高智能化、自动化和网络化的安全阀校验管理系统

高智能化、自动化和网络化的安全阀校验管理系统
林桥张胜军肖超波刘力成彭泰援邹家华王炽浩
【摘要】摘要针对目前安全阀校验受理效率低和校验结果受校验人员的技术水平及职业道德等人为因素影响较大，造成安全阀校验质量和效率不高的问题，开发了安全阀校验网上申请系统、解体清洗与粗调软件、校验操作端软件和出/入库软件。

通过压力传感器、条形码技术和计算机网络技术将校验软件与OA 系统数据库相连，实现了从约检、受理、缴费、解体清洗、粗调、整定压力校验、密封性能实验、入库、出库、校验记录填写、校验报告填写、审核和审批的整个流程的网络化作业。

【期刊名称】化工自动化及仪表
【年(卷),期】2014(000)008
【总页数】5
【关键词】关键词安全阀校验管理系统网上申请系统条形码技术 OA系统
基金项目：广东省质量技术监督局科技项目(2011CT02)
安全阀作为特种设备安全保护的最后一道防线，广泛应用于电力、石化及冶金等行业[1]，其作用是当设备的压力超过限定值时能及时起跳，泄放部分气体，使设备内压力重新处于安全运行的范围内，以避免设备因超压引起的胀裂或物理爆炸[2]。

安全阀在长期运行过程中，会出现整定压力随使用时间的推移发生某些偏差，或阀瓣受粘、弹簧刚度过硬或软化、阀杆不对中、导向套生锈及密封面损坏等问题，为确保承压设备的安全，国家规定必须对安全阀进行强制性定期校验[3]。

目前，大多数安全阀校验管理系统较为落后，校验台采用指针式压力表，由校
验人员在开启的瞬间读取开启数据，判断校验结果，并手工记录数据，打印校验铭牌，在校验过程中，校验人员必须手、眼、耳并用，精神处于高度紧张，而且校验结果受校验人员的技术水平及职业道德等人为因素的影响较大。

安全阀流转混乱，导致安全阀的校验质量和效率低下，无法有效保护设备安全和满足日益增加的安全阀校验需求。

针对这些问题，研究人员提出并研制了各种安全阀校验系统。

周一卉等采用压力传感器和测控软件进行安全阀校验并自动生成校验结果，提出了整定压力和密封性能实验的判断原则，减少了人为因素和外界干扰的影响[4]，但该系统只是单机版作业。

郭兴建等提出了安全阀校验的信息化管理，将安全阀校验和管理系统、企业局域网结合，实现多台校验台的并网作业，并建立了简单的安全阀数据库[5]。

马小明等设计开发了基于Delphi7.0的安全阀自动校验系统，通过观察压力时间曲线来获得整定压力[6]。

胡佰龙等提出基于C/S网络的多功能安全阀智能校验系统的设计方案[7]。

孙仁凡等开发的智能型安全阀校验操作与管理系统将安全阀校验系统与管理系统相结合，实现了安全阀的校验，并将结果上传至数据库[8]。

上述安全校验设备可以自动测定与记录整定压力，安全阀数据库的建立和安全阀数据上传OA系统并生成校验报告，在一定程度上提高了安全阀校验的质量和效率。

但并没有提及如何保证安全阀校验流转过程规范管理，无法实现安全阀校验的流水线作业和网络化。

而笔者设计开发的高智能化、自动化和网络化的安全阀校验管理系统能有效解决上述问题，提高安全阀校验的质量和效率。

1 安全阀校验管理系统的组成①
安全阀校验管理系统主要由OA管理系统、软件部分和硬件部分组成。

OA管理系统包括安全阀的校验网上申请、受理、收费、校验记录生成和校验报告的
生成、审核、审批、发放。

软件部分主要包括压力传感器标定软件、解体清洗与粗调软件、校验操作端软件和仓储管理软件。

硬件部分包括电脑主机、触摸式显示屏、不同量程的压力传感器、工业标记自动打印机和智能校验仪。

开发安全阀校验网上申请服务系统，并将该系统连接原有的锅炉压力容器数据库，实现数据库的共享，建立安全阀数据库，减少数据输入的重复性，提高安全阀校验效率。

通过将安全阀校验软件与OA系统连接，利用计算机网络和条形码技术，将安全阀受理、解体清洗、粗调、整定压力校验、密封性能实验、校验铭牌打印、入库、出库、校验记录的填写和校验报告的编制、审核、审批、打印、发放连接起来，实现网络化的流水线作业。

安全阀的校验管理系统工作流程如图1所示。

1.1 条形码技术的应用
条形码技术是自动识别技术的一种，其核心内容是利用光电扫描设备识读条码符号实现机器的自动识别，并快速、准确地将信息录入到计算机进行处理，以达到自动化管理的目的。

本系统将条形码技术引入安全阀校验中，让安全阀在整个校验流程中具有可由机器识别的唯一性标识、防止安全阀在校验流转过程中发生混乱、同时作为信息载体实现安全阀数据的调出。

安全阀在前台受理后，生成该阀对应的条形码，在安全阀挂上一个空白的校验铭牌，同时将该条形码贴在校验铭牌背后。

在校验过程中，校验人员扫描自己工号条形码登录校验软件，然后扫描安全阀的条形码，从安全阀数据库调出安全阀信息。

通过条形码技术和计算机网络，实现安全阀信息的快速调出和储存，从而实现安全阀的解体清洗、初调、整定压力校验、密封性能实验、校验铭牌打印、入库和出库的校验流程的自动化、网络化和高效率。

1.2 外网约检系统
安全阀送检人员一般是非技术人员，在填写安全阀信息时容易填错，或需要打电话咨询单位技术人员，造成安全阀申请约检时耗费大量的时间，受理效率较低，影响整个校验流程的效率。

为此开发了安全阀校验网上申请服务系统。

使用单位可以由技术人员在网上填写安全阀相关信息，再由其他工作人员利用申请单号快速完成安全阀的约检。

该系统连接了原有的安全阀校验数据库、特种设备使用单位信息库和锅炉压力容器数据库，实现数据库的信息共享，减少数据输入的重复性，提高工作效率，缩短了安全阀受理时间，同时也确保了安全阀信息登记的准确性。

1.3 软件
1.3.1 解体清洗和粗调软件
安全阀解体清洗和粗调软件用于记录安全阀解体清洗和粗调的结果和相应校验人员姓名，同时也可统计校验人员的工作量。

输入工号或扫描工号条形码，进入解体清洗或粗调操作界面，然后扫描安全阀的条形码，即可从数据库调出该阀的信息。

解体清洗或粗调结束后，在外观检查、解体检查和粗调结论中选择对应的结论提交。

可以单个提交，也可以批量提交以提高效率。

提交后，软件将解体清洗或粗调的结果和操作人员姓名保存到安全阀数据库。

1.3.2 校验操作端软件
手动输入或扫描工号条形码，输入密码登录校验操作端软件登录界面。

扫描安全阀的条形码，将安全阀的信息从安全阀数据库调出来，该阀的信息显示在图2的右侧。

点击“安全阀校验情况”即可看到该阀解体清洗、粗调的结论和操作人员。

调出安全阀信息后，校验软件根据安全阀信息中的“要求整定压力”自动选取压力传感器通道，并显示整定压力的合格范围。

整定压力校验时，由压力传感器读取数据实时显示，校验人员只需判断该值是否在合格范围即可。

整定压力校验时，先调校，调校合格后再复核，连续3次校验完成后，点击保存，该阀的整定压力校验结果将上传数据库。

整定压力校验结束后，若整定压力校验不合格，则校验结束；若整定压力校验合格，则开始安全阀密封性能实验。

该系统开发的校验软件提供了3种密封性能实验方法：听觉视觉检查法、数气泡法和1min最终压力法。

该校验软件可自动根据安全阀的工作介质是否有毒或可燃来选取密封性能实验方法。

如果工作介质是有毒、可燃的，则选取数气泡法；否则，选择听觉视觉检查法。

1min最终压力法是一种新的密封性能实验方法，可作为参考方法。

如果在密封性能实验时，1min内压力保持不变，则可判断该安全阀密封性能实验合格，缩短了密封性能实验的时间。

当密封性能实验合格后，点击保存，安全阀的密封性能实验结果将上传至安全阀数据库，同时在单位OA报告系统生成安全阀校验记录和报告，并将该报告提交给安全阀报告审核人员。

1.3.3 仓储管理软件
仓储管理软件用于记录安全阀的入库时间、入库人、分配仓储具体位置、出库时间和出库人。

出库时，可通过该软件迅速找到安全阀的具体位置和入库人员。

在相应位置找不到安全阀时，可找该阀的入库人寻找。

当客户来领阀而操作人员给错了安全阀时，也可通过该软件查询到该阀的出库人，从而追究其责任。

通过仓储管理软件对安全阀的出、入库进行规范的管理，不但提高了出、入库的效率，而且有效防止出现安全阀丢失的现象。

入库时选取安全阀放置位置，然后扫描其中一个安全阀条形码，该阀所在受理单的安全阀信息全部调出，核对信息无误后整单入库。

出库时，输入受理单号，则该受理单所有的安全阀信息将被调出，根据具体位置找到安全阀后，核对无误整单出库。

1.3.4 压力传感器定标软件
本校验系统采用高精度的数字显示压力传感器，为防止因压力传感器校验或使用过程中出现零点漂移等原因引起误差，造成大量校验不准确的安全阀装设到锅炉压力容器等承压设备上。

为此，开发了压力传感器定标软件来自动校准和调整程序，如图3所示。

每天开机和关机前自动校验校验台的系统气密性和压力表准确性，防止因校验台系统泄漏或压力表指示失灵而造成大量安全校验数据失效的事故。

2 1min最终压力法简述
文献[3]中推荐了两种密封性能实验方法，分别为听觉视觉检查法和数气泡法。

听觉视觉检查法适用于工作介质为无毒或不可燃的安全阀，该方法比较直观，但受校验人员的听力水平和周围环境噪音的影响。

数气泡法适用于工作介质为有毒或可燃的安全阀，该方法用的装置比较复杂，且需要数气泡的数量，耗时较长。

而本系统所提出的1min最终压力法，应用精度达到1kPa的高精度压力传感器采集数据，应用软件实时显示1min内的压力降(图4)，以压力降的百分比来判断安全阀密封性能实验是否合格。

3 校验铭牌的自动打印
安全阀校验工作结束后，不合格的要贴上红色的不合格标签；合格的要挂上校验铭牌并铅封以防止随意改变已调整好的状态。

校验铭牌上应有校验单位名称、
校验编号、整定压力和下次校验日期。

通常校验铭牌是用锤子敲打有0～9的钢条，在校验铭牌上生成校验铭牌的相关信息，使工作人员劳动强度大，容易打印错误，而且铭牌生成效率低，甚至打印不清晰。

为此，本安全阀校验管理系统引进工业领域已经非常成熟的工业标记自动打印技术。

在安全阀校验结束后，合格的安全阀将在生成“校验铭牌.txt”文件。

通过打标软件读入该文件，并输送至工业标记自动打印机打印校验铭牌。

此方法有效地提高了校验铭牌的打印效率，降低了检验员的工作量和校验铭牌的出错率，也使校验铭牌打印得更清楚。

4 结束语
通过应用安全阀校验应用管理系统，改变了安全阀校验效率低、校验结果受人为因素影响大的不足。

该系统依托广州特种承压设备检测研究院OA系统和锅炉压力容器数据库，设计开发了一系列的软件。

利用条形码技术和计算机网络，将各校验软件与OA管理系统对接，实现安全阀约检、受理、解体清洗、粗调、入库、出库、校验记录和校验报告的填写审核、审批、发放的网络化。

校验过程中，只需扫描条形码即可调出安全阀信息，不需要人工输入任何数据，且校验得到的数据不需要人工记录，可由软件自动上传数据库并生成校验记录和校验报告，从而有效防止人为因素造成的数据不准确或者校验记录丢失现象的发生。

同时，应用条形码技术，使整个校验流程的溯源性增强，如果某个工序出现问题，可进入系统并迅速找出该工序的操作人员，确保落实各工序操作人员的责任。

智能化、自动化和网络化的校验系统降低了校验人员的劳动强度，保证了整定压力和密封性能实验的准确性，从而保障特种承压设备的安全，杜绝了重大安
全事故的发生，还可以提高工作效率并节省成本。

参考文献
[1] 梁华，方学锋.安全阀在线校验技术的应用与分析[J].化工机械，2010，37(6):774～775,817.
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[3] TSG ZF001-2006，安全阀安全技术监察规程[S].北京：中国计量出版社，2007.
[4] 周一卉，刘润杰，由宏新.微机测控安全阀校验系统[J].化工机械，2004，31(3)：162～164.
[5] 郭兴建，李海华，张伟，等.安全阀校验的信息化管理[J].阀门，2004，(4)：30～31，40.
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[7] 胡佰龙，戴行涛，周一卉.多功能安全阀智能校验系统设计[J].辽宁化工，2011，40(6)：624～625，636.
[8] 孙仁凡，陈中荣，陈翠梅.智能型安全阀校验操作与管理系统的应用[J].工业安全与环保， 2012，38(10)：35～37.。