一种安全阀冷态试验差压力补偿方法

技术领域

本发明涉及安全阀误差校正技术领域，更进一步涉及一种安全阀冷态试验差压力补偿方法。

背景技术

弹簧直接载荷式安全阀的动作性能主要是通过弹簧来控制的，弹簧的刚度对其影响最大，如果弹簧刚度选择不当，可能造成安全阀不能正常地工作。由于这种特殊性，在安全阀弹簧设计时，首先就要确定弹簧的刚度，并力求接近于实际的排放工况。

随着现代工业的发展，安全阀面临的工况越来越苛刻，安全阀弹簧处于在高温介质工况下对弹簧是严峻考验，弹簧在高温条件下的刚度降低，但出厂时对弹簧进行刚度测量是依据弹簧冷态条件下进行的，因此必然要对弹簧的刚度进行补偿，使刚度与实际工况相匹配。

目前的补偿值主要依靠经验判断，难以与实际工况完全匹配，对于本领域的技术人员来说，如何精准地校正弹簧的刚度，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种安全阀冷态试验差压力补偿方法，为更加精准地校正弹簧刚度提供依据，具体方案如下：

一种安全阀冷态试验差压力补偿方法，包括：

获取阀体的介质温度值所对应的弹簧工作温度值；

单独加热弹簧，并对弹簧进行刚度检测，获取弹簧的刚度与温度的刚温对应关系；

根据所述刚温对应关系，计算常温状态的弹簧刚度与所述弹簧工作温度值下弹簧刚度与的刚度差值，并得到所述刚度差值与常温状态的弹簧刚度的压差比值；

根据所述压差比值确定常温状态的弹簧刚度补偿数值。

可选地，所述弹簧工作温度值为弹簧靠近介质一端的温度。

可选地，根据所述刚温对应关系，利用线性内插法得到所述弹簧工作温度值下的弹簧刚度。

可选地，所述获取弹簧的刚度与温度的刚温对应关系，包括：

每间隔50度测量一次弹簧刚度。

可选地，还包括：

判断压差比值是否超出设定阈值；

若是，则更换弹簧的材料并重新试验检测。

可选地，所述设定阈值为3％。

可选地，所述单独加热弹簧，包括：

弹簧的保温时间为24h。

本发明提供一种安全阀冷态试验差压力补偿方法，弹簧的温度与阀体内流通介质的温度并不相等，弹簧的温度理论上低于介质的温度，获取阀体的介质温度值所对应的弹簧工作温度值；单独加热弹簧，并对弹簧进行刚度检测，获取弹簧的刚度与温度的刚温对应关系，得到弹簧自身在不同的温度条件下的刚度情况；根据刚温对应关系，计算常温状态的弹簧刚度与弹簧工作温度值下弹簧刚度与的刚度差值，并得到刚度差值与常温状态的弹簧刚度的压差比值；根据压差比值确定常温状态的弹簧刚度补偿数值；本方法为常温测试弹簧的刚度提供补偿依据，使测试方案更加接近真实状态，从而更加精准地校正弹簧的刚度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的安全阀冷态试验差压力补偿方法的流程图；

图2为安全阀内部的结构示意图；

图3为弹簧结构示意图；

图4为通过表3拟合得到的刚度曲线。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种安全阀冷态试验差压力补偿方法，为更加精准地校正弹簧刚度提供依据。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的安全阀冷态试验差压力补偿方法进行详细的介绍说明。

如图1所示，为本发明的安全阀冷态试验差压力补偿方法的流程图，具体包括以下步骤：

S1、获取阀体的介质温度值所对应的弹簧工作温度值；弹簧的温度与阀体内流通介质的温度并不相等，弹簧的温度理论上低于介质的温度；在某一特定的温度下，当温度稳定后，弹簧的温度与介质的温度也保持相对稳定，并且对应关系也相对稳定。

S2、单独加热弹簧，并对弹簧进行刚度检测，获取弹簧的刚度与温度的刚温对应关系；步骤S1中的弹簧位于阀体内部，而步骤S2中的弹簧为独立的结构，与阀体相互分离，单独加热的弹簧与阀体中的弹簧采用相同的材料和规格，与阀体中安装的弹簧等效。在此步骤中，对弹簧均匀加热，在不同的温度条件下得到相对应的弹簧刚度；测量时可取多个不同的温度点，得到多组弹簧刚度与温度的对应关系，这个对应关系称为刚温对应关系。

S3、根据刚温对应关系，计算常温状态的弹簧刚度与弹簧工作温度值下弹簧刚度与的刚度差值，并得到刚度差值与常温状态的弹簧刚度的压差比值；由于在步骤S2中已经得到了不同的温度点与其所对应的弹簧刚度，提取其中两组数据，一组是常温温度与其对应的弹簧刚度，第二组是弹簧工作温度值与其对应的弹簧刚度，由此两组数据进行计算；压差比值也即：

(常温状态的弹簧刚度-弹簧工作温度值下的弹簧刚度)/常温状态的弹簧刚度；相当于弹簧刚度的变化量相对于常温状态的弹簧刚度的占比。

S4、根据压差比值确定常温状态的弹簧刚度补偿数值；在一定范围内，压差比值也即弹簧刚度补偿数值，若弹簧工作条件需要达到刚度n，则常温状态下检测时的刚度应为:

(1+弹簧刚度补偿数值)*n；

常温状态下的弹簧刚度应略大于正常工作时所要求的刚度；否则的话，工作时随着弹簧温度上升其刚度下降，造成安全阀泄漏，甚至整定压力下降，出现安全阀提早开启的现象。

本发明所提供的安全阀冷态试验差压力补偿方法通过测量和谋算得到刚温对应关系、刚度差值，并利用最终得到的弹簧刚度补偿数值对常温状态的弹簧刚度测试提供了理论依据，能够使弹簧的刚度在合理的范围之内，避免弹簧刚度过大或过小，过小易产生泄漏，过大则无法正常工作；本发明的安全阀冷态试验差压力补偿方法使测试方案更加接近真实状态，从而更加精准地校正弹簧的刚度。

在上述方案的基础上，本发明的弹簧工作温度值为弹簧靠近介质一端的温度。如图2所示，为阀体内部的结构示意图，图中A、B、C三个点分别为弹簧的上、中、下三个点，X处为工作介质，越靠近X工作介质的位置温度越高，因此A、B、C三个点中C点处的温度最高，为了确保安全，采用温度最高的点作为弹簧工作温度。

如表1所示，为阀体内各部位一种实施例的实测温度，测点X为介质的若干温度值，A、B、C表面对应于X点的各个温度值。

表1阀体内各部位实测温度

更进一步，在上述步骤S3中得到压差比值，由于测试时只能得到介质工作在若干个离散点温度值下对应的弹簧刚度，而阀体实际工作时可能并不在测量的对应关系数列中，对应这种情况就需要进行计算取值：

根据刚温对应关系，利用线性内插法得到弹簧工作温度值下的弹簧刚度；利用已经测量得到的介质温度值与弹簧刚度的对应关系，利用线性内插法近似计算没有测量的介质温度值所对应的弹簧刚度。

对于未知函数表达式来说，线性内插法的基本计算过程是根据一组自变量的值和它相对应的函数值，利用等比关系去求未知函数其他值的近似计算方法，是一种求位置函数逼近数值的求解方法。

具体地，获取弹簧的刚度与温度的刚温对应关系，包括：

每间隔50度测量一次弹簧刚度。

如图3所示，为弹簧结构示意图，表2提供了两种材质和规格的弹簧：

表2弹簧的几何尺寸mm

以50度为一个跨度，弹簧1和弹簧2的刚度值与温度值的对应关系如表3所示：

表3弹簧刚度相对值％

如图4所示，为通过表3拟合得到的刚度曲线，图中横轴表示温度，纵轴表面刚度。

如表4所示所示，为结合表1、表2、表3所提供数值所得到的弹簧相对刚度：

表4不同温度下对应的弹簧相对刚度％

由表4可以进一步得到弹簧刚度补偿数值，如表5所示：

表5不同温度下对应的安全阀冷态试验弹簧刚度补偿数值％

在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，本发明还包括：

S5、判断压差比值是否超出设定阈值；

若是，则更换弹簧的材料并重新试验检测；若判断结果为是，代表在此温度下，弹簧需要校正的值较大，也就代表此种材料制成的弹簧不符合设计要求，通过上述方法提供的安全阀冷态试验差压力补偿方法进行补偿后也难以达到设计要求，因此就需要更改弹簧的材料，采用其他的材料加工制成新的弹簧，并对新弹簧重复上述的步骤，直到弹簧的压差比值在设定阈值范围之内。

具体地，设定阈值为3％，也即当压差比值超过3％时更换弹簧的材料。

上述步骤S2中单独加热弹簧，具体包括：弹簧的保温时间为24h；先将弹簧加热到所要测量的最高温度并保温24h，取出时弹簧逐渐冷却，在冷却的过程得利测量弹簧刚度，以得到弹簧刚度与温度的若干个对应关系，直到弹簧冷却到室温。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。