專(zhuān)利名稱(chēng)：一種低冗余度高可靠性安全閥智能化校驗(yàn)裝置及其校驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低冗余度高可靠性安全閥的智能化校驗(yàn)裝置及其校驗(yàn)方法，屬于承壓特種設(shè)備檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是涉及開(kāi)啟壓力范圍在O. IMpa 42Mpa，介質(zhì)為空氣、水蒸氣、水和其他化學(xué)物質(zhì)的壓力容器、壓力管道和機(jī)械設(shè)備上的安全閥校驗(yàn)裝置及其校驗(yàn)方法。背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)石油、化工原料的需求量大幅度增加，石油化工產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展，生產(chǎn)裝置規(guī)模越來(lái)越大，加工深度不斷加深。石油化工產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著重要的作用，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱行業(yè)之一。安全閥，是一種智能化閥門(mén)，不借助任何外力而利用系統(tǒng)介質(zhì)本身的力來(lái)排出一額定數(shù)量的流體，以防止壓力超過(guò)額定的安全值。當(dāng)壓力恢復(fù)正常后，閥門(mén)再行關(guān)閉并阻止介質(zhì)繼續(xù)流出。安全閥，作為特種設(shè)備的安全附件，是確保石化企業(yè)壓力容器和壓力管道安全，防止重大事故的最后手段。石油化工裝置安全閥通常運(yùn)行在高溫、高壓設(shè)備上，介質(zhì)多為有毒、有害、易燃、易爆介質(zhì)，在操作壓力、溫度、介質(zhì)潔凈度以及環(huán)境介質(zhì)腐蝕等物理、化學(xué)因素作用下，安全閥性能特別是開(kāi)啟壓力和密封性能會(huì)發(fā)生改變，將導(dǎo)致安全閥不能按規(guī)定壓力開(kāi)啟或回座，造成生產(chǎn)安全隱患和環(huán)境污染。根據(jù)TSG ZF001-2006《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》B6. 3. I條的規(guī)定“安全閥定期校驗(yàn)，一般每年至少一次”。安全閥的定期校驗(yàn)包括開(kāi)啟壓力和密封壓力試驗(yàn)。安全閥開(kāi)啟壓力是指安全閥在運(yùn)行條件下開(kāi)始開(kāi)啟的預(yù)定壓力，在該壓力下，在規(guī)定的運(yùn)行條件下由介質(zhì)壓力產(chǎn)生的使閥門(mén)開(kāi)啟的力同使閥瓣保持在閥座上的力相互平衡，通常也稱(chēng)為開(kāi)啟壓力或整定壓力。安全閥分為全啟式和微啟式兩種，微啟式是指閥瓣的開(kāi)啟高度為閥座喉徑的l/4(Tl/20，全啟式是指閥瓣的開(kāi)啟高度為閥座喉徑的1/4，由此安全閥的動(dòng)作特性有很大區(qū)別，全啟式安全閥的動(dòng)作特性屬于兩段作用式，微啟式安全閥為圓弧式，只有合格的開(kāi) 啟動(dòng)作特性才能保證安全閥的排量，進(jìn)而防止被保護(hù)設(shè)備超壓破壞。密封壓力是指進(jìn)行密封試驗(yàn)時(shí)安全閥進(jìn)口的靜壓力，在該壓力下測(cè)量通過(guò)關(guān)閉件密封面的泄漏率。當(dāng)前的安全閥離線(xiàn)校驗(yàn)采用的方式主要是校驗(yàn)臺(tái)校驗(yàn)，目前大多數(shù)校驗(yàn)臺(tái)安裝的都是模擬儀表。這樣的校驗(yàn)方式存在的主要問(wèn)題是
1)模擬儀表的精度普遍較低，目前安全閥校驗(yàn)采用的模擬儀表精度為O.4級(jí)，無(wú)法做到高精度測(cè)量；
2)采用單一的模擬儀表無(wú)法進(jìn)行對(duì)比測(cè)量，當(dāng)儀表出現(xiàn)故障時(shí)，得不到正確的測(cè)量數(shù)
據(jù)；
3)采用模擬儀表需要操作人員讀數(shù)，要求操作人員在壓力值達(dá)到整定壓力附近時(shí)，根據(jù)安全閥開(kāi)啟時(shí)的聲音，讀取壓力值回檔前的最高壓力，而這一壓力值出現(xiàn)和保持的時(shí)間很短，操作人員很難捕捉和精準(zhǔn)讀取；
4)使用模擬儀表無(wú)法記錄安全閥校驗(yàn)過(guò)程中的整個(gè)壓力值變化曲線(xiàn)，校驗(yàn)過(guò)程中的相關(guān)數(shù)據(jù)、表格都需要操作人員手工填寫(xiě)。隨著石油化工產(chǎn)業(yè)的壯大，每年送檢安全閥數(shù)量也越來(lái)越多，被檢安全閥的檢驗(yàn)技術(shù)文檔均由人工填寫(xiě)，如何防止常規(guī)離線(xiàn)校驗(yàn)臺(tái)的模擬壓力表出現(xiàn)異常誤差，提高校驗(yàn)開(kāi)啟壓力精度，避免安全閥校驗(yàn)中人工讀數(shù)和判定合格開(kāi)啟壓力可能發(fā)生的差錯(cuò)，進(jìn)而提高安全閥的校驗(yàn)準(zhǔn)確率和效率是各管理機(jī)構(gòu)、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和使用單位所共同關(guān)心的問(wèn)題，安全閥智能化校驗(yàn)裝置及其校驗(yàn) 方法的研究意義重大。
發(fā)明內(nèi)容
I、發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于提供一種低冗余度高可靠性安全閥智能化校驗(yàn)裝置和校驗(yàn)方法，打破傳統(tǒng)校驗(yàn)裝置由人工讀數(shù)、判斷、記錄及檢測(cè)精度比較低的現(xiàn)狀，同時(shí)提出使用兩個(gè)相同規(guī)格的高精度壓力變送器，利用電腦做出各自的壓力變化曲線(xiàn)，進(jìn)行相互比對(duì)，進(jìn)一步提高其測(cè)量的可靠性，實(shí)現(xiàn)了安全閥離線(xiàn)檢測(cè)的低冗余度、高可靠性以及智能化，能提高安全閥的校驗(yàn)準(zhǔn)確率和效率，保障安全閥的安全運(yùn)行，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。2、本發(fā)明的目的是通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的
一種低冗余度高可靠性安全閥智能化校驗(yàn)裝置，包括安全閥(I)、校驗(yàn)平臺(tái)(2)、進(jìn)口側(cè)法蘭(3)、高壓管(4)、視頻監(jiān)控設(shè)備(5)、安全防護(hù)墻(6)、氣源(12)、氣瓶(13)、壓縮機(jī)
(14)、蓄能器(15)、出口側(cè)法蘭(16)、出口管(17)、水槽(18)、純凈水(19)和控制臺(tái)(20)上的升壓閥(21)和泄壓閥(22)，其特征在與該裝置還包括兩個(gè)相同規(guī)格的壓力變送器(7)、輸出信號(hào)線(xiàn)(8)、數(shù)據(jù)采集板(9)、串口數(shù)據(jù)線(xiàn)(10)、平板電腦及軟件(11)、其中安全閥(I)豎立在校驗(yàn)平臺(tái)(2)上，安全閥(I)底部的進(jìn)口法蘭朝下，進(jìn)口側(cè)法蘭(3)與安全閥(I)底部的進(jìn)口法蘭相連接，出口側(cè)法蘭(16)與安全閥(I)的出口法蘭相連接，出口管(17)的一端與出口側(cè)法蘭(16 )相連接，另一端連接到水槽(18 )的純凈水(19 )中，第一高壓管(4 )的一端與進(jìn)口側(cè)法蘭(3)連接，中部開(kāi)2孔與兩個(gè)相同規(guī)格的壓力變送器(7)連接，另一端穿過(guò)安全防護(hù)墻(6)與控制臺(tái)(20)相連接，輸出信號(hào)線(xiàn)(8)—端與壓力變送器(7)連接，另一端與數(shù)據(jù)采集板(9)連接，數(shù)據(jù)采集板(9)通過(guò)串口數(shù)據(jù)線(xiàn)(10)連接平板電腦及軟件(11)，在控制臺(tái)(20)的下部分別安裝升壓閥(21)和泄壓閥(22)，蓄能器(15)的一側(cè)通過(guò)第二高壓管(4)與控制臺(tái)(20)連接，另一側(cè)通過(guò)第三高壓管(4)與壓縮機(jī)(14)相連接，壓縮機(jī)(14)一側(cè)通過(guò)第四高壓管(4)與氣瓶(13)連接，氣瓶(13)內(nèi)裝有檢驗(yàn)用氣源(12)，在水槽(18)上方安裝-視頻監(jiān)控設(shè)備(5)。上述的低冗余度高可靠性安全閥智能化校驗(yàn)裝置中的進(jìn)口側(cè)法蘭3與校驗(yàn)平臺(tái)2采用液壓夾緊裝置夾緊連接，液壓夾緊裝置夾緊力可調(diào)節(jié)，中間加高壓墊片，確保密封；高壓管4與進(jìn)口側(cè)法蘭3、出口側(cè)法蘭16、壓力變送器7、蓄能器15、壓縮機(jī)14和氣瓶13均采用螺紋連接；視頻監(jiān)控設(shè)備5，安裝在安全閥I的出口側(cè)密封試驗(yàn)水槽18的上方，能夠清楚觀察密封性試驗(yàn)時(shí)水槽18中的氣泡數(shù)；校驗(yàn)用氣源12由氣瓶13提供，經(jīng)壓縮機(jī)14壓縮后儲(chǔ)存于蓄能器15中，系統(tǒng)所需壓力高低由控制臺(tái)20上的升壓閥21和泄壓閥22來(lái)控制；安全防護(hù)墻6是用鋼筋混凝土制成,墻高2100mm,厚300_。上述的低冗余度高可靠性安全閥智能化校驗(yàn)裝置，其特征在與所述平板電腦及軟件(11)中包含壓力采集系統(tǒng)軟件模塊和開(kāi)啟值分析控制程序軟件模塊。使用上述低冗余度高可靠性安全閥智能化校驗(yàn)裝置進(jìn)行校驗(yàn)的方法，其校驗(yàn)步驟如下a、將待校驗(yàn)的安全閥(I)的進(jìn)出口在連接之前用清洗劑進(jìn)行清洗、去污；
b、宏觀檢查安全閥(I)，檢查其零部件是否完好，有無(wú)裂紋、銹蝕和機(jī)械損傷；
C、通過(guò)安全防護(hù)墻(6)，制定完善的安全制度，將校驗(yàn)設(shè)備區(qū)域與人工操作區(qū)域隔離開(kāi)，操作人員在安全防護(hù)墻(6)外操作，通過(guò)視頻監(jiān)控設(shè)備(5)的觀察屏來(lái)觀察；
d、由氣瓶(13)提供的氣源(12)經(jīng)第四高壓管(4)到壓縮機(jī)(14)壓縮后，通過(guò)第三高壓管(4)向蓄能器(15)內(nèi)充裝氣源(12)蓄壓； e、確認(rèn)安全防護(hù)墻(6)后無(wú)人后，準(zhǔn)備開(kāi)始試驗(yàn)操作；
f、打開(kāi)控制臺(tái)(20)上的升壓閥(21)，使蓄能器(15)的氣源(12)通過(guò)第一高壓管(4)進(jìn)入安全閥(I);
g、緩慢升高安全閥(I)的進(jìn)口壓力，升高到開(kāi)啟壓力的90%以后，升壓速度應(yīng)當(dāng)不高于每秒1%的開(kāi)啟壓力；
h、觀察平板電腦及軟件(11)中的安全閥(I)進(jìn)口壓力曲線(xiàn)變化，根據(jù)開(kāi)啟準(zhǔn)則，當(dāng)測(cè)到壓力曲線(xiàn)曲率變化到設(shè)定值，且壓力值負(fù)增長(zhǎng)，自動(dòng)記錄負(fù)增值前點(diǎn)壓力為此刻壓力，并報(bào)操作人員確認(rèn)，操作人員聽(tīng)到開(kāi)啟聲音正常，確認(rèn)此刻壓力為安全閥(I)的開(kāi)啟壓力；
j、校驗(yàn)完畢后，通過(guò)控制臺(tái)(20)上的泄壓閥(22)將安全閥(I)的壓力平穩(wěn)泄壓至零位后，拆卸連接的進(jìn)口側(cè)法蘭(3 )和出口側(cè)法蘭(16 )。k、對(duì)校驗(yàn)好的安全閥(I)掛合格牌、鉛封、出具校驗(yàn)記錄和校驗(yàn)報(bào)告。上述步驟h中的壓力曲線(xiàn)是通過(guò)下述方法對(duì)兩只相同規(guī)格的壓力變送器(7)的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差識(shí)別和歸一化處理，并判斷被校驗(yàn)安全閥的開(kāi)啟壓力，其方法步驟如下
1)兩只相同規(guī)格的壓力變送器(7)將電流信號(hào)分別傳輸給數(shù)據(jù)采集板(9)，平板電腦及軟件(11)接收數(shù)據(jù)采集板(9)兩只壓力變送器(7)模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果，自動(dòng)逐點(diǎn)比較兩條壓力變化曲線(xiàn)上每個(gè)采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的兩個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，如果各采樣時(shí)刻獲得的兩個(gè)壓力數(shù)據(jù)相對(duì)誤差小于等于O. 4%的組數(shù)超占總組數(shù)85%以上，則認(rèn)為安全閥智能校驗(yàn)裝置整個(gè)系統(tǒng)正常、可靠，此次試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)真實(shí)、有效，去掉可能因瞬時(shí)電磁干擾而造成的兩個(gè)壓力數(shù)據(jù)相對(duì)誤差大于O. 4%的組數(shù)后，再把每個(gè)采樣時(shí)刻的壓力值取為該時(shí)刻兩個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)的平均值，形成新的曲線(xiàn)即為本次壓力試驗(yàn)和校驗(yàn)曲線(xiàn)；
2)如果各采樣時(shí)刻獲得的兩個(gè)壓力數(shù)據(jù)相對(duì)誤差小于等于O.4%的組數(shù)小于總組數(shù)40%，則需要檢查安全閥智能校驗(yàn)裝置整個(gè)系統(tǒng)是否正常，尤其需要檢查加壓管路是否有漏氣，兩只壓力變送器與管路的連接密閉是否可靠，檢查完畢再進(jìn)行測(cè)量；
3)校驗(yàn)前在平板電腦及軟件(11)中設(shè)定安全閥(I)類(lèi)型及開(kāi)啟準(zhǔn)則，安全閥開(kāi)啟準(zhǔn)則如下當(dāng)校驗(yàn)的安全閥(I)類(lèi)型為全啟式時(shí)，當(dāng)壓力曲線(xiàn)曲率值小于-1，且壓力值負(fù)增長(zhǎng)，自動(dòng)記錄負(fù)增值前點(diǎn)壓力為此刻壓力，并報(bào)操作人員確認(rèn)，操作人員聽(tīng)到開(kāi)啟聲音正常，確認(rèn)此刻壓力為合格開(kāi)啟壓力，當(dāng)校驗(yàn)的安全閥(I)類(lèi)型為微啟式時(shí)，壓力曲線(xiàn)曲率值轉(zhuǎn)向?yàn)樨?fù)值，且壓力值負(fù)增長(zhǎng)，自動(dòng)記錄負(fù)增值前點(diǎn)壓力為此刻壓力，并報(bào)操作人員確認(rèn)，操作人員聽(tīng)到開(kāi)啟聲音正常，確認(rèn)此刻壓力為合格開(kāi)啟壓力。上述低冗余度高可靠性安全閥智能化校驗(yàn)裝置進(jìn)行校驗(yàn)的原理如下
壓力曲線(xiàn)由兩只連接于高壓管4中相同規(guī)格壓力變送器7將電流信號(hào)分別傳輸給數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集板9，平板電腦及軟件11接收數(shù)據(jù)采集板9兩只壓力變送器7的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果并進(jìn)行誤差識(shí)別和歸一化處理后轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)的壓力值構(gòu)成，升壓前在平板電腦及軟件11中選擇安全閥I類(lèi)型，當(dāng)校驗(yàn)的安全閥I類(lèi)型為全啟式時(shí)，曲率偏轉(zhuǎn)到設(shè)定值，且壓力值負(fù)增長(zhǎng)，自動(dòng)記錄負(fù)增值前點(diǎn)壓力為此刻壓力，并報(bào)操作人員確認(rèn)，操作人員聽(tīng)到開(kāi)啟聲音正常，確認(rèn)此刻壓力為合格開(kāi)啟壓力，當(dāng)校驗(yàn)的安全閥(I)類(lèi)型為微啟式時(shí)，曲率偏轉(zhuǎn)到設(shè)定值，且壓力值負(fù)增長(zhǎng)，自動(dòng)記錄負(fù)增值前點(diǎn)壓力為此刻壓力，并報(bào)操作人員確認(rèn)，操作人員聽(tīng)到開(kāi)啟聲音正常，確認(rèn)此刻壓力為合格開(kāi)啟壓力。3、有益效果
a.本發(fā)明的低冗余度高可靠性安全閥智能化校驗(yàn)裝置采用了電氣自動(dòng)化技術(shù)，用高精度壓力變送器(精度級(jí)O. 075%)替代傳統(tǒng)高精度模擬壓力表(精度級(jí)O. 4%)，使得整個(gè)裝置精度級(jí)達(dá)到O. 175%。b.其校驗(yàn)方法建立在數(shù)學(xué)模擬的基礎(chǔ)上，核心是在安全閥進(jìn)口處的校驗(yàn)管道直管段中連接2個(gè)相同規(guī)格的壓力變送器，保證壓力降為最小，對(duì)2個(gè)相同規(guī)格的壓力變送器的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行誤差識(shí)別和歸一化處理后轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)的壓力值，進(jìn)而繪制成壓力曲線(xiàn)，保證采集的壓力值準(zhǔn)確可信，具有精確的自檢能力。c.軟件中插入了根據(jù)低冗余度高可靠性安全閥的不同 動(dòng)作特性制定的開(kāi)啟評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，檢測(cè)結(jié)果可靠，打破了傳統(tǒng)校驗(yàn)方法，提高安全閥的校驗(yàn)準(zhǔn)確率和效率。四

圖I:低冗余度高可靠性安全閥智能化校驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意 附圖標(biāo)記1-安全閥、2-校驗(yàn)平臺(tái)、3-進(jìn)口側(cè)法蘭、4-高壓管、5-視頻監(jiān)控設(shè)備、6-安全防護(hù)墻、7-壓力變送器、8-輸出信號(hào)線(xiàn)、9-數(shù)據(jù)采集板、10串口數(shù)據(jù)線(xiàn)、11-平板電腦及軟件、12-氣源、13-氣瓶、14-壓縮機(jī)、15-蓄能器、16-出口側(cè)法蘭、17-出口管、18-水槽、19-純凈水、20-控制臺(tái)、21-升壓閥、22-泄壓閥。圖2 :壓力采集系統(tǒng)硬件構(gòu)成圖3 :壓力采集系統(tǒng)軟件模塊。圖4 :開(kāi)啟值分析控制程序軟件模塊。五具體實(shí)施例方式 實(shí)施例1，低冗余度高可靠性安全閥智能化校驗(yàn)裝置構(gòu)成和連接如下
圖I為本發(fā)明的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，根據(jù)圖I所示，安全閥I豎立與校驗(yàn)平臺(tái)2上，進(jìn)口法蘭朝下，進(jìn)口側(cè)法蘭3與安全閥I底部的進(jìn)口法蘭采用液壓夾緊連接，中間加高壓墊片，第一高壓管4的一端與進(jìn)口側(cè)法蘭3螺紋連接，在第一高壓管4上開(kāi)兩個(gè)1/2NPT的氣路接口，接2個(gè)規(guī)格為羅斯蒙特2051T的壓力變送器7，另一端穿過(guò)安全防護(hù)墻6的圓孔與控制臺(tái)20螺紋連接，控制臺(tái)20上裝有升壓閥21和泄壓閥22，輸出信號(hào)線(xiàn)8 一端與壓力變送器7連接，另一端與數(shù)據(jù)采集板9連接，數(shù)據(jù)采集板9通過(guò)串口數(shù)據(jù)線(xiàn)10連接平板電腦及軟件11，平板電腦及軟件11安裝與萬(wàn)利達(dá)T3平板電腦中，蓄能器15的一側(cè)通過(guò)第二高壓管4與控制臺(tái)20連接，另一側(cè)通過(guò)第三高壓管4與壓縮機(jī)14相連接，壓縮機(jī)14 一側(cè)通過(guò)第四高壓管4與氣瓶13連接，另一側(cè)通過(guò)高壓管4與蓄能器15相連接，在安全閥I的出口側(cè)法蘭16連接安裝出口管17，將出口管17放置于水槽18，并保證純凈水19完全淹沒(méi)出口管17，高壓管4與氣瓶13、壓縮機(jī)14、蓄能器15和控制臺(tái)20都是螺紋連接，出口側(cè)法蘭16與出口管17采用螺紋連接，氣瓶13內(nèi)裝有檢驗(yàn)用氣源12，在安全閥I出口法蘭上方為視頻監(jiān)控設(shè)備5。其它具體規(guī)格型號(hào)有I、安全閥I為開(kāi)啟壓力范圍在O. IMpa 42Mpa，介質(zhì)為空氣、水蒸氣、水和其他化學(xué)物質(zhì)的壓力容器、壓力管道和機(jī)械設(shè)備上的低冗余度高可靠性安全閥。2、校驗(yàn)平臺(tái)2材料為不銹鋼304、長(zhǎng)寬高為1500X800X800mm。3、高壓管4和出口管17為316ss，外徑為15_，壁厚為1.8mm。4、視頻監(jiān)控5安裝在水槽18上方2m處，型號(hào)為CA-KS30NE。5、氣源12為99. 9%純度的氮?dú)猓瑲馄?3為容積40L，公稱(chēng)壓力15Mpa的普通氮?dú)馄俊?
6、壓縮機(jī)14型號(hào)為普瑞格斯PGN42-0. 35。7、蓄能器15容積500L，材料為16MnR，最高工作壓力50MPa。8、控制臺(tái)20型號(hào)為上海科鋒SAT-Q。9、升壓閥21和泄壓閥22為SUPERTEK型號(hào)30-11HF9。10、水槽18為長(zhǎng)400mm,寬300mm,高300mm,板厚為2mm的不銹鋼水槽。11、液壓夾緊裝置，型號(hào)為KHXT-20，夾緊力300-150000N，行程30_100mm。12、高壓墊片為聚四氟乙烯墊片，根據(jù)壓力不同選擇不同厚度。13、輸出信號(hào)線(xiàn)8為KVVP2屏蔽電纜。14、數(shù)據(jù)采集板9、串口數(shù)據(jù)線(xiàn)10由如圖2所示構(gòu)成。15、平板電腦及軟件11由圖3壓力采集系統(tǒng)軟件模塊、圖4開(kāi)啟值分析控制程序軟件模塊構(gòu)成。如圖2所示，壓力變送器7輸出的4_20mA電流信號(hào)經(jīng)過(guò)由100R的高精度電阻組成的采樣電阻網(wǎng)絡(luò)，接入型號(hào)為⑶4051的模擬開(kāi)關(guān)的X0、Xl端，模擬開(kāi)關(guān)通過(guò)X端輸出到AD的AINl端，并通過(guò)MUX2A、MUX2B、MUX2C端口與單片機(jī)進(jìn)行交互，AD型號(hào)為AD7705，單片機(jī)型號(hào)為MSP430，AD與單片機(jī)通過(guò)端口 ADDOUT和ADDIN進(jìn)行交互，單片機(jī)將AD轉(zhuǎn)換的結(jié)果通過(guò)TXD和RXD連接串口 232通信與觸控輸入和顯示交互，觸控輸入和顯示處于萬(wàn)利達(dá)T3平板電腦中。壓力采集系統(tǒng)軟件模塊如圖3所示，啟動(dòng)步驟a開(kāi)始采集壓力數(shù)據(jù)，接著進(jìn)行步驟b，如誤差不符合O. 15%的要求，則進(jìn)行步驟c報(bào)錯(cuò)結(jié)束，如誤差符合要求則進(jìn)行步驟d，然后進(jìn)行步驟e，如達(dá)到開(kāi)啟壓力的50%，進(jìn)行步驟f，沒(méi)達(dá)到繼續(xù)步驟e判斷，當(dāng)壓力達(dá)到步驟g要求開(kāi)啟壓力的90%，進(jìn)行步驟h，否則繼續(xù)步驟g，最后由操作人員進(jìn)行步驟i結(jié)束采集。開(kāi)啟值分析控制程序軟件模塊如圖4所示，首先進(jìn)行步驟a選擇低冗余度高可靠性安全閥，接著進(jìn)行步驟b采集壓力數(shù)據(jù)，根據(jù)步驟b數(shù)據(jù)進(jìn)行步驟c計(jì)算，接著進(jìn)行步驟d根據(jù)低冗余度高可靠性安全閥的開(kāi)啟準(zhǔn)則判斷合格的開(kāi)啟壓力段，接著進(jìn)行步驟e，在合格的開(kāi)啟壓力段中查詢(xún)壓力負(fù)增值，得到首個(gè)負(fù)增值點(diǎn)，以步驟f得到開(kāi)啟壓力值，進(jìn)行步驟g提示用戶(hù)保存數(shù)據(jù)。開(kāi)啟數(shù)據(jù)發(fā)至出具報(bào)告系統(tǒng)，出具報(bào)告系統(tǒng)不在本次發(fā)明內(nèi)容。實(shí)施例2，使用低冗余度高可靠性安全閥智能化校驗(yàn)裝置進(jìn)行安全閥的校驗(yàn)方法步驟如下
a、將待校驗(yàn)的安全閥I的進(jìn)出口在連接之前用丙酮進(jìn)行清洗、去污，安全閥I的型號(hào)為A41Y-320，要求整定的開(kāi)啟壓力為23Mpa ；
b、宏觀檢查安全閥1，檢查其零部件是否完好，有無(wú)裂紋、銹蝕和機(jī)械損傷；
C、通過(guò)安全防護(hù)墻6，制定完善的安全制度，將校驗(yàn)設(shè)備區(qū)域與人工操作區(qū)域隔離開(kāi)，操作人員在安全防護(hù)墻6外操作，通過(guò)視頻監(jiān)控設(shè)備5的觀察屏來(lái)觀察；
d、由氣瓶13提供的氣源12為氮?dú)猓瑲馄繅毫閘OMpa，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮至42Mpa后，通過(guò)高壓管4向蓄能器15內(nèi)重裝氣源蓄壓，蓄壓壓力達(dá)42Mpa;
e、確認(rèn)安全防護(hù)墻6后無(wú)人后，準(zhǔn)備開(kāi)始試驗(yàn)操作；
f、在平板電腦及軟件11中選擇安全閥I的類(lèi)型為微啟式，打開(kāi)控制臺(tái)20上的升壓閥21，使蓄能器15的氣源12通過(guò)第一高壓管4進(jìn)入安全閥I ;
g、緩慢升高安全閥I的進(jìn)口壓力，升高到20.7Mpa以后，升壓速度應(yīng)當(dāng)不高于每秒
O.23Mpa0h、觀察平板電腦及軟件(11)中的安全閥(I)進(jìn)口壓力曲線(xiàn)變化，當(dāng)安全閥I開(kāi)啟后，平板電腦及軟件11報(bào)開(kāi)啟壓力值給操作人員確認(rèn)，操作人員聽(tīng)到開(kāi)啟聲音正常，確認(rèn)此刻壓力為安全閥(I)的開(kāi)啟壓力，重復(fù)操作3次，完成開(kāi)啟壓力整定。i、在安全閥I的出口側(cè)法蘭16連接安裝出口管17，將出口管17放置于水槽18，并保證純凈水19完全淹沒(méi)出口管17，以20. 7Mpa進(jìn)行密封試驗(yàn)，通過(guò)視頻監(jiān)控設(shè)備5的觀察屏來(lái)觀察氣泡的泄漏率，觀察I分鐘，記錄氣泡泄漏率，對(duì)照GB12243-2005《彈簧直接載荷式安全閥》判斷安全閥I的密封性能；
j、校驗(yàn)完畢后，通過(guò)控制臺(tái)20上的泄壓閥22將安全閥I的壓力平穩(wěn)泄壓至零位后，拆卸連接的進(jìn)口側(cè)法蘭3和出口側(cè)法蘭16 ；
k、對(duì)校驗(yàn)好的安全閥(I)掛合格牌、鉛封、出具校驗(yàn)記錄和校驗(yàn)報(bào)告。上述步驟h中的壓力曲線(xiàn)是通過(guò)下述方法對(duì)兩只相同規(guī)格的壓力變送器(7)的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差識(shí)別和歸一化處理，并判斷被校驗(yàn)安全閥的開(kāi)啟壓力，其方法步驟如下
1)兩只相同規(guī)格的壓力變送器(7)將電流信號(hào)分別傳輸給數(shù)據(jù)采集板(9)，平板電腦及軟件(11)接收數(shù)據(jù)采集板(9)兩只壓力變送器(7)模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果，自動(dòng)逐點(diǎn)比較兩條壓力變化曲線(xiàn)上每個(gè)采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的兩個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，如果各采樣時(shí)刻獲得的兩個(gè)壓力數(shù)據(jù)相對(duì)誤差小于等于O. 4%的組數(shù)超占總組數(shù)85%以上，則認(rèn)為安全閥智能校驗(yàn)裝置整個(gè)系統(tǒng)正常、可靠，此次試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)真實(shí)、有效，去掉可能因瞬時(shí)電磁干擾而造成的兩個(gè)壓力數(shù)據(jù)相對(duì)誤差大于O. 4%的組數(shù)后，再把每個(gè)采樣時(shí)刻的壓力值取為該時(shí)刻兩個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)的平均值，形成新的曲線(xiàn)即為本次壓力試驗(yàn)和校驗(yàn)曲線(xiàn)；
2)如果各采樣時(shí)刻獲得的兩個(gè)壓力數(shù)據(jù)相對(duì)誤差小于等于O.4%的組數(shù)小于總組數(shù)40%，則需要檢查安全閥智能校驗(yàn)裝置整個(gè)系統(tǒng)是否正常，尤其需要檢查加壓管路是否有漏氣，兩只壓力變送器與管路的連接密閉是否可靠，檢查完畢再進(jìn)行測(cè)量；
3)校驗(yàn)前在平板電腦及軟件(11)中設(shè)定安全閥(I)類(lèi)型及開(kāi)啟準(zhǔn)則，安全閥開(kāi)啟準(zhǔn)則如下當(dāng)校驗(yàn)的安全閥(I)類(lèi)型為全啟式時(shí)，當(dāng)壓力曲線(xiàn)曲率值小于-1，且壓力值負(fù)增長(zhǎng)，自動(dòng)記錄負(fù)增值前點(diǎn)壓力為此刻壓力，并報(bào)操作人員確認(rèn)，操作人員聽(tīng)到開(kāi)啟聲音正常，確認(rèn)此刻壓力為合格開(kāi)啟壓力，當(dāng)校驗(yàn)的安全閥(I)類(lèi)型為微啟式時(shí)，壓力曲線(xiàn)曲率值轉(zhuǎn)向?yàn)樨?fù)值，且壓力值負(fù)增長(zhǎng)，自動(dòng)記錄負(fù)增值前點(diǎn)壓力為此刻壓力，并報(bào)操作人員確認(rèn)，操作人員聽(tīng)到開(kāi)啟聲音正常，確認(rèn)此刻壓力為合格開(kāi)啟壓力。
權(quán)利要求
1.一種低冗余度高可靠性安全閥智能化校驗(yàn)裝置，包括安全閥(I)、校驗(yàn)平臺(tái)(2)、進(jìn)ロ側(cè)法蘭(3)、高壓管(4)、視頻監(jiān)控設(shè)備(5)、安全防護(hù)墻(6)、氣源(12)、氣瓶(13)、壓縮機(jī)(14)、蓄能器(15)、出口側(cè)法蘭(16)、出口管(17)、水槽(18)、純凈水(19)和控制臺(tái)(20)上的升壓閥(21)和泄壓閥(22)，其特征在與該裝置還包括兩個(gè)相同規(guī)格的壓カ變送器(7)、輸出信號(hào)線(xiàn)(8)、數(shù)據(jù)采集板(9)、串口數(shù)據(jù)線(xiàn)(10)、平板電腦及軟件(11)、其中安全閥(I)豎立在校驗(yàn)平臺(tái)(2)上，安全閥(I)底部的進(jìn)ロ法蘭朝下，進(jìn)ロ側(cè)法蘭(3)與安全閥(I)底部的進(jìn)ロ法蘭相連接，出口側(cè)法蘭(16)與安全閥(I)的出口法蘭相連接，出口管(17)的一端與出口側(cè)法蘭(16)相連接，另一端連接到水槽(18)的純凈水(19)中，第一高壓管(4)的一端與進(jìn)ロ側(cè)法蘭(3)連接，中部開(kāi)2孔與兩個(gè)相同規(guī)格的壓カ變送器(7)連接，另一端穿過(guò)安全防護(hù)墻(6)與控制臺(tái)(20)相連接，輸出信號(hào)線(xiàn)(8)—端與壓カ變送器(7)連接，另一端與數(shù)據(jù)采集板(9)連接，數(shù)據(jù)采集板(9)通過(guò)串口數(shù)據(jù)線(xiàn)(10)連接平板電腦及軟件(II)，在控制臺(tái)(20)的下部分別安裝升壓閥(21)和泄壓閥(22)，蓄能器(15)的一側(cè)通過(guò)第ニ高壓管(4)與控制臺(tái)(20)連接，另ー側(cè)通過(guò)第三高壓管(4)與壓縮機(jī)(14)相連接，壓縮機(jī)(14) 一側(cè)通過(guò)第四高壓管(4)與氣瓶(13)連接，氣瓶(13)內(nèi)裝有檢驗(yàn)用氣源(12)，在水槽(18 )上方安裝-視頻監(jiān)控設(shè)備(5 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低冗余度高可靠性安全閥智能化校驗(yàn)裝置，其特征在與所述平板電腦及軟件(11)中包含壓カ采集系統(tǒng)軟件模塊和開(kāi)啟值分析控制程序軟件模塊。
3.ー種使用權(quán)カ要求I所述低冗余度高可靠性安全閥智能化校驗(yàn)裝置進(jìn)行校驗(yàn)的方法，其校驗(yàn)步驟如下 a、將待校驗(yàn)的安全閥(I)的進(jìn)出口在連接之前用清洗劑進(jìn)行清洗、去污； b、宏觀檢查安全閥(I)，檢查其零部件是否完好，有無(wú)裂紋、銹蝕和機(jī)械損傷； C、通過(guò)安全防護(hù)墻(6)，制定完善的安全制度，將校驗(yàn)設(shè)備區(qū)域與人工操作區(qū)域隔離開(kāi)，操作人員在安全防護(hù)墻(6)外操作，通過(guò)視頻監(jiān)控設(shè)備(5)的觀察屏來(lái)觀察； d、由氣瓶(13)提供的氣源(12)經(jīng)第四高壓管(4)到壓縮機(jī)(14)壓縮后，通過(guò)第三高壓管(4)向蓄能器(15)內(nèi)充裝氣源(12)蓄壓； e、確認(rèn)安全防護(hù)墻(6)后無(wú)人后，準(zhǔn)備開(kāi)始試驗(yàn)操作； f、打開(kāi)控制臺(tái)(20)上的升壓閥(21)，使蓄能器(15)的氣源(12)通過(guò)第一高壓管(4)進(jìn)入安全閥(I); g、緩慢升高安全閥(I)的進(jìn)ロ壓力，升高到開(kāi)啟壓力的90%以后，升壓速度應(yīng)當(dāng)不高于姆秒1%的開(kāi)啟壓力； h、觀察平板電腦及軟件(11)中的安全閥(I)進(jìn)ロ壓力曲線(xiàn)變化，根據(jù)開(kāi)啟準(zhǔn)則，當(dāng)測(cè)到壓カ曲線(xiàn)曲率變化到設(shè)定值，且壓カ值負(fù)增長(zhǎng)，自動(dòng)記錄負(fù)增值前點(diǎn)壓カ為此刻壓力，并報(bào)操作人員確認(rèn)，操作人員聽(tīng)到開(kāi)啟聲音正常，確認(rèn)此刻壓カ為安全閥(I)的開(kāi)啟壓力； i、在安全閥(I)的出口側(cè)法蘭(16)連接安裝出口管(17)，將出口管(17)放置于水槽(18)，并保證純凈水(19)完全淹沒(méi)出口管(17)，以安全閥(I)的開(kāi)啟壓力的90%來(lái)進(jìn)行密封試驗(yàn)，通過(guò)視頻監(jiān)控設(shè)備(5)的觀察屏來(lái)觀察氣泡的泄漏率，以此判斷安全閥(I)的密封十生倉(cāng)泛; j、校驗(yàn)完畢后，通過(guò)控制臺(tái)(20)上的泄壓閥(22)將安全閥(I)的壓カ平穩(wěn)泄壓至零位后，拆卸連接的進(jìn)ロ側(cè)法蘭(3)和出口側(cè)法蘭(16);k、對(duì)校驗(yàn)好的安全閥(I)掛合格牌、鉛封、出具校驗(yàn)記錄和校驗(yàn)報(bào)告。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的校驗(yàn)方法，其特征在于步驟h中的壓カ曲線(xiàn)是通過(guò)下述方法對(duì)兩只相同規(guī)格的壓カ變送器(7)的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差識(shí)別和歸一化處理，并判斷被校驗(yàn)安全閥的開(kāi)啟壓力，其方法步驟如下 . 1)兩只相同規(guī)格的壓カ變送器(7)將電流信號(hào)分別傳輸給數(shù)據(jù)采集板(9)，平板電腦及軟件(11)接收數(shù)據(jù)采集板(9)兩只壓力變送器(7)模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果，自動(dòng)逐點(diǎn)比較兩條壓カ變化曲線(xiàn)上每個(gè)采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的兩個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，如果各采樣時(shí)刻獲得的兩個(gè)壓力數(shù)據(jù)相對(duì)誤差小于等于0. 4%的組數(shù)超占總組數(shù)85%以上，則認(rèn)為安全閥智能校驗(yàn)裝置整個(gè)系統(tǒng)正常、可靠，此次試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)真實(shí)、有效，去掉可能因瞬時(shí)電磁干擾而造成的兩個(gè)壓カ數(shù)據(jù)相對(duì)誤差大于0. 4%的組數(shù)后，再把每個(gè)采樣時(shí)刻的壓カ值取為該時(shí)刻兩個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)的平均值，形成新的曲線(xiàn)即為本次壓カ試驗(yàn)和校驗(yàn)曲線(xiàn)； . 2)如果各采樣時(shí)刻獲得的兩個(gè)壓力數(shù)據(jù)相對(duì)誤差小于等于0.4%的組數(shù)小于總組數(shù)40%，則需要檢查安全閥智能校驗(yàn)裝置整個(gè)系統(tǒng)是否正常，尤其需要檢查加壓管路是否有漏氣，兩只壓カ變送器與管路的連接密閉是否可靠，檢查完畢再進(jìn)行測(cè)量； . 3 )校驗(yàn)前在平板電腦及軟件(11)中設(shè)定安全閥(I)類(lèi)型及開(kāi)啟準(zhǔn)則，安全閥開(kāi)啟準(zhǔn)則如下當(dāng)校驗(yàn)的安全閥(I)類(lèi)型為全啟式時(shí)，當(dāng)壓カ曲線(xiàn)曲率值小于-1，且壓カ值負(fù)增長(zhǎng)，自動(dòng)記錄負(fù)增值前點(diǎn)壓カ為此刻壓力，并報(bào)操作人員確認(rèn)，操作人員聽(tīng)到開(kāi)啟聲音正常，確認(rèn)此刻壓カ為合格開(kāi)啟壓力，當(dāng)校驗(yàn)的安全閥(I)類(lèi)型為微啟式時(shí)，壓カ曲線(xiàn)曲率值轉(zhuǎn)向?yàn)樨?fù)值，且壓カ值負(fù)增長(zhǎng)，自動(dòng)記錄負(fù)增值前點(diǎn)壓カ為此刻壓力，并報(bào)操作人員確認(rèn)，操作人員聽(tīng)到開(kāi)啟聲音正常，確認(rèn)此刻壓カ為合格開(kāi)啟壓カ。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種安全閥智能化校驗(yàn)裝置及其校驗(yàn)方法，本發(fā)明裝置是對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)校驗(yàn)裝置的改進(jìn)和升級(jí)，本裝置采用電氣自動(dòng)化技術(shù)，核心是在被校驗(yàn)安全閥進(jìn)口處的校驗(yàn)管道直管段對(duì)稱(chēng)兩端配接兩個(gè)相同規(guī)格的壓力變送器，由現(xiàn)場(chǎng)電腦對(duì)這兩個(gè)相同規(guī)格的壓力變送器連續(xù)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)，通過(guò)歸一化處理和兩者誤差判別，保證采集的安全閥試驗(yàn)壓力值準(zhǔn)確可信，達(dá)到了低冗余度、高可靠性。同時(shí)，在平板電腦軟件中插入了根據(jù)安全閥動(dòng)作特性制定的開(kāi)啟評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，相比目前廣泛采用的由人工聽(tīng)到安全閥開(kāi)啟聲后目視讀出指針式壓力表示值的傳統(tǒng)校驗(yàn)方法，其檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可顯著提高安全閥的校驗(yàn)準(zhǔn)確率和效率。
文檔編號(hào)G01M13/00GK102866008SQ201210361458
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者業(yè)成, 章彬斌, 周杏鵬, 梁華, 陳辰, 沈正軍 申請(qǐng)人:南京市鍋爐壓力容器檢驗(yàn)研究所, 東南大學(xué)