2．2 彈簧式安全閥在線測量整定的技術依據(jù)
根據(jù)對彈簧式安全閥開啟動作特性的分析[2]，可以得出：在外加力FW的作用下，一個安全閥從關閉到開啟，再由開啟到關閉的全過程中，外附加力FW的變化規(guī)律統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)的作用力之和正好為彈簧預緊力FT時，閥門微啟，增大了介質(zhì)作用面積Ｓ，使得用來克服彈簧預緊力FT的系統(tǒng)介質(zhì)的作用力急劇增大，其結果在瞬間減小了外附加力FW。從而出現(xiàn)第一個特征拐點Ａ。當外附加力FW逐漸減小而達到關閉點時，由于介質(zhì)作用面積忽然減小，為保持力的平衡關系，此時，外附加力會出現(xiàn)瞬間回升現(xiàn)象，即第二個特征拐點Ｂ。上述兩個特征拐點Ａ和Ｂ是在線條件下檢測彈簧式安全閥開啟壓力、回座壓力的技術依據(jù)。
圖2（ｂ）為冷態(tài)環(huán)境時的測試過程曲線，當安全閥未開啟之前，外附加力FW克服閥瓣靜態(tài)剛性力，當達到開啟點以后，外附加力改為克服彈簧的彈性力，兩者隨時間變化的斜率不同，從而出現(xiàn)第一個特征拐點C，同樣情況，在安全閥回座時也會出現(xiàn)另一個特征拐點D。這兩個特征拐點分別對應安全閥的開啟和回座動作位置點，這是作為冷態(tài)條件下測試彈簧式安全閥開啟、回座壓力的技術依據(jù)。
從以上分析可以看出，彈簧式安全閥在線測試技術的關鍵在于如何正確迅速地找到對應其開啟動作的特征點。
2.3柔性閥瓣的彈簧式安全閥的在線整定技術分析與探討
①人為因素影響對測量整定值的影響
目前，寶二發(fā)電公司現(xiàn)場采用的Crosby公司生產(chǎn)的便攜式液壓壓力整定裝置（HSPD），該測量裝置均須由操作者人工判別安全閥起跳的特征點和活塞的瞬時壓力值，通過手工計算出最終結果，整個測量過程均需多人密切協(xié)作參與，故測量結果的一致性受人為因素影響很大，測量精度難以確保。此類產(chǎn)品僅適用于自己廠家生產(chǎn)的安全閥，對國產(chǎn)和其他廠家安全閥就顯得無能為力。九十年代起，國內(nèi)也出現(xiàn)部分仿制型，在技術上并無太大突破，仍然存在測量一致性差、測量精度低的缺點。
NSH系列安全閥在線定壓儀系由北京邦備機電技術有限公司及北京勞動安全技術裝備中心研制開發(fā)的新型便攜式儀器，其基本工作原理等同于英國FURMANITE的TREVITEST安全閥檢測系統(tǒng)和Crosby公司的便攜式液壓壓力整定裝置（HSPD），但在設計和工藝上有重大突破。NSH系列安全閥在線校驗儀可在機組停運或運行的情況下，僅需2-5秒開啟時間即可完成對安全閥進行在線性能檢測和工作參數(shù)檢測，也可對經(jīng)檢測不合格的安全閥進行在線整定，可以測量和記錄安全閥的開啟壓力和安全閥所在位置系統(tǒng)介質(zhì)壓力等參數(shù)。
② 柔性閥瓣的密封面積S對整定值的影響
“柔性閥瓣”結構是在閥瓣的密封面背側加工有一道環(huán)形的凹槽，使密封面具有一定的彈性，將系統(tǒng)壓力導入閥瓣密封面背側的環(huán)形凹槽，并作用在與閥瓣密封面相對的環(huán)形斜面上。隨著運行壓力的升高，閥瓣密封面被系統(tǒng)的壓力向下推壓產(chǎn)生微小變形并與噴嘴密封面緊密結合，隨著壓力的增加，閥瓣密封面會由其外徑對應的面積向其內(nèi)徑對應的面積變化，從而使閥門預泄點推遲。
因此，引起柔性閥瓣的彈簧式安全閥的密封面積S的變化的因素主要有以下兩個方面。
其一，隨著具有柔性閥瓣的彈簧式安全閥的解體研磨檢修，使得閥瓣的密封面積S逐漸增大，系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)壓力PX對閥瓣所產(chǎn)生的作用力Fx逐漸增大，勢必造成柔性閥瓣的彈簧式安全閥的開啟壓力P的測量結果偏小。所以，如長期不加以修正，可能引起安全門的拒動。
其二，由于柔性閥瓣結構使得密封面具有一定的彈性，隨著系統(tǒng)介質(zhì)的壓力和溫度的升高，閥瓣密封面一方面在系統(tǒng)介質(zhì)所產(chǎn)生的向下推壓力的作用下發(fā)生微小變形，另一方面閥瓣的密封面隨其溫度的升高發(fā)生膨脹變形，其結果是引起柔性閥瓣的密封面積S發(fā)生變化。
在大多數(shù)安全閥在線整定裝置的設計中，安全閥的密封面積S被視為定值，
安全閥的密封面積計算的一個近似公式，它是綜合考慮了各種因素而提出的，它與理論計算和實際整定過程中的安全閥的密封面積均存在有一定的差距。

經(jīng)過計算分析可以得出，如果僅不考慮系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)的工作壓力PX變化對柔芯閥瓣的密封面積S的影響的條件下。具有柔芯閥瓣的彈簧式安全閥開啟壓力在線測量的相對誤差值已大于2％，遠遠超出了安全閥整定的起座壓力允許范圍為整定壓力值的1%的規(guī)定[3]。
由此可見，在彈簧式安全閥在線測量整定過程中，系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)的工作壓力PX對柔性閥瓣的密封面積S的影響還是相當嚴重的，如不加以考慮，就勢必造成安全閥的拒動或誤動，嚴重威脅著設備的安全。
因此，對于具有柔性閥瓣的彈簧式安全閥在線整定的關鍵是準確確定安全閥的密封面積。
對于彈簧式安全閥來講，彈簧的壓縮(放松)與壓力的理論關系是一個重要的參數(shù)。它是安全閥廠家必須提供的。它表示彈簧正向或反向旋轉調(diào)整螺母一周，其安全閥起跳壓力值升高或降低ΔΡ，此值為理論標準值，但必須注意不同的安全閥此值是不同的。利用安全閥的該重要參數(shù)即可計算出安全閥的密封面積和當前安全閥的起跳壓力。計算的具體過程為：在系統(tǒng)介質(zhì)的工作壓力PX的情況下，使用安全閥在線整定裝置，安全閥起跳動作時加在閥桿上的外附加力為FW1；在保持系統(tǒng)介質(zhì)壓力PX穩(wěn)定的條件下，調(diào)節(jié)安全閥調(diào)整螺母一周后，此時安全閥起跳時加在閥桿上的外附加力為FW2，安全閥的起跳壓力變化為ΔΡ（視其為矢量，即增加為+，減小為－）。

此方法必須保持在系統(tǒng)介質(zhì)壓力穩(wěn)定的前提下進行，它避免了大量的實際測量和計算工作，實現(xiàn)了安全閥的密封面積未知的情況下對起跳動作壓力的在線測量。需要指出的是，此方法計算得到的面積S已不是完全意義上的安全閥的密封面積，它是整合了整個測試過程中的所有影響密封面積的因素后得出的數(shù)值，所以，由此得到的安全閥的開啟動作壓力更接近于實際動作值。經(jīng)過現(xiàn)場的實際測試，采用此方法得到的安全閥的開啟動作壓力較常規(guī)方法要準確的多，與實際開啟動作壓力的誤差在1％以內(nèi)，符合有關標準規(guī)定值。

3 結束語

⑴對于彈簧式安全閥在線測量整定技術的關鍵在于如何正確迅速地找到對應開啟動作的特征點。采用NSH系列安全閥在線定壓儀是解決測量結果的一致性和準確性,免受人為因素影響的有效措施。
⑵根據(jù)對具有柔性閥瓣的彈簧式安全閥起跳過程的研究分析可以看出，確定柔性閥瓣的彈簧式安全閥開啟瞬間閥瓣的密封面積S是確保安全門開啟動作準確的關鍵。
⑶在保持系統(tǒng)介質(zhì)壓力PX穩(wěn)定的前提下，根據(jù)彈簧的特性參數(shù)可實現(xiàn)在密封面積S未知的情況下，對彈簧式安全閥的起跳動作壓力的在線測試。它整合了整個在線測試過程中的所有影響密封面積S的因素，所以，由此得到的安全閥的開啟動作壓力更接近于實際動作值。