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【摘 要】 本文通过研制深冷安全阀测试装置，实现对深冷环境下使用的安全阀的校验和性能试验。
【关键词】 安全阀 深冷 测试装置
1 概述
深冷用安全阀作为低温装置等特种设备的重要安全附件之一，应用非常广泛。其测试装置的研究，目前国内尚属空白。该设备的研制工作，在2014年通过了辽宁省质量技术监督局项目验收，填补了国内该领域的研究空白。
2 设计依据及适用范围
深冷安全阀试验装置是由苏州某自动化设备有限公司依据鞍山市特种设备监督检验所设计要求，制作一套安全阀低温测试装置，满足安全阀在常温及低温环境下的气体压力性能测试。装置可实现氮气和氦气的输送、压力控制和混合，可测量显示阀门气体压力、阀门各测试点温度，以及阀门的内、外泄漏量，可用于安全阀门低温测试时的泄压检测、及低温状态特性判定，该装置主要满足测试过程中气体输送，压力及氦和氮气体的混合（分压比）控制，过程控制量的监测。
3 设计条件
试件适用范围：低温安全阀，DN200，1.6MPa以下。
测试温度：-196℃。
环境媒介：液氮或液氮、酒精混合液。
试验介质：氦气和氮气。
用途：零部件深冷处理，阀门产品性能试验。
4 测试设备构成
4.1设备构成
该装置以满足常温下的阀门气体压力泄漏检测，主要设备构成如下：①低温绝热储罐一台；②温测试槽一台；③气源钢瓶组合架单元一台；④低温就地检测单元（包括控制柜，温度、压力仪表及传感器，工装等）。
低温环境单元原理如图1，低温绝热储罐与低温槽之间采用活动不锈钢输液软管连接，并设计安全阀，保障操作安全及管路压力释放。
4.2测量组合阀组及气源钢瓶组合架单元
在阀门测试盲板出口设计安装有测量组合阀组，用于安装测试控制阀及压力变送器。用高压软管连接到气源输入控制机构、排气口等，构成测试气体的回路。设计8瓶组装，4个氮气瓶一路总管，4个氦气瓶一路总管设计，并有减压、混流配比装置。两总管设有联络阀，方便安装和拆卸的钢丝活动扣，固定组合架顶部有吊环。设计压力等级大于25MPa，使用压力等级为15MPa。
5 测试设备原理
装置的气源钢瓶组合架单元，一根氦气总管，一根氮气总管，中间由联络阀联通。选择气体类型进入气源控制柜，然后测量气体经过1#出口进入待测的安全阀。
5.1触摸屏显示画面图如下图
5.2气体的选择
氮气使用主要是用于常温及-80℃以上温度测量时的工作气体。氦气使用主要是用于-80℃以下温度测量时的工作气体。通过各自管钢瓶及总管，选择好出口阀，即可进入控制柜。
5.3压力表
入口压力P1，入口压力P2，显示连接的气源压力，量程为25MPa。测量压力低P3，测量压力高P4，接在安全阀入口，量程1.6MPa、10MPa。有四个压力变送器，三个接在安全阀入口，测量安全阀的给定压力，量程分别为1.6MPa、5.0MPa、10.0MPa。一个接在安全阀出口，感应安全阀动作后出口压力的变化。显示仪表分别显示其测量压力，对于给定的压力值，计算机选择性使用，以不超出压力范围的小量程优先，超出后换档。
5.4温度的测量
温度传感器PT100，分别绑定在安全阀的不同部位，T1对应的温度传感器绑定在安全阀的阀盖（阀门上部），T2对应的温度传感器绑定在安全阀的阀体（阀门下部），T3对应的温度传感器绑定在安全阀测试工装的测量螺丝孔内（测内腔），T4对应的温度传感器插到低温测试槽的底部，测量低温媒介的温度。温度传感器的航空插头在控制柜的右侧连接，注意需要与测量点的对应，避免位置查错。
5.5触摸屏报警压力设置
设置比安全阀起跳压力略高的限值，当调压阀控制不当，造成安全阀的给定测量压力过高，超出范围有可能造成安全隐患，计算机比较后自动打开电磁阀用于紧急排气。紧急排气后调压阀尽快归为零，然后电磁阀在触摸屏上复位操作。
6 安全和维护
低温槽用于给阀门提供一个低温测试环境，当从液态氮储罐低温槽放液态氮时，伴随着会有大量液态氮气化，易溅出，所以，操作人员一定要穿带防护服、头盔面具、低温防护手套等，操作人员必须培训后方能上岗，规范操作，防止发生意外。操作至少需要2个工作人员，一个操作，一个监护。同时在测试时，要在现场挂低温冻伤警告牌，禁止无关人员进入测试现场，防止发生意外。液态氮气化后，会有大量氮气在室内，如果同时使用酒精的话，还会有大量的挥发性酒精气体，必须在测试前打开通风扇（防爆型）和门窗，以防氮气过多造成窒息以及酒精气体挥发的危险性。测试场地严禁烟火。操作场地需要保持干燥，避免潮湿淋水等。
安全阀低温测试装置的研制，从根本上解决了深冷安全阀检测装置的空白问题，满足了安全阀在常温及低温环境下的气体压力性能测试的需求。
【关键词】 安全阀 深冷 测试装置
1 概述
深冷用安全阀作为低温装置等特种设备的重要安全附件之一，应用非常广泛。其测试装置的研究，目前国内尚属空白。该设备的研制工作，在2014年通过了辽宁省质量技术监督局项目验收，填补了国内该领域的研究空白。
2 设计依据及适用范围
深冷安全阀试验装置是由苏州某自动化设备有限公司依据鞍山市特种设备监督检验所设计要求，制作一套安全阀低温测试装置，满足安全阀在常温及低温环境下的气体压力性能测试。装置可实现氮气和氦气的输送、压力控制和混合，可测量显示阀门气体压力、阀门各测试点温度，以及阀门的内、外泄漏量，可用于安全阀门低温测试时的泄压检测、及低温状态特性判定，该装置主要满足测试过程中气体输送，压力及氦和氮气体的混合（分压比）控制，过程控制量的监测。
3 设计条件
试件适用范围：低温安全阀，DN200，1.6MPa以下。
测试温度：-196℃。
环境媒介：液氮或液氮、酒精混合液。
试验介质：氦气和氮气。
用途：零部件深冷处理，阀门产品性能试验。
4 测试设备构成
4.1设备构成
该装置以满足常温下的阀门气体压力泄漏检测，主要设备构成如下：①低温绝热储罐一台；②温测试槽一台；③气源钢瓶组合架单元一台；④低温就地检测单元（包括控制柜，温度、压力仪表及传感器，工装等）。
低温环境单元原理如图1，低温绝热储罐与低温槽之间采用活动不锈钢输液软管连接，并设计安全阀，保障操作安全及管路压力释放。
4.2测量组合阀组及气源钢瓶组合架单元
在阀门测试盲板出口设计安装有测量组合阀组，用于安装测试控制阀及压力变送器。用高压软管连接到气源输入控制机构、排气口等，构成测试气体的回路。设计8瓶组装，4个氮气瓶一路总管，4个氦气瓶一路总管设计，并有减压、混流配比装置。两总管设有联络阀，方便安装和拆卸的钢丝活动扣，固定组合架顶部有吊环。设计压力等级大于25MPa，使用压力等级为15MPa。
5 测试设备原理
装置的气源钢瓶组合架单元，一根氦气总管，一根氮气总管，中间由联络阀联通。选择气体类型进入气源控制柜，然后测量气体经过1#出口进入待测的安全阀。
5.1触摸屏显示画面图如下图
5.2气体的选择
氮气使用主要是用于常温及-80℃以上温度测量时的工作气体。氦气使用主要是用于-80℃以下温度测量时的工作气体。通过各自管钢瓶及总管，选择好出口阀，即可进入控制柜。
5.3压力表
入口压力P1，入口压力P2，显示连接的气源压力，量程为25MPa。测量压力低P3，测量压力高P4，接在安全阀入口，量程1.6MPa、10MPa。有四个压力变送器，三个接在安全阀入口，测量安全阀的给定压力，量程分别为1.6MPa、5.0MPa、10.0MPa。一个接在安全阀出口，感应安全阀动作后出口压力的变化。显示仪表分别显示其测量压力，对于给定的压力值，计算机选择性使用，以不超出压力范围的小量程优先，超出后换档。
5.4温度的测量
温度传感器PT100，分别绑定在安全阀的不同部位，T1对应的温度传感器绑定在安全阀的阀盖（阀门上部），T2对应的温度传感器绑定在安全阀的阀体（阀门下部），T3对应的温度传感器绑定在安全阀测试工装的测量螺丝孔内（测内腔），T4对应的温度传感器插到低温测试槽的底部，测量低温媒介的温度。温度传感器的航空插头在控制柜的右侧连接，注意需要与测量点的对应，避免位置查错。
5.5触摸屏报警压力设置
设置比安全阀起跳压力略高的限值，当调压阀控制不当，造成安全阀的给定测量压力过高，超出范围有可能造成安全隐患，计算机比较后自动打开电磁阀用于紧急排气。紧急排气后调压阀尽快归为零，然后电磁阀在触摸屏上复位操作。
6 安全和维护
低温槽用于给阀门提供一个低温测试环境，当从液态氮储罐低温槽放液态氮时，伴随着会有大量液态氮气化，易溅出，所以，操作人员一定要穿带防护服、头盔面具、低温防护手套等，操作人员必须培训后方能上岗，规范操作，防止发生意外。操作至少需要2个工作人员，一个操作，一个监护。同时在测试时，要在现场挂低温冻伤警告牌，禁止无关人员进入测试现场，防止发生意外。液态氮气化后，会有大量氮气在室内，如果同时使用酒精的话，还会有大量的挥发性酒精气体，必须在测试前打开通风扇（防爆型）和门窗，以防氮气过多造成窒息以及酒精气体挥发的危险性。测试场地严禁烟火。操作场地需要保持干燥，避免潮湿淋水等。
安全阀低温测试装置的研制，从根本上解决了深冷安全阀检测装置的空白问题，满足了安全阀在常温及低温环境下的气体压力性能测试的需求。