浅谈施工现场阀门验收试验系统的实际应用

董秋爽

（辽宁建设安装集团有限公司，辽宁 沈阳 110000）

1 应用项目背景及阀门验收要求

由辽宁建设安装集团有限公司承建的某成品油库项目，包括铁路作业区、储油区、公路作业区、辅助生产区，包含的工艺管道、含油污水管网、雨水管网、消防及给排水管网各类起切断与调节作用的阀门，其中工艺系统阀门包括双关双断阀、闸阀、球阀、止回阀等，规格DN400～DN100区间，压力等级1.6MPa,数量1600余台。其中消防系统包含闸阀、球阀、截止阀、蝶阀等，规格DN350～DN50，压力等级1.6MPa,数量300余台。其他含油污水、雨水、给排水系统包含球阀闸阀数量也近150余台。

按照该项目设计文件要求，阀门的检验要求：

（1）阀门在到货前，必须对所采购的阀门的型号、规格及技术文件进行校核，其阀体上的标志应符合《通用阀门标志》GB12220的规定，到货时对外观质量进行检验，合格后方可接收。阀门的验收可参照《阀门的检查与安装规范》SY/T 4102执行。（2）阀门安装前应进行外观质量检查，其产品质量应符合标准的要求，阀门应完好，开启机构应灵活，阀杆应无歪斜、变形、卡涩现象；阀门不得有裂纹、氧化皮、粘砂、疏松等影响强度的缺陷，标牌应齐全。（3）阀门在安装前，应逐个对阀门的壳体进行液体压力实验和密封试验，试验介质为洁净水，试验介质温度应为5～20℃，不合格者不得使用。（4）阀门的壳体试验压力应为阀门在20℃设计压力的1.5倍（设计压力1.6MPa），密封试验压力应为阀门在20℃设计压力的1.1倍，阀门在试验压力下的持续时间不得少于5min。无泄漏为合格；阀门试验方法与试验步骤可参见《工业阀门 压力试验》GB13927的相关规定。（5）其他要求按照《工业金属管道工程施工规范》GB50235第4.2节执行。

2 系统及包含设施及试验范围

为实现阀门检验试验的目的，可以通过以下系统方案予以实现，阀门试验系统，包括升压设备、稳压设备、控制设备等主要设备（见图1）。

图1 试验系统图

1.打压泵进水管线；2.打压泵；3.止回阀；4.自制缓冲容器；5.电磁阀1；6.电子压力表1；7.待试验阀门；8.排气阀；9.柔性连接管；10.电子压力表2；11.电磁阀2；12.回水管；13.排液阀；14.球阀；15.旁路系统。控制系统设备：工业机、压力传感器、控制器。

该阀门试验系统工作压力范围：0～2.4MPa。阀门试验范围：DN50～DN400相关球阀、闸阀、蝶阀、电动球阀、电动闸阀、电动蝶阀等法兰接口形式阀门。其他试验使用的阀门和各种仪表连接主要以法兰连接和螺纹连接为主。

3 阀门试验系统原理

3.1 操作原理

自动操作原理是，试验清洁水通过打压泵进行充水加压，清洁水经过缓冲罐缓慢加压，由压力传感器及控制器进行设定，达到试验压力设定值P1时，两端电磁阀处于关闭状态，打压泵停止工作，进行保压300S，无压降和泄漏情况为合格，由现场工业机实时记录数据，生成相关记录。试验合格后，由操作人员按现场指示按键结束试验，排放试验介质（清洁水），回收反复试验使用。

操作过程中，若现场不具备工业机及各控制器条件，也可进行手动操作进行控制，通过启动打压泵进行升压，在缓冲罐入口处设置止回阀，通过排气阀排尽试验系统气体。现场电子压力表更换成机械压力表，通过压力表读数判断压力试验情况。人工填写试验记录，做好阀门标识。操作过程中若出现不合格，应仔细检查填料及密封处，及阀门两端盲板螺栓连接等。

3.2 控制原理

控制系统包括被控对象、测量元件变送器、控制器、执行器组成。现场通过工业机设定值参数指标，通过现场控制器，对执行器（电磁阀）控制实现管路的通断，通过管路开通，被控对象（待测量阀门系统）压力提升，通过就地测量元件电子压力仪表原件反馈到变送器（压力传感器），由压力传感器转化信号反馈到工业机系统，由工业机进行指令输出或停止，从而实现闭环的控制系统（见图2）。

图2 控制原理图

4 具体实施

4.1 设施制作与选择要求

序号2打压泵设备选择，打压设备首选220V交流打印泵，选择压力区间应符合实际试验情况，且负荷增加情况下设备质量良好，性能稳定。

序号3截止阀应选用与连接管道相匹配大小的阀门，压力等级符合试验范围。

序号4自制缓冲容器，一般选择由不小于φ273×6.5mm无缝钢管材质20#，长度选择不小于0.5m，焊接两侧盲板封头厚度不小于8钢板制成，制成后要进行外观检查，无明显质量缺陷的同时，应单独进行耐压试验试验压力等级为2.4MPa。

序号5和序号11试验执行设备电磁阀，应选择同种规格型号阀门，规格尺寸与连接管道相匹配，压力等级范围应满足试验压力范围。

序号6和序号10试验测量元件压力表，应选择同规格型号，量测范围及精度应满足试验要求。

序号8和序号13试验用的盲法兰端盖可自制或外采购，其端盖厚度应符合HG5010-52法兰盲板相关制作标准。安装时排气阀门应设置最高点，排泄阀门应设置最低点。阀门应选择球阀，材质及压力等级应满足试验需求。

序号14旁路试验阀，应选择球阀，规格大小应与连接管线相匹配，压力等级应满足试验要求。

其中序号12和15等连接管选用不低于DN20无缝钢管进行煨制焊接。

序号9高压柔性短管可自制或外采购，其耐压等级不小于2.4MPa。

其他附件及连接件，打压泵进水管与打压泵进水口匹配设置，其他各原件水箱、连接丝头、卡扣、垫片、螺栓等均应可靠耐用，符合试验所需数量及规格。

4.2 设施的安装

打压泵安装至水箱附近可靠位置，在通过管路水平连接止回阀，止回阀安装应方便操作处，后通过管路连接自制缓冲容器，缓冲容器可设置安全发或泄压阀等保护措施，再由管路进行水平连接电磁阀，2个电磁阀中间为待试验阀门试验区域，区域内垂直安装压力仪表，压力仪表均与传感器进行连接数据汇流至工业机，电磁阀均与控制器连接数据汇流至工业机。试验用水通过管路连接重新回水箱进行过滤多次循环利用。试验过程中，根据试验阀门的尺寸，调整两侧法兰端盖即可，密封垫选择可多次循环利用四氟垫。工业机设置在可与压力表可视范围内，操作空间应合理布置。待试验区域应通行通畅，便于试验人员安装待试验阀门或便于观察试验情况。试验过程阀门安装可设置焊接临时平台，架设壁架型吊装设备。

4.3 注意事项

（1）压力表需经有资质资格的检验单位检验合格，精度不低于1.6级，不少于2块，且量程为测定范围的1.5～2倍。（2）现场制作缓冲设备可由现场施工剩余短接钢管焊接形成，但需进行相关检测检验。（3）本实施系统方案，可集成在固定试压平台反复进行使用。（4）若提高试验压力等级需要对原连接各部件进行核算，是否满足承压标准。（5）试验方案应经报审批准合格，人员进行相关安全及技术交底方可实施。（6）试验时，具有方向性的阀门应进行检查的试验的方向。（7）进行液压试验时，就将阀门及试验系统的空气尽量排除。（8）试验时压力要逐渐增高，不允许急剧、突然地增压。（9）强度试验和密封性式验持续时间应为5min。小口径阀门试验时间可相应短一些，大口径阀门试验时间可相应长一些。在试验过程中，如有疑问可延长试验时间。强度试验时，不允许阀体和阀盖出现冒汗或渗漏现象。密封性试验，一般阀门只进行一次，安全阀、高压阀等生要阀门需进行两次。试验时，对低压、大口径的不重要阀门以及有规定允许渗漏的阀门，允许有微量的渗漏现象。（10）节流阀不作关闭件密封性试验，但应作强度试验及填料和垫片处的密封性试验。（11）试压中，阀门关闭力只允许一个人的正常体力来关闭；不得借助杠杆之类工具加力(除扭矩扳手外)，当手轮的直径大于等到于320mm时，允许两人共同关闭。（12）凡具有驱动装置的阀门，试验其密封性时应用驱动装置关闭阀门拮进行密封性试验。对手动驱动装置，还应进行用动关闭阀门的密封试验。（13）强度试验和密封性试验后装在主阀上的旁通阀，在主阀进行强度和密封性试验;主阀关闭件打开时，也应随之开启。（14）铸铁阀门强度试验时，应用铜锤轻敲阀体和阀盖，检查有否渗漏。（15）阀门进行试验时，除旋塞阀有规定允许密封面涂油外，其他阀门不允许在密封面上涂油试验。（16）阀门试压时，盲板对阀门的压紧力不宜过大，以免阀门产生变形，影响试验效果(铸铁阀门如果压得过紧，还会破损)。（17）阀门试压完毕后，应及时排除阀内积水并擦干净，还应作好试验记录。

5 实际特点、优点

该阀门试验实施方案可有效解决阀门试验过程中外部委托进行试验费用较高，且需要二次倒运增加人工机械成本增加，也能有效避免外部委托试验需要监督检验而增加的其他费用；有效解决阀门试验需要购买成套试验台设备费用较高问题，受场地环境因素条件问题和需要专业操作人员设备维修的时间滞后和费用问题；有效解决传统简易试验效率低下、精度不足问题；有效解决了简易试验和外委试验影响工序的连贯性问题。为了解决上述问题，在我公司组织技术人员实际解决相关难点，有效地在某国家成品油能力建设项目上得到了实际应用。通过阀门系统试验原理的设计，到试验设施，打压泵、缓冲器、电磁阀、电子压力表、法兰端盖、排空阀、排泄阀、联通旁路阀、金属连接管、柔性连接管等落实，再从自控优化上增设工业机、压力传感器、控制器等控制设置。不断试验与调整，最后形成了该方案阀门试验装置。

该装置相对结构简单，制造及维护成本较低，使用方便快捷，能有效地对阀门前进行试验验收，试验包括密封试验和强度试验，剔除质量达不到要求的阀门，提高管道系统的安装质量，减少了生产过程中的资源浪费，可有效避免系统正常运行过程中因阀门质量不合格而导致的跑冒滴漏、停工停产的问题，同时该装置可优化集成化，适用于同类型项目或工艺管道得试压试验中，使用安全、效果好，具有良好的社会效益和经济效益。

6 结语

总之，该实施方案在某成品油能力建设项目中得以实施应用，试验标准符合设计及验收规范。该试验系统装置设计先进可靠，使用方便在露天及野外等试验环境下适应能力强。并且在环境保护、节材、节地、节能方面有显著的优势外，使阀门试验周期大大减少，能有效提高试验效率，充分节省人力资源，能使工序有效衔接，加快工程项目建设，设备可重复使用，有较强的可操作性和实践推广意义。