安全阀在线检测系统及检测方法与流程

1.本发明属于安全阀检测技术领域，具体涉及一种安全阀在线检测系统及检测方法。


背景技术：

2.随着科学技术的不断进步，现代化企业生产规模逐步扩大，石油、化工、能源等行业的生产装置迈向大型化方向发展，安全和环保的要求也越来越高，而目前大多数压力设备上的安全阀采用离线校验，离线校验要经过拆卸、运输、校验、安装的环节，特别是大直径的安全阀采取离线校验，其检测周期长、费用较高。
3.至今几乎所有商用在线检测安全阀技术的核心，利用液压油缸夹紧或者气动夹紧安全阀的阀杆，促使安全阀的阀芯开启,判断开启状态的同时，利用计算机数据采集系统进行检测,实现不拆卸安全阀的现场检测。
4.现有商用的安全阀在线校验仪主要由机械夹具、液压动力单元和数据采集处理单元三部分组成，其中，机械夹具主要针对安全阀进行夹紧和定位，为液压系统提供一个外力执行器，根据安全阀规格不同，准备有各种不同规格尺寸的夹具。机械夹具采用组合式结构，拆装方便、安全可靠。液压动力单元主要由手动/自动泵组成，可提供可调节的液压输出和流量，用以控制外加的提升力和提升速度。数据采集处理单元可以设定、采集相关参数，拉力传感器采用轮辐式结构，精度可达0.05％。
5.现有技术这种安全阀在线检测是利用压力容器内自身的介质进行在线检测，不能对易燃易爆有毒有害气体及流体中含有颗粒或杂质的介质进行在线检测，不能在线检测安全阀的密封试验压力值。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种安全阀在线检测系统及检测方法，实现了安全阀在线检测密封试验压力，使用外加氮气作为试验介质，能对易燃易爆有毒有害气体及流体中含有颗粒或杂质的介质进行检测，用于在线检测安全阀的密封试验压力值。
7.解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种安全阀在线检测系统，包括：
8.介质储存单元，用于储存安全阀检测用介质；
9.输送管路，与介质存储单元连接，输送管路用于输送安全阀检测用介质；
10.空腔，通过输送管路与介质储存单元连接，空腔用于缓存安全阀检测用介质，空腔包括：空腔本体、设置于空腔本体上的空腔入口、空腔第一出口、空腔第二出口，空腔入口通过输送管路与介质储存单元连接，空腔第一出口用于与待检测的安全阀进口连接；
11.第一阀门，设置于介质储存单元与空腔之间的输送管路上，用于向空腔内补气；
12.第二阀门，设置于空腔第二出口的连接管路上，用于对空腔进行泄压；
13.第一压力检测单元，设置于第一阀门与空腔之间的输送管路上，且靠近于空腔入
口，第一压力检测单元用于检测空腔内的介质压力，并发送给控制单元；
14.控制单元，用于通过调节第一阀门、第二阀门来控制空腔内的压力为预设压力，对安全阀进行在线启跳压力、密封试验的检测。其中，安全阀为弹簧式安全阀。
15.优选的是，介质储存单元包括：储存罐、与储存罐连接的减压阀，储存罐与空腔连接，储存罐用于储存安全阀检测用介质，减压阀设置于储存罐与空腔之间的输送管路上，且位于第一阀门上游，减压阀用于对储存罐减压的气体减压便于安全阀检测时所需的压力。
16.优选的是，第一压力检测单元包括：第一压力检测模块、报警模块、第一显示模块，第一压力检测模块用于检测空腔内的压力并发送给控制单元，第一显示模块用于显示控制单元接收到的压力值，当空腔内的压力超过报警压力值，控制单元控制报警模块发出报警指令并自动调节第二阀门开度泄压。
17.优选的是，所述的安全阀在线检测系统，还包括：第二压力检测单元，设置于第一阀门与空腔之间的输送管路上，第二压力检测单元用于检测并显示输入管路内的压力。
18.优选的是，第一快速接头，设置于第一阀门与介质储存单元之间的输入管路上；
19.第二快速接头，设置于第二压力检测单元与空腔之间的输入管路上。
20.优选的是，所述的安全阀在线检测系统，还包括：安装支架，用于支撑安装空腔，安装支架包括：安装平台、设置于安装平台上的三爪卡，空腔还包括设置于空腔本体下的底座，三爪卡与底座连接。
21.本发明还提供一种使用上述的安全阀在线检测系统的检测方法，包括以下步骤：
22.将待检测安全阀的安全阀进口与空腔第一出口连接，通过介质储存单元提供检测用介质；
23.通过控制单元调节第一阀门、第二阀门来控制空腔内的压力为预设压力，对安全阀进行在线启跳回落压力的密封试验检测，若在线启跳回落压力的密封试验检测合格，再对安全阀进行在线回座压力的密封试验检测。
24.优选的是，空腔的安装位置为待检测的安全阀与根部阀之间装有带夹持器的爆破片或法兰短节的位置。
25.优选的是，所述步骤对安全阀进行在线启跳回落压力的密封试验检测的具体方法为：
26.打开第一阀门、关闭第二阀门，通过介质储存单元提供检测用介质，当待检测安全阀启跳回落时，若第一压力检测单元检测到空腔内的压力为第一预设压力，则控制器控制关闭第一阀门，检测由介质储存单元到安全阀之间的管路以及零部件、由空腔到第二阀门出口的连接管路之间的管路以及零部件的密封点的密封性，若第一预设压力在第一预设时间内不变，则密封试验合格，否则密封试验不合格。
27.优选的是，所述步骤对安全阀进行在线启跳回落压力的密封试验检测中，若第一压力检测单元检测到空腔内的压力大于第一预设压力，则通过控制单元打开第二阀门进行泄压，直至第一压力检测单元检测到空腔内的压力为第一预设压力，再自动关闭第二阀门；
28.若第一压力检测单元检测到空腔内的压力小于第一预设压力，则通过控制单元打开第一阀门进行补气，直至第一压力检测单元检测到空腔内的压力为第一预设压力，再关闭第一阀门。
29.优选的是，第一预设压力为0.9倍启跳压力*(1+
±
0.10％)kpa，第一预设时间为3
～10分钟。
30.优选的是，所述步骤对安全阀进行在线回座压力的密封试验检测的具体方法为：
31.打开第一阀门、关闭第二阀门，通过介质储存单元提供检测用介质，当待检测安全阀回座时，若第一压力检测单元检测到空腔内的压力为第二预设压力，则控制器控制关闭第一阀门，检测由介质储存单元到安全阀之间的管路以及零部件、由空腔到第二阀门出口的连接管路之间的管路以及零部件的密封点的密封性，若第二预设压力在第二预设时间内不变，则密封试验合格，否则密封试验不合格。
32.优选的是，第二预设压力为0.9倍启跳压力*(1+
±
0.10％)kpa，第二预设时间为3～10分钟。
33.优选的是，在对安全阀进行在线回座压力时的密封试验检测，若检测结果不合格，所述方法还包括以下步骤：
34.若安全阀的阀芯与阀座之间的密封面有颗粒或杂质，则通过氮气对安全阀的阀芯与阀座之间的密封面吹扫至少两次，再用同样的方法对安全阀进行在线回座压力的密封试验检测，若还是密封试验不合格，则拆卸安全阀，修复或更换相应的零件后，重新进行安全阀在线检测系统的密封试验检测。
35.本发明中的安全阀在线检测系统及检测方法的有益效果：
36.对申请延期一年以上长周期运行的安全阀进行不停车在线进行启跳压力和密封压力的检测，满足相关法律法规要求，符合相关主管部门对在用安全阀每年至少校验一次的要求。
37.当安全阀在常温、常压下进行离线冷态校验时，利用安全阀在线检测装置可以解决如下现场实际问题：
38.①
为了节省大检修时间，大检修开始停车前筛选出不需要检修的安全阀进行在线检测，尤其是大口径、安装位置高的安全阀计划安排在非大检修时进行在线检测，既为大修节省时间，又减少了拆卸、吊装、安全的工期和费用(以目前某晶体硅3.6万吨/年项目精馏单元口径大于80毫米，安装位置特殊的安全阀为例，通过测算，每年节省吊车等辅助费用至少30万元。)；
39.②
若在离线校验台整定后的安全阀经运输、就位安装等环节的影响安全阀的启跳压力往往发生变化，对此，利用本发明设计的检测系统和方法在投料开车前对此安全阀进行再次启跳压力和密封压力的检测；
40.③
对由于安全阀的弹簧刚度太大引起安全阀出现阀瓣频跳或颤振，在现场改用刚度适当的弹簧后，对安全阀进行启跳和密封的在线检测；或安全阀的调节圈调整不当，使回座压力过高引起安全阀出现阀瓣频跳或振动，通过重新调整调节圈位置后，再次在线进行启跳和密封检测。
41.本发明中的安全阀在线检测系统及检测方法检测精确度高，误差因素减至最小。通过选用精度等级较高的仪器、合理标定检测仪，等办法，提高检测准确度。
附图说明
42.图1为本发明实施例2中的安全阀在线检测系统进行在线检测时的结构示意图；
43.图2为本发明实施例2中的空腔的结构示意图；
44.图3为本发明实施例2中的安全阀在线检测系统投用前密封试验时的结构示意图；
45.图4为本发明实施例2中的安全阀在线检测系统模拟检测时的结构示意图；
46.图5为本发明实施例2中的安全阀在线检测系统的安装平台的主视图；
47.图6为本发明实施例2中的安全阀在线检测系统的安装平台的俯视图；
48.图7为本发明实施例2中的安全阀在线检测系统的三爪卡的单爪主视图；
49.图8为本发明实施例2中的安全阀在线检测系统的三爪卡的单爪俯视图；
50.图9为本发明实施例2中的安全阀在线检测系统的底座的结构示意图。
51.图中：1-高压氮气瓶；2-减压阀；3-第一快速接头；4-第一阀门；5-第一球阀；6-压力传感器；7-第二快速接头；8-安全阀；9-空腔；10-第三球阀；11-第二阀门；12-第二球阀；13-安全阀泄放缓冲罐；14-第五球阀；15-压力表；16-第四球阀；17-安全阀；18-压力容器；19-高压软管；20-钢管；21-垫片；22-双头螺栓；23-外丝接头；24-内丝接头；25-弯头；26-压力表接头；27-三通；28-压力开关；29-三通；30-盲板；31-盲法兰；32-底座；33-三爪卡；34-双头螺栓；35-安装平台；36-平板；37-支腿；38-脚板；39-盲法兰；40-钢管；41-圆柱体。
具体实施方式
52.为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
53.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
54.实施例1
55.本实施例提供一种安全阀在线检测系统，包括：
56.介质储存单元，用于储存安全阀检测用介质；
57.输送管路，与介质存储单元连接，输送管路用于输送安全阀检测用介质；
58.空腔，通过输送管路与介质储存单元连接，空腔用于缓存安全阀检测用介质，空腔包括：空腔本体、设置于空腔本体上的空腔入口、空腔第一出口、空腔第二出口，空腔入口通过输送管路与介质储存单元连接，空腔第一出口用于与待检测的安全阀进口连接；
59.第一阀门，设置于介质储存单元与空腔之间的输送管路上，用于向空腔内补气；
60.第二阀门，设置于空腔第二出口的连接管路上，用于对空腔进行泄压；
61.第一压力检测单元，设置于第一阀门与空腔之间的输送管路上，且靠近于空腔入口，第一压力检测单元用于检测空腔内的介质压力，并发送给控制单元；
62.控制单元，用于通过调节第一阀门、第二阀门来控制空腔内的压力为预设压力，对安全阀进行在线启跳压力、密封试验的检测。
63.本实施例还提供一种使用上述的安全阀在线检测系统的检测方法，包括以下步骤：
64.将待检测安全阀的安全阀进口与空腔第一出口连接，通过介质储存单元提供检测用介质；
65.通过控制单元调节第一阀门、第二阀门来控制空腔内的压力为预设压力，对安全阀进行在线启跳回落压力的密封试验检测，若在线启跳回落压力的密封试验检测合格，再
对安全阀进行在线回座压力的密封试验检测。
66.本实施例中的安全阀在线检测系统及检测方法的有益效果：
67.对申请延期一年以上长周期运行的安全阀进行不停车在线进行启跳压力和密封压力的检测，满足相关法律法规要求，符合相关主管部门对在用安全阀每年至少校验一次的要求。
68.实施例2
69.如图1～9所示，本实施例提供一种安全阀在线检测系统，包括：
70.介质储存单元，用于储存安全阀8检测用介质；
71.输送管路，与介质存储单元连接，输送管路用于输送安全阀8检测用介质；
72.空腔9，通过输送管路与介质储存单元连接，空腔9用于缓存安全阀8检测用介质，空腔9包括：空腔本体、设置于空腔本体上的空腔入口、空腔第一出口、空腔第二出口，空腔入口通过输送管路与介质储存单元连接，空腔第一出口用于与待检测的安全阀进口连接；
73.第一阀门4，设置于介质储存单元与空腔9之间的输送管路上，用于向空腔9内补气；具体的，本实施例中第一阀门4为电动调节阀，用于补气。
74.第二阀门11，设置于空腔第二出口的连接管路上，用于对空腔9进行泄压；具体的，本实施例中第二阀门11为电动调节阀，用于泄压。
75.第一压力检测单元，设置于第一阀门4与空腔9之间的输送管路上，且靠近于空腔入口，第一压力检测单元用于检测空腔9内的介质压力，并发送给控制单元；
76.控制单元，用于通过调节第一阀门4、第二阀门11来控制空腔9内的压力为预设压力，对安全阀8进行在线启跳压力、密封试验的检测。
77.具体的，本实施例中的安全阀8为弹簧式安全阀，且为弹簧式直接载荷式安全阀。
78.优选的是，介质储存单元包括：储存罐、与储存罐连接的减压阀2，储存罐与空腔9连接，储存罐用于储存安全阀8检测用介质，减压阀2设置于储存罐与空腔9之间的输送管路上，且位于第一阀门4上游，减压阀2用于对储存罐减压的气体减压便于安全阀8检测时所需的压力。具体的，本实施例中的储存罐为高压氮气瓶1，检测用介质为氮气。
79.优选的是，第一压力检测单元包括：第一压力检测模块、报警模块、第一显示模块，第一压力检测模块用于检测空腔9内的压力并发送给控制单元，第一显示模块用于显示控制单元接收到的压力值，当空腔9内的压力超过报警压力值，控制单元控制报警模块发出报警指令并自动调节第二阀门11开度泄压。具体的，本实施例中的第一压力检测单元为压力开关28。
80.优选的是，所述的安全阀在线检测系统，还包括：第二压力检测单元，设置于第一阀门4与空腔9之间的输送管路上，第二压力检测单元用于检测并显示输入管路内的压力。具体的，本实施例中的第二压力检测单元位于第一压力检测单元的上游。具体的，本实施例中的第二压力检测单元包括压力传感器6(带压力开关)。
81.优选的是，第一快速接头3，设置于第一阀门4与介质储存单元之间的输入管路上；
82.第二快速接头7，设置于第二压力检测单元与空腔9之间的输入管路上。
83.优选的是，所述的安全阀在线检测系统，还包括：安装支架，用于支撑安装空腔9，安装支架包括：安装平台35、设置于安装平台35上的三爪卡33，空腔9还包括设置于空腔本体下的底座32，三爪卡33与底座32连接。
84.具体的，本实施例中高压氮气瓶1、减压阀2、高压软管19、第一快速接头3、钢管20、第一阀门4、第二压力检测单元、第二快速接头7、第一压力检测单元、空腔9依次连接。第二压力检测单元通过三通27分别与第一阀门4、第二快速接头7连接，第二压力检测单元与三通27之间连接设置有第一球阀5。
85.空腔第一出口与待检安全阀8进口相通，待检安全阀8通过管道与安全阀泄放缓冲罐13通过管道连接，待检安全阀8与安全阀泄放缓冲罐13之间的管道上设置有第二球阀12，空腔第二出口与第二阀门11连接。
86.空腔9还包括设置于空腔本体上的空腔第三出口，空腔第三出口通过管道与压力容器18连接，空腔9与压力容器18之间的管道上设置有第三球阀10。压力容器18通过管道与正常使用的安全阀17连接，压力容器18与正常使用的安全阀17之间的管道上设置有第四球阀16。压力容器18通过管道与压力表15连接，压力容器18与压力表15之间的管道上设置有第五球阀14。
87.具体的，本实施例中安全阀在线检测系统中高压氮气瓶1(带专用瓶阀的)提供的检测介质氮气通过减压阀2、高压软管19、第一快速接头3、钢管20、第一阀门4、第二快速接头7进入检测系统中空腔9，空腔9与待检安全阀8进口相通，并利用第二阀门11，对安全阀8进行启跳压力和密封试验压力进行检测，与此同时，氮气通过第一球阀5进入第二压力检测单元(带压力开关)，待检安全阀8进行检测时，第三球阀10处于关闭状态，第二球阀12处于全开状态(而压力容器18上第四球阀16处于全开状态，安全阀17投入使用状态，第五球阀14处于全开状态与压力表15相连，测量并显示该在役压力容器18运行的压力)。第一快速接头3与压力传感器6及第一快速接头3与第二快速接头11之间为钢管20连接。
88.本实施例中的安全阀在线检测系统的组成、构造：
89.(1)储存罐高压氮气瓶1的选用。如图1所示，高压氮气瓶1(带专用瓶阀的)选40l容积，为检测系统提供高压氮气。租用经过国家有关授权的专业机构进行检验合格的，并在使用有效期内的专用无缝钢瓶；
90.(2)减压阀2的选用。如图1所示，减压阀2为氮气等气体的标配减压阀，选择farflow 813减压阀的本体是由黄铜《hpb59-1》制成。farflow 818型减压阀进气接头内螺纹与瓶阀外螺纹尺寸为g5/8"，接头的内径尺寸为5.5mm,出气接头与高压软管19外螺纹相连，螺纹规格为g5/8"，内径尺寸为5.5mm，其最大流量为80m3/h。减压阀2本体上还装有高压氮气表和低压氮气表，分别指示高压气室(即氮气瓶内)和低压气室内的压力(即工作压力)。高压氮气表的量程为0～25mpa。低压氮气表的量程为0～4mpa。
91.(3)高压软管19的选用。如图1所示，与减压阀2、第一快速接头3之间连接采用高压软管19，根据待检安全阀8的整定压力大小，本实例选用外径￠10mm高压钢丝软管；其最大长度根据待检安全阀8安装最高位置确定，本实例选用40米长；本实例购买高压软管19一端外螺纹接头与减压阀2内螺纹尺寸为g3/8"匹配，另一端外螺纹与第一快速接头3一端的内螺纹尺寸为g3/8"相匹配连接。
92.(4)钢管20、三通27、压力表接头26、弯头25、第一阀门4之间的连接方式。如图1所示中，在第一快速接头3另一端外螺纹g3/8"与第一阀门4的一端内螺纹g3/8"相适配，内径尺寸为6.0mm。第一阀门4的另一端内螺纹g3/8"与外螺纹相匹配后与钢管20焊接，钢管20与三通27一端焊接，三通27上端与第一球阀5焊接，三通的另一端与第二快速接头7的一端焊
接，第二快速接头7另一端与空腔9之间用钢管20焊接，以及空腔9与第二阀门11之间的管道选用q345碳钢或不锈钢金属管道￠10*2mm焊接而成；第一球阀5另一上端通过焊接三通29、焊接90度弯头25、钢管20分别与2个压力表接头26焊接后，与2个压力传感器6的外螺纹匹配连接，压力表接头26的螺纹接口为m20*1.5。
93.(5)第一快速接头3、第二快速接头7的选用。如图1所示，第一快速接头3、第二快速接头7，选用两端开闭式快速接头，它由接头体、单向阀阀芯、外套、钢球、弹簧和密封组成。接头体的内腔有一个单向阀，当两个接头体分离开时，单向阀阀芯在各自的弹簧作用下外伸，并顶压在接头体的锥形孔上，使通路关闭，两边管子内的流体被封闭在管中不能流出；当两个接头体连接时，单向阀阀芯前端的两顶杆相碰，迫使阀芯离开接头体的锥形孔，使两边管子内的流体相通，两个接头体用钢球锁紧，工作时，外套在弹簧作用下把钢球压在接头体的u形槽内，使接头体连接。本实施例中的第一快速接头3、第二快速接头7选用开闭式液压快速接头，其材质为304不锈钢，也适用于氮气为介质的场合。公称压力为350kgf/cm2，介质温度为-20℃～+80℃。规格(英寸)g3/8"，额定压力(psi)2000，相当于20mpa。第一快速接头3另一端外螺纹g3/8"与第一阀门4的一端内螺纹g3/8"，内径尺寸为6.0mm，匹配第一快速接头3。第一快速接头3通过内丝接头24与钢管20连接后与空腔9连接，第二快速接头7通过外丝接头23与钢管20连接后与空腔9连接。
94.(6)第一阀门4、第二阀门11的选用(第一球阀5为手动阀，其公称直径、公称压力与第一阀门4一致)。如图1所示，第一阀门4、第二阀门11均为电动调节阀，第一阀门4、第二阀门11都选用内螺纹连接g3/8"，内径尺寸为6.0mm的专用调节阀与管道相连接，不选球阀和蝶阀。由电动执行机构和调节阀连接组合后经过机械连接装配、调试安装构成电动调节阀。工作电源：dc24v,ac220v,ac380v等电压等级。输入控制信号：dc4-20ma或者dc1-5v，反馈控制信号：dc4-20ma(负载电阻碍500欧姆以下)；通过接收工业自动化控制系统的信号(如：4～20ma)来驱动阀门改变阀芯和阀座之间的截面积大小控制管道介质的流量、温度、压力等工艺参数，实现自动化调节功能。新型电动调节阀执行器内含饲服功能，接受统一的4-20ma或1-5v
·
dc的标准信号，将电流信号转变成相对应的直线位移，自动地控制调节阀开度，达到对管道内流体的压力、流量、温度等工艺参数的连续调节；电动调节阀采用api等国际先进标准。公称通径6mm，公称压力40.0mpa,工作温度-196℃-800℃的阀门，产品材质选304不锈钢。
95.(7)第二压力检测单元为压力传感器6，压力传感器6的选用。如图1所示，压力传感器6，压力传感器6包括压力变送器能满足各种工况环境下气体的压力监控。paw压力变送控制器的量程:-0.1～60mpa(max)，测量精度：精度等级:0.1、0.2、0.5，本实施例选用精度等级为0.5级，温度影响:
±
0.07％fs/10℃，稳定性:
±
0.10％fs/年，重复性误差:
±
0.10％fs；工作电压:dc24vdc，介质温度:-20℃～85℃；采用进口压力芯体作测量单元，精度高，线性好，抗冲击，耐腐蚀；表体自带led显示，支持两线制4-20ma信号输出。
96.(8)第一压力检测单位为压力开关28，压力开关28的选用。如图1所示，拟采用具有操作简单、智能化程度高、反应快精度高等优点的电子式智能压力控制开关。压力开关28采用高精度、高稳定性能的压力传感器6和变送电路，再经专用cpu模块化信号处理技术，实现对介质压力信号的检测、显示、报警和控制信号输出。压力开关28采用的弹性元件有单圈弹簧管、膜片、膜盒及波纹管等。压力开关28的工作原理：是当系统内压力高于或低于额定的
安全压力时，感应器内碟片瞬时发生移动，通过连接导杆推动开关接头接通或断开，当压力降至或升到额定的恢复值时，碟片瞬时复位，开关自动复位，或者简单的说是当被测压力超过额定值时，弹性元件的自由端产生位移，直接或经过比较后推动开关元件，改变开关元件的通断状态，达到控制被测压力的目的。本实施例压力开关28选用常闭式。压力开关28的压力范围内可根据实际需求选定的压力值进行选购买，本次实例选用4.0mpa。
97.(9)空腔9选用。如图2所示，空腔9，本实例选用304不锈钢材质，空腔9壁厚略大于压力容器18壁的壁厚，空腔9的高度与爆破片的夹持器高度一样(55mm)，空腔9的外径与夹持器外径相同(￠150mm)，空腔9的内径详见图2，在空腔9壁相互成180度方向上钻孔￠5mm,与来自氮气管￠10*2mm相连，另外一个钻孔￠5mm，与第二阀门11进口管￠10*2mm焊接。空腔9的形状尺寸如下图2所示。
98.(10)三通27为等径三通：如图1所示，材质与钢管20材质一致，本实例选用304不锈钢，规格：外径￠10*10*10，内孔直径6mm。
99.(11)弯头25：如图1所示，材质与钢管20材质一致，本实例选用304不锈钢，90度弯头25，规格￠10*2，内孔直径6mm，数量共计2个。
100.(12)压力表接头26：如图1所示，材质与钢管20材质一致，本实例选用304不锈钢，规格m20*1.5，内孔直径6mm，数量共计2个。
101.(13)钢管20：如图1所示，本实例选用规格为￠10*2mm，304不锈钢，总长度约1200mm。
102.(14)垫片21：如图1所示，根据安全阀8整定压力大小和检测所用的介质、温度等因素进行决定垫片21材质，材质可选择聚四氟乙烯、金属缠绕垫复合聚四氟乙烯、金属垫，压力等级比安全阀8压力至少高一级，本实例选金属缠绕垫复合聚四氟乙烯。垫片21设置于空腔9与安全阀8进口连接处，金属垫材料为低碳钢、金属带材料为0cr18ni9；公称通径100mm；公称压力4.0mpa(40bar)；垫片21尺寸标准gb/t4622.2－2003；其标记为：缠绕垫d1222－dn100－pn40。
103.(15)双头螺栓22：如图1所示，材质为q345或304不锈钢，根据待检安全阀8时，夹持器所用的螺栓规格相同，本实例选用8.8级高强度双头螺栓22，材质为q345，规格为m18*180mm。用一组双头螺栓22，通过安全阀8和第三球阀10之间夹持器的上下法兰把垫片21、空腔9固定在夹持器位置。
104.(16)盲板30：如图3所示，本实例选用材质为聚四氟乙烯，厚度3mm，检测系统模拟检测投用前密封试验用，盲板30用于密封空腔9。
105.(17)盲法兰31：如图3所示，材质为q345r，本实例选用公称压力4.0mpa，公称直径dn100mm，检测系统投用前密封试验用，盲板30通过盲法兰31与空腔9连接。
106.(18)底座32：如图4、9所示，检测系统投用前模拟调式或模拟检测用，它包括：盲法兰39、钢管40、圆柱体41。钢管40为圆钢管短节，盲法兰39与钢管40、钢管40与圆柱体41、圆柱体41上下盖板与圆柱壳体之间都采用焊接联接；底座32材质为q345r，本实例选用盲法兰39公称压力4.0mpa，公称直径dn100mm；圆钢管短节q345r外径120mm，壁厚10mm，长度150mm；圆柱外径为340mm，上下盖板及壁厚都是20mm厚，材质为q345r，与模拟平台35表面接触的表面粗糙度为6.3。
107.(19)三爪卡33：如图7、8所示，本实例数量为三个，材质q345r，与安装平台35、底座
32中的圆柱表面、与双头螺栓34接触表面，其接触表面的表面粗糙度为6.3，安全阀8在线检测前模拟调试用。
108.(20)双头螺栓34:如图4所示，本实例选用6套m24*130mm，性能等级8.8高强度螺栓，安全阀8在线检测前模拟调试用，三爪卡33通过双头螺栓34与安装平台35连接。
109.(21)模拟检测平台35：如图4～6所示，它包括平板36、支腿37、脚板38，平板36用于支撑空腔9，支腿37设置于平板36下方，脚板38与支腿37底部连接；本实例平板36选用材质为q345r，厚度40mm，表面粗糙度为6.3，并在平面上开了三个槽，槽深40mm、槽宽25mm、槽长125mm；支腿37材质为q345r，100*100mm方钢，长度800mm；脚板38厚度为40mm，200*200mm，用膨胀螺栓m20*110固定在砼地面上或钢板上。
110.如图3所示，检测操作前准备工作(或检测顺序)
111.1、本检测系统的各个元件清理干净、吹扫合格后，把各个元件进行组装；
112.2、检查检测系统中的第一压力检测单元、第二压力检测单元应当符合要求。第二压力检测单元包括两块规格相同的压力传感器6，其精确度等级不应当低于1.0级，压力传感器6的量程应当为安全阀8校验压力的1.5～3.0倍(压力传感器6必须定期进行检定，检定周期为6个月)；
113.3、第一压力检测单元安装通电后检查各类参数、量程和零点正常后对其进行投用；
114.4、plc通电初始化后检查cpu及各模块运行状态是否正常；
115.5、手动打开介质储存单元的充气阀，对这套在线检测系统进行密封性检查合格，如图3所示；
116.6、在这套在线检测系统进行检测前，对安全阀8进行离线模拟调试，如图4所示。通过模拟调试检查第一压力检测单元、第二压力检测单元的灵敏度、精确度，提高这套系统的检测精准度。安全阀8启跳压力或整定压力模拟调试步骤：(1)检查检测系统各零部件安装完成，密封试验合格后，且处于正常状态。(2)在控制单元(plc)上位机界面设定安全阀8校验启跳压力值p1(不同规格安全阀8启跳压力值不同，需根据实际安全阀8设定启跳压力值)，编译安全阀8启跳声光指示灯控制逻辑是否正确，将第一阀门4和第二阀门11控制模式设定为自动。(3)打开介质储存单元开始充气，直到第一压力检测单元实测压力值p3和第二压力检测单元实测压力值p4的压力信号在启跳压力设定值p1误差范围内，即p1(1
±
k％)范围内，若启跳指示灯不亮，则需检查控制逻辑、接线回路、安全阀8各零部件动作是否故障，若存在故障，处理正常后重新按以上步骤模拟调试。若启跳指示灯亮，则模拟调试正常，填写相关调试记录，手动关闭第一阀门4，打开第二阀门11排除多余气体，将系统恢复至试验前状态。便可到现场开始启跳试验(注：k％＝
±
0.10％，为远传压力表15检测精度)。
117.7、检查待检安全阀8的台账，查找如上次检测日期、整定压力、密封压力、安装位置等校验记录及报告信息是否齐全；
118.8、对待检安全阀8进行外观检查(安全阀8的铅封是否完好、安全阀8进口前和出口后的阀铅封是否完好并且处于正常开启位置、安全阀8有无泄漏、其外表有无腐蚀情况、爆破片装置是否完好)，并做好记录；
119.9、检查控制单元plc上位机系统安全阀8启跳提示记录是否正常显示；
120.10、关闭安全阀8进口前手阀或根部阀，以及后手阀(若无后手阀，把安全阀8至泄
放缓冲罐的压力降为零)；
121.11、拆去爆破片及夹持器。
122.本实施例的安全阀在线检测系统，其解决方案就是在一只待检的安全阀8与压力容器18之间与安全阀8进口连接的根部阀(习惯称之为根部阀)关闭后，安装本实施例中的安全阀在线检测系统的工装，借用高压氮气瓶1提供合适压力的氮气作为检测介质，采用自动调节阀、压力自动检测控制元件等措施对待检安全阀8进行在线启跳(整定)压力和密封试验的检测，不影响在役压力容器18的正常运行，在役压力容器18则通过另一只安全阀17受到超压保护。
123.具体的本实施例中的晶体硅生产装置中的其中一只待检安全阀8的启跳压力是185kpa，进口公称直径等于100mm。
124.本实施例还提供一种使用上述的安全阀在线检测系统的检测方法，包括以下步骤：
125.将待检测安全阀8的安全阀进口与空腔9第一出口连接，把设计制作的安全阀在线检测系统工装安装在安全阀8在用时的带夹持器的爆破片空间位置，并用双头螺栓22和垫片21固定好(采用同样规格的新的螺栓)，通过介质储存单元提供检测用介质；
126.通过控制单元调节第一阀门4、第二阀门11来控制空腔9内的压力为预设压力，对安全阀8进行在线启跳回落压力的密封试验检测，若在线启跳回落压力的密封试验检测合格，再对安全阀8进行在线回座压力的密封试验检测。该检测方法不影响在役压力容器18的正常运行，压力容器18连接两个安全阀，其中一个使用，一个备用，本实施例对于备用的安全阀8进行在线检测，压力容器18通过使用的安全阀17进行超压保护。
127.本实施例中的安全阀在线检测系统以及检测方法，特别适用于大型的石油、化工、能源企业连续生产运行的装置中盛装气体或气液混合介质的压力容器18上安装的弹簧式安全阀8的在线检测。现有技术中，在压力容器18上分别安装有两个弹簧式安全阀，一个安全阀8使用，另外一个备用，每个安全阀进口必须有根部阀与压力容器18相连，在根部阀与安全阀8进口之间配带夹持器夹持爆破片或法兰短节。
128.优选的是，空腔9的安装位置为待检测的安全阀8与根部阀之间装有带夹持器的爆破片或法兰短节的位置。
129.优选的是，所述步骤对安全阀8进行在线启跳回落压力的密封试验检测的具体方法为：
130.打开第一阀门4、关闭第二阀门11，通过介质储存单元提供检测用介质，当待检测安全阀8启跳回落时，若第一压力检测单元检测到空腔9内的压力为第一预设压力，则控制器联锁控制关闭第一阀门4，并断开第一快接头，自动调节第二阀门11仍处于关闭状态，检测由介质储存单元到安全阀8之间的管路以及零部件、由空腔9到第二阀门11出口的连接管路之间的管路以及零部件的密封点的密封性，具体检测第一快速接头3、第一阀门4、第一球阀5、压力传感器6、第二快速接头7、第二阀门11、垫片21密封点密封性，本实施例中的检测系统在投用前按照高于启跳压力100～150kpa进行了气密试验合格，若第一预设压力在第一预设时间内不变，则密封试验合格，否则密封试验不合格。
131.优选的是，第一预设压力为0.9倍启跳压力*(1+
±
0.10％)kpa，第一预设时间为3～10分钟。具体的本实施例中的第一预设时间为5分钟。
132.优选的是，所述步骤对安全阀8进行在线启跳回落压力的密封试验检测中，若第一压力检测单元检测到空腔9内的压力大于第一预设压力，则通过控制单元打开第二阀门11进行泄压，直至第一压力检测单元检测到空腔9内的压力为第一预设压力，再自动关闭第二阀门11；
133.若第一压力检测单元检测到空腔9内的压力小于第一预设压力，则通过控制单元打开第一阀门4进行补气，直至第一压力检测单元检测到空腔9内的压力为第一预设压力，再关闭第一阀门4，复查系统中第一快速接头3、第一阀门4、第一球阀5、压力传感器6、第二快速接头7、第二阀门11、垫片21密封点密封性，若第一预设压力在第一预设时间内不变，则密封试验合格，否则密封试验不合格。
134.优选的是，所述步骤对安全阀8进行在线回座压力的密封试验检测的具体方法为：
135.打开第一阀门4、关闭第二阀门11，通过介质储存单元提供检测用介质，当待检测安全阀8回座时，若第一压力检测单元检测到空腔9内的压力为第二预设压力，则控制器控制关闭第一阀门4，检测由介质储存单元到安全阀8之间的管路以及零部件、由空腔9到第二阀门11出口的连接管路之间的管路以及零部件的密封点的密封性，具体检测第一快速接头3、第一阀门4、第一球阀5、压力传感器6、第二快速接头7、第二阀门11、垫片21密封点密封性，若第二预设压力在第二预设时间内不变，则密封试验合格，否则密封试验不合格。
136.优选的是，第二预设压力为0.9倍启跳压力*(1+
±
0.10％)kpa，第二预设时间为3～10分钟。具体的，本实施例中的第二预设时间为5分钟。
137.优选的是，在对安全阀8进行在线回座压力时的密封试验检测，若检测结果不合格，所述方法还包括以下步骤：
138.若安全阀8的阀芯与阀座之间的密封面有颗粒或杂质，则通过氮气对安全阀8的阀芯与阀座之间的密封面吹扫至少两次，再用同样的方法对安全阀8进行在线回座压力的密封试验检测，若还是密封试验不合格，则拆卸安全阀8，修复或更换相应的零件后，重新进行安全阀在线检测系统的密封试验检测。具体的，本实施例中通过氮气对安全阀8的阀芯与阀座之间的密封面吹扫2～3次。
139.本实施例中的安全阀8在线检测启跳压力和密封试验压力方法的在线检测系统概述
140.1.用以下符号代表各组成部件：
141.p1定义为安全阀8校验启跳压力值，p2定义为密封试验压力值是启跳压力值的0.9倍(假设待检安全阀8的启跳压力都是大于500kpa)，p3、p4分别为第二压力检测单元的两个压力传感器6的实测压力值，具体的，这两个压力传感器6为远传压力变送器，p5为第二压力检测单元压力开关28的实际启跳压力值，压力单位均为kpa，v1为第一阀门4，v2为第二阀门11，n为高压氮气瓶1，v3为减压阀2，v4为第一球阀5，sv安全阀8，m为空腔9。
142.2.安全阀在线检测系统概述如下：
143.本实施例中的安全阀在线检测系统具有数据采集、过程控制、显示和记录等功能，以及集中显示、操作和管理。硬件控制单元采用西门子300系列plc模块，主要有电源、cpu、模拟量输出模块、模拟量输出模块、通讯模块(tcp/ip)和触摸屏显示器。可提供dc24v电源，具有两线制仪表4-20ma信号的输入和输出功能，将p3、p4、v1、v2接入plc模块，控制过程为p3和p4将检测到的压力信号转换成4-20ma信号输入cpu进行运算，cpu运算结果输出控制v1
和v2阀，达到控制要求。
144.安全阀在线检测系统包括：检测单元(变送器)、控制单元(调节器)、执行机构(调节阀)和被控对象，控制单元应用西门子step7 v5.5编程软件编写程序建立pid控制器，控制器设定自动和手动两种模式，p1定义为安全阀8试验启跳压力值，p2为控制目标值(密封试验压力值)，p3和p4为压力测量值，p5为实际启跳压力值，v1和v2为被控对象。
145.本安全阀在线检测系统使用西门子300plc编程软件编写程序实现自动控制，首先建立pid控制器，控制器设定自动和手动两种模式，p2为控制目标值(密封试验压力值)，p1定义为安全阀8校验启跳压力值185kpa，p2为密封试验压力值，p3和p4为压力测量值，p5为实际启跳压力值即启跳压力指示开关，v1和v2为被控对象(有可靠的压力控制与调节装置或者超压报警装置)。
146.3.待检安全阀8启跳压力检测：开始通氮气，将v1和v2调节阀投自动模式，pid控制器通过运算调节被控对象v1阀，当测量压力p3＝p1(1
±
2％),p4＝p1(1
±
2％),安全阀8起跳，启跳压力指示灯亮，则测试结束；p3和p4为压力测量值为p1(1
±
2％)(因p1》500kpa)，测试结果合格(注：p1(1
±
2％)为检测安全阀8启跳压力或整定压力的合格范围)。
147.4.待检安全阀8密封试验压力检测：启跳测试合格后，将v1和v2阀控制器投自动模式，pid控制器通过运算调节被控对象v1和v2，结合pid参数的调节，因为p1》300kpa，当测量压力p3》0.9*185kpa(1+
±
0.10％),p4》0.9*185kpa(1+
±
0.10％),控制器调节v2阀泄压，当测量压力p3《0.9*185kpa(1+
±
0.10％),p4《0.9*185kpa(1+
±
0.10％),控制器调节v1阀进行充气，直到p3和p4压力控制范围无限接近0.9*185kpa(1+
±
0.10％)，使检测系统进行入稳态状态，误差范围为
±
0.10％*185,当0.9*185kpa(1+
±
0.10％)＝p3和p4＝0.9*185kpa(1+
±
0.10％)时控制器将v1和v2阀关至0％，模式调整为手动模式，开始密封试验，经过t时间如5分钟后，若0.9*185kpa(1+
±
0.10％)＝p3和p4＝0.9*185kpa(1+
±
0.10％),持续观察1分钟，压力值无变化，则安全阀8的密封试验合格，密封试验结束；若经过t时间如5分钟后，持续观察1分钟，p3/p4缓慢持续下降，可能是密封不严，若p3/p4急剧下降，可能是未回座或出现卡涩或错位，停止检测，拆卸安全阀8修复后重新进行检测。
148.本实施例中的安全阀在线检测系统及检测方法，实现了安全阀8在线检测密封试验压力，使用外加氮气作为试验介质，能对易燃易爆有毒有害气体及流体中含有颗粒或杂质的介质进行检测，用于在线检测安全阀8的密封试验压力值。
149.现有技术中安全阀8在线检测仪在安全起跳和回座时对压力容器18内流体有一定的扰动影响，即压力容器18内流体出现扰动现象，主要体现在液位、压力的波动，对生产工艺的平稳操作调节带来麻烦，不利于安全稳定生产，会给现场检测人员带来潜在的安全风险。本实施例的安全阀8在线检测不会出现此问题，本实施例对安全阀8进行在线检测，使用外加氮气作为试验介质，与在用压力容器18介质无关，压力容器18内流体无扰动现象，有利于生产工艺的平稳操作调节，有利于安全稳定生产，保证了现场检测人员安全。
150.本实施例中的安全阀在线检测系统及检测方法的有益效果：
151.对在役压力容器18设备运行中的安全阀8所出现密封面有颗粒或杂质而出现泄漏的问题进行在线应急处理，对申请延期一年以上长周期运行的安全阀8进行不停车在线进行启跳压力和密封压力的检测，满足相关法律法规要求，符合相关主管部门对在用安全阀8每年至少校验一次的要求。安全阀8在线检测减少了拆卸、运输、吊装、回装的环节，既能缩
短检测时间，又能节省费用。
152.当安全阀8在常温、常压下进行离线冷态校验时，利用安全阀在线检测系统可以解决如下现场实际问题：
153.①
为了节省大检修时间，大检修开始停车前筛选出不需要检修的安全阀8进行在线检测，尤其是大口径、安装位置高的安全阀8计划安排在非大检修时进行在线检测，既为大修节省时间，又减少了拆卸、吊装、安全的工期和费用(以目前某晶体硅3.6万吨/年项目精馏单元口径大于80毫米，安装位置特殊的安全阀8为例，通过测算，每年节省吊车等辅助费用至少30万元。)；
154.②
若在离线校验台整定后的安全阀8经运输、就位安装等环节的影响安全阀8的启跳压力往往发生变化，对此，利用本实施例设计的检测系统和方法在投料开车前对此安全阀8进行再次启跳压力和密封压力的检测；
155.③
对由于安全阀8的弹簧刚度太大引起安全阀8出现阀瓣频跳或颤振，在现场改用刚度适当的弹簧后，对安全阀8进行启跳和密封的在线检测；或安全阀8的调节圈调整不当，使回座压力过高引起安全阀8出现阀瓣频跳或振动，通过重新调整调节圈位置后，再次在线进行启跳和密封检测。
156.本实施例中的安全阀在线检测系统及检测方法检测精确度高，误差因素减至最小。通过选用精度等级较高的仪器、合理标定检测仪，等办法，提高检测准确度。
157.选择设计压力传感器6和压力开关28既能现场显示，又能远传进入plc自动控制系统，并设置启跳压力在允许偏差内进行声光警示，既有视觉感知，又有听觉的感知；并且在正式投用前完成检测系统的回路测试和模拟联调，这样能安全有效的避免了安全阀8拉起过量，而导致安全阀8开启后不回座、介质过度流失等安全隐患，科学地实现了检测过程对工况没有扰动，保证了现场检测工作和检验人员的安全性。
158.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。