用的可行性

2.1在役安全阀的不停车带压整定

对于开工周期一年或者每年一次进行检测的安全阀出现不按照预期整定起跳的情况，需要实行在线不停车带压检测或者整定，或者在加装截止阀的条件下，将安全阀拆下进行检验，但是很多单位并没有加装截止阀，此时若想要进行安全阀的检测，就必须进行停车处理才能对安全阀进行重新定压。

2.2起跳后不回座或回座后有泄露安全阀的应急处理

这是现场最常见的应急问题，这种情况下操作人员都会选择将安全阀拧紧直到安全阀不会出现泄漏，从理论上讲，安全阀回座是重新达到密封比开启前难度更大，主要的原因是因为：在安全阀关闭过程中介质作用面积比开启前大;在关闭过程中截断介质流动需要更大的负荷力，想要进行密封所需要的力更多。对于这个问题可以进行加轻量荷载来进行密封，防止出现泄露问题，但是会造成一些新的事故隐患出现。利用安全阀进行在线检测可以对已经拧紧的安全阀进行重新整定恢复正常。

2.3与爆破板串接的安全阀的检测

爆破板和安全阀进行串接使用，可以避免爆破板失效时造成介质流失的现象，在正常工作时爆破板可以起到保护安全阀不会受到腐蚀的作用，并且还可以防止介质在安全阀上出现沉淀结晶的现象。合理整定安全阀，是爆破法在瞬间爆破时能释放出多余介质。并且这种安全阀在常压下没有出现腐蚀性介质的聚合，现场检测整定比较容易，不需要进行拆卸的工序，节省了拆装所需要的时间和吊装设备。

2.4高温安全阀的现场整定

对高温阀或蒸汽阀进行冷设定，在检验台上将安全阀进行整定要比实际的定压值要高出一定的百分比。对于要高出定压值的百分比其主要的目的是补偿在高温条件下阀体会因为受热膨胀而出现弹簧变松的状况。不同厂家、系列、规格的安全阀都存在一定的差异性，所以不可能进行完整修正。然而利用在线检测技术，可以对受热的安全阀进行热平衡测定，可以充分反映出阀体受热膨胀、弹簧刚度变化，以及阀瓣瞬间变化等。

3结束语

安全阀在线检测给使用单位带来了非常大的便利，但是在实际应用的过程中会受到很多因素的影響，尤其是人为因素的影响较大，所以在线检测人员需要掌握一定的专业知识和检测经验的积累。由于安装安全阀的位置一般都会处于高空，对检测结果会受到影响。所以企业单位应该对这些问题进行解决，才能保证安全阀的正常运行。在安全阀制造的过程中，可以将阀杆设计成便于施加外力的结构，这样在进行安全阀在线检测的程序中，可以使用减少很多问题。

参考文献：

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