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[摘 要]通过设计连接胎具将YFC型阀门测试机出口压力引到试压架入口，应用测试机的智能数据系统控制试压架的操作。经过阀门的强度测试、上密封测试和密封测试的实际检验测试，测试机智能数据系统的各种功能工作正常。
[关键词]阀门 测试机 功能 扩展
中图分类号：TH137.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0280-02
1.概述
某石化设备检验检测院阀门专业负责该公司的阀门进厂试压检验，每年需要检验的阀门种类繁多，进行檢验阀门的设备有阀门测试机和试压架。但是，YFC型阀门测试机只适用于直通式法兰连接阀门的检验，其他类型阀门的检验只能在试压架上与配套胎具来完成。测试机的智能数据控制系统具有性能稳定、自动化程度高、试验过程和结论真实可靠等特点。试压架配套各种装夹胎具能够完成各种类型阀门的检验，缺点是手动控制压力，操作者注意力需要高度集中，压力表指针指示保压过程的压力变化值不直观。本文介绍了我们设计并实现了用测试机智能控制系统控制试压架操作。经过多次调试实验和实际应用，测试机控制系统的各种功能工作正常。这既发挥了测试机和试压架的优点，又克服测试机和试压架的不足，使测试机的使用功能得到扩展。
2.阀门测试机、试压架简介
我院的YFC型阀门测试机由液压系统、电器控制系统、左右工作台活动夹爪、液动供压装置、介质循环系统和智能试验数据管理系统（PLC系统）等部件组成[1]。
智能试验数据管理系统主要由压力变送器、PLC（可编程序控制器） 、人机界面（触摸屏） 、电磁阀、微型打印机等组成。智能试验数据管理系统的人机界面（触摸屏）用于设置试压工作参数、监视系统工作状态、管理测试机的测试数据，为阀门试压检验提供实时数据。数据可直接导入至 U盘，方便用户整理使用。
YFC型测试机适用于直通式法兰式阀门的密封试验、上密封试验及壳体试验。配置的智能试验数据管理系统（PLC系统），具有功能完善、性能稳定、自动化程度高的特点，监控器数字显示当前试验压力，压力变化曲线实时记录保压过程，试验过程直观，试验结论准确可靠。
通过设计不同的装夹胎具，阀门试压架可以完成各类阀门的试压工作，其具有结构简单，操作装夹灵活机动.该阀门试压架通过配套自己设计的各类装夹胎具，能够满足对直通式法兰连接阀门、对夹式阀门、焊接式阀门及各种内外螺纹连接的多种阀门的试压工作。图1～2为我们设计的不同规格的试压胎具的设计图。
但是试压架在试压过程中需要手动控制试验压力，操作者精神需要高度集中。在保压过程中，由于压力表指针对压力变化值不直观，无法准确提供压力变化值，检验结论靠经验判断，权威性不强，这是该阀门试压架存在的一个最大弊端。
3 技术改造可行性分析
随着技术的不断发展，对阀门检验要求也越来越高，部分客户单位要求出具的检验报告能够提供实时数据和相应图片。因YFC型阀门测试机配有智能实验数据管理系统，可以显示实时数据和保压曲线图，并能保存和打印输出试验数据，试验过程直观且结果准确可靠。但YFC型阀门测试机只能用于直通式法兰连接阀门的检验，对于法兰式平板闸阀和蝶阀、对夹式、焊接式以及各种内外螺纹连接的阀门就得用试压架和配套的胎具进行试压。但试压架检验无法提供实时数据等相关资料。在试压检验过程中为了获得实时试压数据，就得增加各种阀门测试机，例如对夹式阀门测试机、蝶阀测试机、焊接式阀门测试机，螺纹连接阀门测试机。购置这些设备及配套设施需要大量的财力物力。如果能用现有的测试机智能数据管理系统，控制和记录试压架的操作，既扩大了测试机的应用范围，又提高了试压架自动化的水平和检验结论的权威性。
测试机的智能数据控制系统主要由压力变送器、PLC（可编程序控制器） 、人机界面（触摸屏）、电磁阀、微型打印机等组成。用于控制系统升压值（设置压力）并保持系统压力。
压力变送器的测点在进入工作台前，并且所有的加压、保压控制都在工作台前部，只要在工作台出口将压力引到试压架入口，就可以通过PLC控制系统来控制试压架的加压、保压操作，并能用触摸屏监控、显示试压架的压力变化情况[2]，其改动后的控制系统示意图如图3所示。
要将测试机出口压力引到试压架入口，必须解决它们之间的连接及其密封问题，根据测试机出口的连接情况，需要设计相应的连接配件。如：YFC-100测试机出口与随机装夹胎具之间的连接为圆孔、轴间隙配合连接，孔轴之间的密封为O型橡胶圈过盈密封，工作台与胎具之间的平面密封为橡胶圈过盈密封。胎具与被试阀门的法兰之间的密封为O型圈过盈密封，其示意图如图4所示。图中的连接法兰，就是利用随机胎具上的O型圈和三爪夹紧装置像夹紧阀门一样解决连接密封问题。再用两头带螺纹（M20×1.5）的高压胶管连接到试压架入口。这样试压介质（防腐水）从测试机的出口经过高压胶管流到了试压架入口，并从被测试阀门底部的试压胎具进入阀腔内，阀腔内的气体从上胎具的排气孔排出，排气孔见到有液体流出时将排气孔堵头上紧并密封。
根据被试阀门的公称直径大小选用相应的试压架和测试机配套使用。使大小测试机的PLC系统都得到充分利用，使升压所需的时间长短更加合理。试压架的装夹空间是一定的，当阀门轴向距离短时可以一次装夹多个阀门，如平板闸阀、蝶阀等试压架上可以装夹3至4个阀门，同时进行强度试验和上密封试验的操作。大大提高了阀门检验的工作效率。
根据阀门类型选用装夹胎具。对于直径DN100及以下的高压直通式阀门，进出口内孔均经过机械加工，内孔椭圆度好，选用硬锥面胎具（图1、2）装夹密封的预紧力小，上下胎具可自动对中心，密封可靠。对于直径大于DN100的阀门和内、外螺纹连接的阀门以及角式阀门、三通阀、四通阀等则根据其连接情况设计相应的试压胎具。 4 实际测试
按照操作程序启动YFC-100测试机的液压油泵，将带有螺纹接头的法兰装在测试机右侧工作台上，调整夹爪夹紧法兰并增压确保密封。高压胶管的一头接法兰螺纹上，另一头接试压架入口管线上，用测试机系统代替电动试压泵给试压架加压。在试压架上用硬锥面胎具装夹阀門Z61Y-160 DN50。打开PLC开关，人机界面（触摸屏）进入参数设置界面，用测试机的设置试压参数如下图5所示。
4.1 强度测试
封闭阀门的进出端口，阀门部分开启，向阀门壳体内充入试验介质，排净阀门体腔内的空气，逐渐加压到试验压力。水泵控制开关指向自动位置，按下低压泵启动按钮，低压泵启动，当系统压力升到1.0MPa时，低压泵自动停止，系统自动启动高压泵继续加压，到达24.0MPa设定压力时，高压泵自动停止。关闭测试机进水阀，显示当前压力为24.5MPa，当压力稳定后，轻触开始保压按钮系统进入保压计时， 15秒计时完毕，轻触保压结束按钮，显示结束压力24.4MPa。检查阀体、阀盖连接法兰、填料箱等各连接处，未发现可见泄漏或表面潮湿。压力曲线实时记录试压过程，保压持续时间的压力曲线如图6，由此判定该阀压力试验合格。打开泄压阀放空阀体内压力。
4.2 上密封测试和密封测试
参照强度测试的操作方法，按照试压检验程序进行阀门的上密封测试和密封测试。智能数据控制系统工作正常，操作过程的升压、保压曲线实时记录试压过程，保压持续时间的压力曲线为一条水平的直线，由此判定该阀上密封试验和密封试验合格。
查看实时数据界面显示数据（如图7），由记录数据得知测试机智能数据系统判定强度测试、上密封测试和密封测试结论合格。数据按时间顺序记录在测试机的每一步测试操作和系统自动判定的结果。
经过Z61Y-160 DN50阀门的强度测试、上密封测试和密封测试的操作过程证明了测试机智能数据系统控制功能工作正常，检验的数据是真实可靠，对结论的判定准确。
5 结论
经过实际测试和应用，我们设计改造的基于智能数据控制系统的试压架的各种控制功能工作正常，在试压架上实现了自动加压、参数设置、实时监控、实时数据等状态的操作，成功实现了对阀门测试机使用功能的扩展，发挥了测试机和试压架的优点，使试压架的检验数据可追溯，提高了检验结果可靠性，实时监控提高了试压架检验结论的权威性。多个装夹操作大大提高了阀门检验的工作效率，扩大了测试机的应用范围，自动化控制减轻了操作者的劳动强度，同时相关改造还节约了试压设备的投资与配套资金。
参考文献
[1] 马丁.西门子PLC200-300-400应用程序设计实例精讲.
[2] 郭凤仪、徐鹏、梁海洪.PLC在液压支架控制系统中的应用[J].仪表技术与传感器，2011，（6）：81-83.
[3] 刘志奇、段锁林、王明智.液压泵综合试验台设计[J].太远重型机械学院学报，2003，21（1）：35-38.
[4] 于彩新、于斌、蒋继海.工程机械液压泵试验台 [J].机械工程师，2009，11：3：5.
[关键词]阀门 测试机 功能 扩展
中图分类号：TH137.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0280-02
1.概述
某石化设备检验检测院阀门专业负责该公司的阀门进厂试压检验，每年需要检验的阀门种类繁多，进行檢验阀门的设备有阀门测试机和试压架。但是，YFC型阀门测试机只适用于直通式法兰连接阀门的检验，其他类型阀门的检验只能在试压架上与配套胎具来完成。测试机的智能数据控制系统具有性能稳定、自动化程度高、试验过程和结论真实可靠等特点。试压架配套各种装夹胎具能够完成各种类型阀门的检验，缺点是手动控制压力，操作者注意力需要高度集中，压力表指针指示保压过程的压力变化值不直观。本文介绍了我们设计并实现了用测试机智能控制系统控制试压架操作。经过多次调试实验和实际应用，测试机控制系统的各种功能工作正常。这既发挥了测试机和试压架的优点，又克服测试机和试压架的不足，使测试机的使用功能得到扩展。
2.阀门测试机、试压架简介
我院的YFC型阀门测试机由液压系统、电器控制系统、左右工作台活动夹爪、液动供压装置、介质循环系统和智能试验数据管理系统（PLC系统）等部件组成[1]。
智能试验数据管理系统主要由压力变送器、PLC（可编程序控制器） 、人机界面（触摸屏） 、电磁阀、微型打印机等组成。智能试验数据管理系统的人机界面（触摸屏）用于设置试压工作参数、监视系统工作状态、管理测试机的测试数据，为阀门试压检验提供实时数据。数据可直接导入至 U盘，方便用户整理使用。
YFC型测试机适用于直通式法兰式阀门的密封试验、上密封试验及壳体试验。配置的智能试验数据管理系统（PLC系统），具有功能完善、性能稳定、自动化程度高的特点，监控器数字显示当前试验压力，压力变化曲线实时记录保压过程，试验过程直观，试验结论准确可靠。
通过设计不同的装夹胎具，阀门试压架可以完成各类阀门的试压工作，其具有结构简单，操作装夹灵活机动.该阀门试压架通过配套自己设计的各类装夹胎具，能够满足对直通式法兰连接阀门、对夹式阀门、焊接式阀门及各种内外螺纹连接的多种阀门的试压工作。图1～2为我们设计的不同规格的试压胎具的设计图。
但是试压架在试压过程中需要手动控制试验压力，操作者精神需要高度集中。在保压过程中，由于压力表指针对压力变化值不直观，无法准确提供压力变化值，检验结论靠经验判断，权威性不强，这是该阀门试压架存在的一个最大弊端。
3 技术改造可行性分析
随着技术的不断发展，对阀门检验要求也越来越高，部分客户单位要求出具的检验报告能够提供实时数据和相应图片。因YFC型阀门测试机配有智能实验数据管理系统，可以显示实时数据和保压曲线图，并能保存和打印输出试验数据，试验过程直观且结果准确可靠。但YFC型阀门测试机只能用于直通式法兰连接阀门的检验，对于法兰式平板闸阀和蝶阀、对夹式、焊接式以及各种内外螺纹连接的阀门就得用试压架和配套的胎具进行试压。但试压架检验无法提供实时数据等相关资料。在试压检验过程中为了获得实时试压数据，就得增加各种阀门测试机，例如对夹式阀门测试机、蝶阀测试机、焊接式阀门测试机，螺纹连接阀门测试机。购置这些设备及配套设施需要大量的财力物力。如果能用现有的测试机智能数据管理系统，控制和记录试压架的操作，既扩大了测试机的应用范围，又提高了试压架自动化的水平和检验结论的权威性。
测试机的智能数据控制系统主要由压力变送器、PLC（可编程序控制器） 、人机界面（触摸屏）、电磁阀、微型打印机等组成。用于控制系统升压值（设置压力）并保持系统压力。
压力变送器的测点在进入工作台前，并且所有的加压、保压控制都在工作台前部，只要在工作台出口将压力引到试压架入口，就可以通过PLC控制系统来控制试压架的加压、保压操作，并能用触摸屏监控、显示试压架的压力变化情况[2]，其改动后的控制系统示意图如图3所示。
要将测试机出口压力引到试压架入口，必须解决它们之间的连接及其密封问题，根据测试机出口的连接情况，需要设计相应的连接配件。如：YFC-100测试机出口与随机装夹胎具之间的连接为圆孔、轴间隙配合连接，孔轴之间的密封为O型橡胶圈过盈密封，工作台与胎具之间的平面密封为橡胶圈过盈密封。胎具与被试阀门的法兰之间的密封为O型圈过盈密封，其示意图如图4所示。图中的连接法兰，就是利用随机胎具上的O型圈和三爪夹紧装置像夹紧阀门一样解决连接密封问题。再用两头带螺纹（M20×1.5）的高压胶管连接到试压架入口。这样试压介质（防腐水）从测试机的出口经过高压胶管流到了试压架入口，并从被测试阀门底部的试压胎具进入阀腔内，阀腔内的气体从上胎具的排气孔排出，排气孔见到有液体流出时将排气孔堵头上紧并密封。
根据被试阀门的公称直径大小选用相应的试压架和测试机配套使用。使大小测试机的PLC系统都得到充分利用，使升压所需的时间长短更加合理。试压架的装夹空间是一定的，当阀门轴向距离短时可以一次装夹多个阀门，如平板闸阀、蝶阀等试压架上可以装夹3至4个阀门，同时进行强度试验和上密封试验的操作。大大提高了阀门检验的工作效率。
根据阀门类型选用装夹胎具。对于直径DN100及以下的高压直通式阀门，进出口内孔均经过机械加工，内孔椭圆度好，选用硬锥面胎具（图1、2）装夹密封的预紧力小，上下胎具可自动对中心，密封可靠。对于直径大于DN100的阀门和内、外螺纹连接的阀门以及角式阀门、三通阀、四通阀等则根据其连接情况设计相应的试压胎具。 4 实际测试
按照操作程序启动YFC-100测试机的液压油泵，将带有螺纹接头的法兰装在测试机右侧工作台上，调整夹爪夹紧法兰并增压确保密封。高压胶管的一头接法兰螺纹上，另一头接试压架入口管线上，用测试机系统代替电动试压泵给试压架加压。在试压架上用硬锥面胎具装夹阀門Z61Y-160 DN50。打开PLC开关，人机界面（触摸屏）进入参数设置界面，用测试机的设置试压参数如下图5所示。
4.1 强度测试
封闭阀门的进出端口，阀门部分开启，向阀门壳体内充入试验介质，排净阀门体腔内的空气，逐渐加压到试验压力。水泵控制开关指向自动位置，按下低压泵启动按钮，低压泵启动，当系统压力升到1.0MPa时，低压泵自动停止，系统自动启动高压泵继续加压，到达24.0MPa设定压力时，高压泵自动停止。关闭测试机进水阀，显示当前压力为24.5MPa，当压力稳定后，轻触开始保压按钮系统进入保压计时， 15秒计时完毕，轻触保压结束按钮，显示结束压力24.4MPa。检查阀体、阀盖连接法兰、填料箱等各连接处，未发现可见泄漏或表面潮湿。压力曲线实时记录试压过程，保压持续时间的压力曲线如图6，由此判定该阀压力试验合格。打开泄压阀放空阀体内压力。
4.2 上密封测试和密封测试
参照强度测试的操作方法，按照试压检验程序进行阀门的上密封测试和密封测试。智能数据控制系统工作正常，操作过程的升压、保压曲线实时记录试压过程，保压持续时间的压力曲线为一条水平的直线，由此判定该阀上密封试验和密封试验合格。
查看实时数据界面显示数据（如图7），由记录数据得知测试机智能数据系统判定强度测试、上密封测试和密封测试结论合格。数据按时间顺序记录在测试机的每一步测试操作和系统自动判定的结果。
经过Z61Y-160 DN50阀门的强度测试、上密封测试和密封测试的操作过程证明了测试机智能数据系统控制功能工作正常，检验的数据是真实可靠，对结论的判定准确。
5 结论
经过实际测试和应用，我们设计改造的基于智能数据控制系统的试压架的各种控制功能工作正常，在试压架上实现了自动加压、参数设置、实时监控、实时数据等状态的操作，成功实现了对阀门测试机使用功能的扩展，发挥了测试机和试压架的优点，使试压架的检验数据可追溯，提高了检验结果可靠性，实时监控提高了试压架检验结论的权威性。多个装夹操作大大提高了阀门检验的工作效率，扩大了测试机的应用范围，自动化控制减轻了操作者的劳动强度，同时相关改造还节约了试压设备的投资与配套资金。
参考文献
[1] 马丁.西门子PLC200-300-400应用程序设计实例精讲.
[2] 郭凤仪、徐鹏、梁海洪.PLC在液压支架控制系统中的应用[J].仪表技术与传感器，2011，（6）：81-83.
[3] 刘志奇、段锁林、王明智.液压泵综合试验台设计[J].太远重型机械学院学报，2003，21（1）：35-38.
[4] 于彩新、于斌、蒋继海.工程机械液压泵试验台 [J].机械工程师，2009，11：3：5.