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安全阀热态试验台架

造成我国安全阀技术水平相对落后的关键问题是安全阀热态试验技术的落后。安全阀是 “小阀门、大台架”。安全阀热态试验台架包含锅炉、容器、控制阀和控制系统，造价近亿元，试验技术远比安全阀本身复杂得多。目前，安全阀热态试验主要是依照美国标准ASME PTC 25，此标准规定了对试验过程和测试精度的要求，但如何实试验过程则是一大挑战。安全阀热态试验装置最早出现在美国。目前美国Tyco公司分别在Stafford、Wrentham等地建有热态试验台架。建于Wrentham的试验台架始建于1949年，后来逐步完善，试验介质为饱和蒸汽，设计压力10.3MPa。建于Stafford的试验台架，试验介质为饱和蒸汽，最大试验压力10.2MPa。美国以上试验台架存在进行大口径、大排量安全阀热态试验中存在安全阀频跳问题。即安全阀在一次测试过程中会出现多次的开启与回座，试验过程将对安全阀的密封面将造成显著的损伤。另一方面，安全阀设计和制造工艺不合理也会造成安全阀的频跳，此是安全阀所需严格避免的产品缺陷。而由于试验装置和方法的不足所带来的安全阀测试中的频跳将会掩盖产品本身的问题，这去在安全阀的实际使用中埋下重大安全隐患。中国合肥通机械检测院和国家特种泵阀工程技术研究中心具有安全阀的型式试验资质，但没有以蒸汽为介质的热态试验系统。国内共有3套热态安全阀试验台架建，都采用实验台架整体升压直至安全阀起跳，进而测量安全阀机械性能的方法，安全阀业内称之为“自由膨胀法”。三套台架分别建在上海阀门厂、哈尔滨锅炉有限公司、中国船舶工业711所。 “自由膨胀法”不符合ASME PTC 25标准的要求，存在如下的缺点： (1) 自由膨胀无法满足高参数、大排量安全阀试验过程中稳定排放的要求； (2) 采用自由膨胀法，造成整定压力和排放压力测量值相同，无法准确测量排放压力； (3) 安全阀测量的额定开高比实际值偏低。另外，一个非常严重的问题是中国尚没有安全阀热态试验台架能够测量安全阀的排量系数。安全阀的排量系数是安全阀设计的核心，决定了安全阀的设计。我国由于没有可以测试安全阀热态排量系数的试验台架和技术，所以长期只能走模仿外国产品特别是美国产品的道路。设计大多只进行强度校核，没有核心技术，产品技术一直处于低端水平。华东理工大学经过多年攻关开发出了先进的高参数并符合ASME标准的安全阀热态试验台架，打破了国外的垄断。

华东理工大学 2021-04-11