煤矿企业安全阀计算机在线检测技术应用研究

刘强 王硕 张维金 赵大勇 郑新华

摘要：安全阀在线检测技术在煤矿企业应用广泛，现有检测技术存在诸多缺点和不足。本文主要从安全阀在线检测领域实践入手，分析存在的问题，进而探究解决的方法和策略，期望可以为煤矿企业安全阀在线检测工作提供理论上的支持。

关键词：煤矿企业;安全阀;在线检测;应用研究

安全阀是机械设备中一种重要的安全附件，在煤矿企业设备安全运行中具有重要作用，煤矿企业主要应用在压力容器设备等方面。安全阀作为自动化安全设备，在具体应用中，对生产设备压力数值自动控制，起到预防安全事故，保护机械设备安全同时对工作人员人身安全起到保护作用。

1、煤矿企业安全阀分析

安全阀在运行过程中，受到一些因素的影响可能导致运行性能发生一定的变化，如果造成内部介质泄露，大大不利于设备的安全运行，也影响煤矿企业的安全成产。针对这种现象我国相关法规和标准作出了明确的规定，企业有义务定期对安全阀进行校验，校验方法主要分为离校校验和在线校验。与传统分离校验相比，近年来，信息化系统化提升，离线安全阀检测技术广泛应用，通过自动化的离线检测分析，实时了解掌握运行状态，大大提高了煤矿企业行规范化管理程度。但不能忽视的是，离线校验方法存在一定的不足，还需要采取必要的措施，才能有效的发挥校验作用：

2、目前安全阀在线检测技术有待提高之处

首先，安全阀是属于特种设备中属于一种自动阀类，在受到外力作用下安全阀处于常闭状态，当设备或者管道中的介质压力达到一定的程度，超过了安全阀设定值的时候，安全阀会向系统外排放一定的介质，起到防止设备或者管道中的介质压力超过设备中规定的介质压力数值。正式这种安全阀对设备中压力数值的有效控制，起到了重要的保护作用。在矿山企业中，安全阀是确保设备安全与人员安全的保障措施，在矿山企业安全生产中发挥重要作用，但其在实际使用中，容易受到压力、温度、介质腐蚀、湿度、井下高瓦斯、高粉尘等特殊环境影响，极容易出现严重问题，离线监控设备失灵。分析现有的离线监控设备，主要是通过压力仪表作为终端校验工具，检测方式先进，但终端设备落后，校验方式较落后。通过矿山离线检测设备的实际数据记录，往往在使用离线检测技术过程中所获得的校验结果较差，精确度很低，常常无法满足具体检测工作要求与校验标准。

2、我们的研究工作

假设安全阀在受到压力、温度、介质腐蚀、湿度、井下高瓦斯、高粉尘等因素影响，不能按照设定的压力正常开启，或者没有达到设定压力，就发生开启，就会形成比较严重的泄露事件，就严重影响了企业的安全生产。目前煤炭矿山企业在应用安全阀离线检测技术的过程中还存在一些的问题。经过调研，煤炭企业实际使用的安全阀离线校验技术，主要是通过人工方式，在安全阀开启的瞬间，由校验人员实现对安全阀中压力表数据的读取。这种对安全阀整定压力的记录方式受到人为因素的影响较大，同时工作效率不高，校验的结果精度相对较差。

3、矿山安全阀在线检测探索

针对矿山安全阀现在线监测技术中的不足，有一些研究和检验机构对现有的检测方式进行了全面的分析针，对其中的缺陷和局限性进行了研究和改进。目的是提高安全阀校验的精度和工作效率。我们检测机构和属地矿山企业合作共同开展技术攻关，通过对铁法煤业集团三个矿15套安全阀离线检测系统半年检测数据的分析，发现现有离线检测技术的应用还存在局限性，实际并不能确保检测工作效果。为了安全生产，往往需要配备安全员人工巡检。为此，我们课题组经过研究发现：安全正常运行条件下，安全阀升起的时候产生的进口压力是动态的，在超过设定压力后安全阀才开始有进行测量的物理开启高度，介质有时呈现出连续排出的状态，也有时断续排除，通过观察计算，这种不同受到很多因素影响。设备操作人员手动开启安全阀的时候，设备中的介质压力也会产生不同特征的变化。经过观察设备中介质压力在安全阀开启的瞬间会出现一个比较明显的速度变化。我们称之为“跳动”。我们认为这一“跳动”特征可以作为一个重要物理标志，通过观察和测量，经过系统计算，我们发现在安全阀开启的时候，整定压力一般能达到了设备运行过程中规定的整定压力数值的九层时，安全阀在线监测表的升压速度会迅速下降。有经验的检测人员往往会根据设备校验过程中整定压力和位移数值的变化作出预判，从而确定开启安全阀的瞬间，设备的介质压力数值最大指示数就是安全阀所要测试的的整定压力值。

4、协调检测分析的离线检测新方法

（1）针对这些不足，煤炭矿山企业技术人员研制了一种新型的安全阀在线检测装置，并在实际工作中总结出一套新的安全阀在线检测技术。将安全阀检测技术和计算机控制技术相结合，有效的延长了安全阀的使用寿命，避免了安全阀运行过程中出现的泄露问题。具有方便携带，检测结果更加准确和可靠的特点。通过计算机技术检比较充分完整的记录了检测数据，并且在实际的安全阀在线检测过程中不会对设备的正常运行造成不良的影响。

（2）检测机构检测人员在安全阀校验的过程中，会用到不同参数的测量方法，检测人员往往会根据校验过程中工作现场空间情况决定采用不同方法，不同环境对检测机构检测人员在进行读表和记录增加了一定的难度。如果安全阀的校验系统可以对设备的检测和校验数据进行自动的记录，就可以解决问题。我们联系工程技术人员将计算机与检测表相连接，解决了这个问题，当然这也对检测准确性和传输的准确性提出了更高的要求。我们采用安全阀在线检测多次读取，取平均值的方法可以避免在线检测技术应用过程中因为

操作工作人员在对安全阀进行检测与校验的工作中，应采用不同参数测量措施而产生的误差。在实际安全校验作业中，我们根据相关现场空间限制情况，合理采用先进的校验系统，记录安全阀的检測数值，并通过传感器自动化读取数据信息。我们还创建出专业化的工作模式与体系，筛选最佳的参数测量，有效避免了因为测量方式不正确出现偏差问题。这种在线检测技术弥补传统离线检测技术的不足，全面提升整体的检测工作质量。具体实践中，在采用在线检测技术之前，要针对弹簧结构与阀杆结构进行检查明确是否完整，如果有腐蚀现象或是卡涩问题，就需要及时更换，或者开展检修工作，以此确保所检测结果的准确性。在具体应用在线检测技术的工作中，我还对对阀杆顶部的螺母位置进行影像记录，并实际测量具体数据，以期有效预防出现紧固力偏差等操作问题。我们还要求真实记录螺母旋转的圈数和角度，用以标示具体的紧固力，预防出现现场调压不稳定的问题。

4、结束语

多年的安全阀检测实践总结得到的体验是检测受诸多因素的影响，现有技术也存在很多不足，往往不能确保检测效果，因此，在工作实践中我们结合在线检测技术的不足，将离线检测技术合理融合，打破传统技术模式，遵循与时俱进的发展原则，确保检测技术的合理应用与发展，保证生产质量和生产安全，实现了对生产设备运行情况的全面控制从而避免了安全阀离线检测技术中存在的不足。

参考文献：

[1]中华人民共和国劳动部.关于在用锅炉压力容易安全阀校验的若干意见.北京.劳动部锅炉压力容器安全杂志社.

[2]王春年.工业锅炉和压力容器用安全阀.北京.劳动部锅炉压力容器安全杂志社.

[3]刘刚，胡生顺等.安全阀在线检测系统研制及应用.石油化工设备.2018，47（5）：14-18.