CN113310682A - 涉氢高压管阀件综合测试管路结构、其系统及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涉氢高压管阀件综合测试管路结构、其系统及测试方法。其管路结构包括主管路、阀门测试管路及吹扫管路，主管路包括氢气进口、过滤器、调压阀、第一气动阀、第一压力表、第一压力变送器、第二气动阀、放散口B，阀门测试管路包括前截止阀、第二压力表、第二压力变送器、测试连接出口C、测试连接入口D、后截止阀，吹扫管路包括吹扫入口、第三气动阀、单向阀；利用含该管路结构的测试装置可进行不同规格品牌、各类管阀件（如过滤器、气动球阀、安全阀、单向阀等）的多变、复杂工况下的安全性、可靠性、耐用性的综合模拟测试，可用于氢用类产品在生产使用过程中的质量检定、国家合格认证、定期校准测试，适用范围广，成本低。

Description

涉氢高压管阀件综合测试管路结构、其系统及测试方法
技术领域
本发明涉及氢能源检测技术领域，具体涉及一种涉氢高压管阀件综合测试管路结构、其系统及测试方法。
背景技术
随着人口数量的增长及人们生活消费水平的不断提升，对化石燃料、煤炭、天然气等不可再生资源需求量不断攀升，其不但导致了此类不可再生资源的急剧缩减，也引发诸多的环境问题（如空气污染、温室效应等）。因此，探索和开发可持续的、清洁的能源技术已是当务之急。而近年来氢能源是可被开发利用的新型能源，其储量极其丰富，取之不尽、用之不竭的，被认为是一种理想洁净能源载体，它是被世界所公认的、最有希望成为21世纪人类所企求的清洁新能源，因而人们对氢能源的开发、应用寄于极大的热忱和希望。而且要普及推广氢能源的使用，则需大力建设发展相关的基础设施及应用设备，如加氢站、氢能源汽车、氢燃料电池等各种涉氢设备及衍生产品。
而另一方面，由于氢气自身的物理、化学特性和高压氢气介质自身易燃易爆的特性，对氢用类管阀件的安全性、稳定性、连接密封性、使用寿命等性能指标有着严苛的技术要求。现阶段为保证不同厂家不同规格的氢用类管阀件的安全性，及满足多次、重复使用的要求，这些产品均需要利用专业的氢用类管阀件检测装备对其进行各类专业化的测试或调试。然而现有的性能检测技术中依然存在诸多不足之处：
1. 现有氢能管阀测试设备种类多、适检项目单一、测试成本高，而且操作复杂，并不能满足现实复杂工况下的安全检测的需求。
2. 现有氢能管阀测试设备多是针对特定产品采用特定的工装或测试装置，仅能满足针对单一品牌或规格产品、单一加氢类产品的测试，其应用范围窄、系统化较差；不同测试项目需要由多个测试装置（或多个工装）来实现不同测试实验的要求，所需设备多，占地空间大，结构、布局、操作复杂、维护管理困难。
3. 现有氢能管阀测试设备通常由人工现场操作，安全性不足，而且反馈测试数据信息记录、分析误差大，报告不能完全保证其准确、可靠性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种涉氢高压管阀件综合测试管路结构、其系统及测试方法，以解决现有氢能阀门测试设备种类多、适检项目单一、不能满足多工况试验检测需求，且测试成本高、操作不便、安全性难以保障的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种涉氢高压管阀件综合测试管路结构，包括：
主管路，包括由对应管道依次连接的氢气进口、过滤器、自动调压阀、第一气动阀、第一压力表、第一压力变送器、第二气动阀、用以连接对应的集中放散管路的放散口；所述第一气动阀、第二气动阀分别并联有对应的带截止阀的旁通支路；所述氢气进口用以连接对应的氢气源；
阀门测试管路，以与所述第二气动阀并联的方式接入所述主管路，其包括由对应的管道连接的前端截止阀、第二压力表、第二压力变送器、阀门测试连接出口C、阀门测试连接入口D、后端截止阀；所述C或/和D用于对接安装待测阀门管件；
吹扫置换管路，用以向所述主管路及阀门测试管路中放送吹扫气体，其包括由对应管道依次连接的吹扫入口、第三气动阀、单向阀；所述第三气动阀并联有对应的带截止阀的旁通支路；所述吹扫入口用于连通对应的吹扫气源。
所述第一气动阀、第二气动阀或/和第三气动阀分别并联有对应的旁通支路，且各旁通支路中设有对应的截止阀。
在所述氢气进口处设有对应的单向阀。
所述第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀的气动执行机构分别经对应的电磁阀及气动三联件接通至对应的仪表风气源，用以实现对应的气动阀阀门的启、闭控制。
提供一种涉氢高压管阀件综合测试系统，包括台架、安装于所述台架上的所述综合测试管路结构。
在所述台架一侧设置有安装立板，所述检测管路结构中的第一压力表、第二压力表、阀门测试连接出口C安装于所述安装立板上。
所述涉氢高压管阀件综合测试装置还包括PLC控制单元，该PLC控制单元接收、处理所述第一压力变送器、第二压力变送器所采集的相关信息，并根据设定值或输入指令控制所述各电磁阀的启闭。
基于所述涉氢高压管阀件综合测试管路结构而实施的测试方法，包括如下测试项目中的至少一种：
（1）阀门耐久性测试
①先进行主管路及阀门测试管路的吹扫，吹扫完成后确保所有截止阀（HNV101、HNV102、HNV103、HNV104、HNV105）为关闭状态，将待测阀门的入口与所述C连接，并使其出口保持密封状态，然后开启所述前端截止阀接通所述主管路；
②氢气进口接通对应的氢气源，氢气流经所述过滤器净化、自动调压阀调压至设定压力；开启所述第一气动阀，使氢气流进入阀门测试管路，逐步调节氢气压力至待测阀门的最大工作压力，并保压至少3s后，开启所述第二气动阀排氢泄压至零；
③重复循环所述步骤②，总循环次数不少于30000次，循环频率不高于15次/分钟；
（2）阀门气密性测试
①先进行主管路及阀门测试管路的吹扫，吹扫完成后确保所有截止阀（HNV101、HNV102、HNV103、HNV104、HNV105）为关闭状态，将待测阀门的入口与所述C连接，并使其出口保持密封状态，然后开启所述前端截止阀接通所述主管路；
②氢气进口接通对应的氢气源，氢气流经所述过滤器净化、自动调压阀调压至设定压力，开启所述第一气动阀，使氢气进入阀门测试管路；
③待氢气压力升至待测阀门的测试压力时，关闭所述前端截止阀，基于所述第二压力表或/和第二压力变送器监测压力变化；同时，针对每个测量点用检漏液检查气密性，持续时间不少于3min，如果1min之内无连续气泡产生，表明测试过程中若无氢气泄露，则该加氢口气密性测试合格，否则不合格；
（3）耐压强度测试
①先进行主管路及阀门测试管路的吹扫，吹扫完成后确保所有截止阀（HNV101、HNV102、HNV103、HNV104、HNV105），将待测阀门的入口与所述C连接，并使其出口保持密封状态，然后开启所述前端截止阀接通所述主管路；
②由所述氢气进口引入氢气，经所述过滤器净化、自动调压阀调压至设定压力，然后开启所述第一气动阀，使氢气流进入阀门测试管路；
③待氢气压力升至待测阀门的最大压力时，关闭所述前端截止阀，基于所述第二压力表或/和第二压力变送器监测压力变化；开启所述第二气动阀排氢泄压至零；
④重复所述步骤③，使待测试阀门呈周期性承压、泄压状态；⑤
（4）气动阀的启、停使用寿命测试
①先进行主管路及阀门测试管路的吹扫，吹扫完成后确保所有截止阀（HNV101、HNV102、HNV103、HNV104、HNV105）为关闭状态，将待测气动阀的入口与所述C连接，其出口对接所述D，然后开启所述前端截止阀和后端截止阀；
②由所述氢气进口引入氢气，经所述过滤器净化、自动调压阀调压至设定压力；
③开启所述第一气动阀，使氢气流进入阀门测试管路，待管路中氢气压力升至待测气动阀的工作压力时保压10s，然后开启所述被测气动阀排氢泄压至零；
④重复所述步骤③，即实现待测气动阀的启、停使用寿命测试；
（5）安全阀起跳工作压力调试
①先进行主管路及阀门测试管路的吹扫，吹扫完成后确保所有截止阀（HNV101、HNV102、HNV103、HNV104、HNV105）为关闭状态，将待测安全阀的入口与所述C连接，其出口对接所述D，然后开启所述前端截止阀和后端截止阀；
②由所述氢气进口引入氢气流，经所述过滤器净化、自动调压阀调压至设定压力；
③开启所述第一气动阀，使氢气流进入阀门测试管路，待管路中氢气压力升至待测安全阀的起跳压力时，卸掉安全阀保护盖，松开其锁紧螺母，旋转压力调节杆调节设定压力，若安全阀正常起跳并正常排气，则表明此安全阀起跳压力设定完成，安全阀调节好后，则锁紧锁紧螺母，安装保护盖；
④关闭所述前端截止阀，拆下已检安全阀，即完成调试过程。
对所述主管路及阀门测试管路的吹扫步骤如下：
将所述放散口B连通对应的集中放散管路、吹扫入口F连通对应的吹扫气源后，若氮气吹扫前，主管路存在氢气且氢气压力≥0.2MPa时，开启所述第二气动阀，使主管路氢气流向集中放散管路，当主管路氢气压力降至0.2MPa时，关闭所述第二气动阀，实现主管路氢气的自动放散（注：若氮气吹扫气前，主管路不存在氢气的情况下，无需执行主管路氢气的自动放散操作）；开启所述第三气动阀，氮气流经单向阀进入主管路, 待氮气压力升至0.8MPa时，开启所述第二气动阀，此时氮气排入集中放散管路；然后关闭第二气动阀，重复以上动作2～3次，即完成管路的吹扫置换。
与现有技术相比，本发明的主要有益技术效果在于：
1. 本发明装置及方法能够针对不同氢用类品牌产品、不同氢用类管阀件（如过滤器、气动球阀、安全阀、单向阀等）在现实使用环境中的不同要求、复杂工况下的安全性、可靠性、耐用性等的进行综合性模拟测试；能够适用于现有氢用类产品的多方面性能质量的检定测试、国家合格认证测试、定期校准测试，确保产品的耐用性、安全性，以避免加氢类设备（加氢站设备、氢用管束车、制氢类、储氢类等设备）、氢用类产品(如民用车辆、船舶、飞机等交通工具等)在使用过程中给人体、设备、经济、环境带来的不必要伤害、损失和破坏。
2. 本发明装置操作使用简便，安全可靠，测试成本低，可广泛应用于各类加氢机、加气机等其它种类高、中、低压气体化工原料加注设备的管阀件的测试。
3. 本发明测试方法基于实践经验的总结，方法步骤规范、统一，测试结果准确可靠。
附图说明
图1为一种涉氢高压管阀件综合测试管路系统的管路图。
图2为一种涉氢高压管阀件综合测试管路结构示意图。
图3为一种涉氢高压管阀件综合测试系统的结构示意图。
图4为一种涉氢高压管阀件综合测试系统的控制原理图。
图5为一种涉氢高压管阀件耐压强度、气密性测试逻辑控制流程图。
图6为一种涉氢高压管阀件气动阀启停寿命测试逻辑控制流程图。
以上各图中，1为过滤器，2为第一气动阀，3为第二气动阀，4为第三气动阀，5为自动调压阀，6为单向阀，7为第一压力变送器，8为第二压力变送器，9、10、11、12、13依次为截止阀HNV101、HNV102、HNV103、HNV104、HNV105，14为第一压力表，15为第二压力表，16、17、18、19、20依次为电磁阀SV101、SV102、SV103、SV104、SV105，21为气动三联件，22为直通快插接头，23为卡套转接头，24为测试接口，25为三通阀块，26为直角阀块，27为三通阀块，28为三通阀块，29为四通阀块，30为压力表转接头，31、32为钢管，33为聚氨酯气管，34为台架，35为安装立板，36为控制箱，37为操作控制面板，A为氢气进口，B为放散口，C为阀门测试连接出口，D为阀门测试连接入口，F 为氮气吹扫入口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。
在本发明技术方案的描述中，需要理解的是，如涉“第一”、“第二”、“第三”、“前”、“后”等是用于区别类似的对象，而非是限定特定的顺序或先后次序。
以下实施例中所涉及的管阀件、零部件主要有：
过滤器F101：用于安装在氢气进口管道上，过滤器内置滤芯将氢气中参杂的颗粒杂质、污物阻挡，排出清洁的氢气，为氢能阀门综合测试装置提供清洁的氢气，以保护管路系统管阀件的正常工作和运转。
气动阀：管路中包括气动阀XV101、XV102、XV103，气动阀均为双作用气缸的开关动作都通过执行气源来驱动执行的，每一个气动阀分别与对应的电磁阀SV101、SV102、SV103配合使用，分别控制氢气管路的开关动作，用于管阀件保压、耐压强度、密封性等测试。
自动调压阀：可实现针对测试介质压力0-100MPa之间压力PLC程序化自动无级调压的功能。
单向阀：设置于氮气吹扫管路的入口出，以防止氮气吹扫时氮气的反向流动，以及避免气动阀失效后，高压氢气对氮气吹扫管路的反向导通，大量氢气泄露等危险情况发生。
截止阀：管路中包括5个，分别为手动截止阀HNV101、HNV102、HNV103、HNV104、HNV105。
HNV101、HNV102分别位于阀门测试接口测试支路与手动放散支路上；作用：截止阀HNV101控制与“阀门测试接口”相互连接的待测件在装配、拆卸、测试时控制支路开启关闭，截止阀HNV102控制支路管路的氢气手动放散功用。
HNV103为气动阀XV101的旁通截止阀。例如：气动阀XV101在无法正常开启工作时，打开或关闭手动截止阀HNV103，即可手动操作来实现旁通管路的通断，实现测试系统可以正常操作，以及达到主管路的手动放散的目的;或主管路需要氮气吹扫置换时，打开手动截止阀HNV103，即可起到旁通管路打开或关闭，实现整个管路的氮气吹扫置换。
HNV104截止阀分别为气动阀XV102的旁通截止阀, 例如：气动阀XV102在无法正常开启工作时，打开或关闭手动截止阀HNV104，即可手动操作来实现旁通管路的通断，实现测试系统可以正常操作；或主管路需要氮气吹扫置换时，打开手动截止阀HNV104，即可起到旁通管路打开或关闭，实现整个管路的氮气吹扫置换。
HNV105截止阀为气动阀XV103的旁通截止阀，若气动阀XV103无法正常开启工作时（管路系统无法实现氮气吹扫置换），打开手动截止阀HNV105，即可起到旁通管路打开或关闭，实现整个管路的氮气吹扫置换功能。
压力表（PI101， PI101）：为高精密、禁油压力表，量程0-100MPa，精度等级±0.1%。
电磁阀：管路中包括5个电磁阀SV101、SV102、SV103、SV104、SV105，分别位于气动阀与三联件之间分别控制五条仪表风执行管路的通断，SV101、SV102、SV103实现分别控制气动阀XV101、XV102、XV103的开启、关闭；SV104实现控制自动调压阀FV101的开启、关闭；SV105为待测气动阀门提供仪表风执行管路的气源。
气动三联件（F.R.V101）：为两个气动阀分别提供执行管路洁净氮气气源。
阀门测试接口：管路中包括个阀门测试接口C、D，用于与待测件之间进行工装测试其气密性、耐压、使用寿命等测试项目。
三角阀块25: 为9/16等径三角阀块,材料：316L，压力22500PSi。
直角阀块26: 为9/16等径直角阀块,材料：316L，压力22500PSi。
三通阀块27：为9/16转3/8变径三通阀块，材料：316L，压力22500PSi。
三通阀块28：为3/8等径三通阀块,材料：316L，压力22500PSi。
四通阀块29：为3/8等径四通阀块,材料：316L，压力22500PSi。
压力表转接头 30：为3/8转3/8NPT转接头，材料：316L，压力22500PSi。
钢管31：为3/8英寸钢管，材料：316L，压力22500PSi；用于氮气吹扫置换管路、氢气主管路连接。
钢管32：为9/16英寸钢管，材料：316L，压力22500Psi；用于待测阀门测试支路的连接。
聚氨脂气管33：为直径8mm聚氨脂气管，材料：聚氨脂，压力500Psi；用于三联件、电磁阀、气动阀等仪表风氮气源管路的连接使用。
其它未特别说明的单元模块、管阀件及传感器等，则均为常规市售产品。
实施例一：一种涉氢高压管阀件综合测试管路结构，参见图1、图2，主要包括：
1.主管路，包括由对应管道依次连接的氢气进口A、过滤器（F101）1、自动调压阀（FV101）5、第一气动阀(XV101)2、第一压力表（PI101）14、第一压力变送器（PT101）7、第二气动阀(XV102)3、用以连接对应的集中放散管路的放散口B，氢气进口A用以连接对应的氢气源；第一气动阀(XV101) 2、第二气动阀(XV102)3分别并联有对应的旁通支路，且各旁通支路中设有对应的截止阀（HNV103、HNV104）11、12；若第一气动阀（XV101）2、第二气动阀（XV102）3开启功能失效后，手动打开截止阀（HNV103）11，可实现第一气动阀（XV101）2旁通支路开启；同理，手动打开截止阀（HNV104）12，可实现第二气动阀（XV102）3旁通支路的开启，以实现手动测试操作流程；
第一气动阀、第二气动阀、自动调压阀FV101的气动执行机构分别经对应的电磁阀（SV101、SV102、SV104）16、17、19及气动三联件21 接通至对应的仪表风气源，用以实现对应的气动阀、自动调压阀阀门的启、闭控制。
氢气从氢气进口A进入主管路入口端，经过滤器（F101）1，电磁阀（SV104）19通电，仪表风气源经过气动三联件21，进入自动调压阀（FV101）5气动执行机构，自动调压阀5阀门开启，将氢气压力调定到设定压力；电磁阀（SV101）16通电，仪表风气源经过气动三联件21，进入第一气动阀（XV101）2气动执行机构，气动阀2阀门开启，氢气流经第一压力表（PI101，压力表实时测量、显示主管路压力数值）14、第一压力变送器 (PT101，实时采集主管路压力数据，并传送到后台中央处理器，可实现与自动调压阀FV101压力数据的相互校验、补偿)7。
电磁阀（SV101）16断电，阀门关闭，切断该支路仪表风气源，第一气动阀（XV101）2阀门关闭；电磁阀（SV102）17通电，仪表风气源经过气动三联件21 进入第二气动阀（XV102）3的气动执行机构，第二气动阀3阀门开启，氢气流经第二气动阀3、“放散口B”，排出主管路，进入集中放散管路，主管路泄压。
2.阀门测试管路，以与所述第二气动阀(XV102)3并联的方式接入所述主管路，其包括压力表、压力变送器安装支路和手动放散支路；
所述压力表、压力变送器安装支路主要由对应的管道连接的变径三通阀块、前端截止阀（HNV101）9、第二压力表（PI102）15、第二压力变送器（PT102）8、阀门测试连接出口C处的连接接头、3/8"钢管等管阀件组成；该安装支路与主管路相连接，“阀门测试连接出口C”与“待测阀门入口”相连接。手动打开截止阀（HNV101）9，氢气由主管路流经第二压力表（PI102）15、第二压力变送器（PT102）8。
所述手动放散支路主要由变径三通阀块、后端截止阀（HNV102）10、阀门测试连接入口D处转接头等管阀件组成；手动放散支路位于“阀门测试连接入口D”与“放散口B”之间；“阀门测试连接入口D”与“被待测阀门出口”相连接，“放散口B” 与集中放散管路相连接。待被测阀门测试完成后，打开截止阀（HNV102）10,氢气流经手动放散支路，进入放散口B，实现高压测试“氢气介质”进入集中放散管路，实现阀门测试管路的泄压功能。
3.氮气自动吹扫置换管路，用以向所述主管路及阀门测试管路中放送吹扫氮气，其包括由对应管道依次连接的吹扫入口F 、第三气动阀（XV103）4、单向阀（CV101）6，第三气动阀4并联有对应的旁通支路，且旁通支路中设有截止阀(HNV105)13。所述吹扫入口F 用于连通对应的吹扫气源。
所述放散口B连通对应的集中放散管路、吹扫入口F连通对应的吹扫气源后，若氮气吹扫前，主管路存在氢气（氢气压力≥0.2MPa）的情况下，需要首先打开电磁阀（SV102）17通电，仪表风气源经过气动三联件（F.R.V101）21进入第二气动阀（XV102）3气动执行机构，开启所述第二气动阀（XV102）3，使主管路氢气流向集中放散管路；当主管路氢气压力降至0.2MPa时，电磁阀（SV102）17断电，关闭所述第二气动阀（XV102）3，实现主管路氢气的自动放散（注：若氮气吹扫前，主管路不存在氢气的情况下，无需执行主管路氢气的自动放散操作）；电磁阀（SV103）18通电，仪表风气源经过气动三联件（F.R.V101）21进入第三气动阀（XV103）4气动执行机构，第三气动阀（XV103）4阀门开启，氮气流经单向阀（CV101）6进入主管路, 待主管路内的氮气压力升至0.8MPa时，电磁阀（SV102）17通电（通电延时:5-10s），仪表风气源经过气动三联件（F.R.V101）21，进入第二气动阀（XV102）2气动执行机构，第二气动阀（XV102）3阀门开启，此时氮气排入集中放散管路；电磁阀（SV102）17断电，第二气动阀（XV102）3阀门关闭。重复以上动作3次，即实现氮气对整个管路系统的氮气吹扫置换。
实施例二：一种涉氢高压管阀件综合测试装置，参见图3、图4，包括台架34、安装于所述台架上的实施例一所述综合测试管路结构、PLC控制单元。
在所述台架一侧设置有安装立板35，所述检测管路结构中的第一压力表14、第二压力表15、阀门测试连接出口C安装于所述安装立板上。
PLC控制单元接收、处理所述第一压力变送器、第二压力变送器所采集的相关信息，并根据设定值或输入指令控制所述各电磁阀的启闭。
实施例三：涉氢高压管阀件测试方法，利用实施例二所述测试装置实施，参见图1、图5，主要包括以下测试项目：
（1）阀门耐久性测试
①测试前先按如下步骤进行管路吹扫（下同）：
使放散口B连通对应的集中放散管路、吹扫入口F连通对应的吹扫气源后，若氮气吹扫前，主管路存在氢气（氢气压力≥0.2MPa）的情况下，电磁阀SV102通电，开启所述第二气动阀XV102，使主管路氢气流向集中放散管路，当主管路氢气压力降至0.2MPa时，电磁阀SV102断电，关闭所述第二气动阀XV102，实现主管路氢气的自动放散（若氮气吹扫气前，主管路不存在氢气的情况下，无需执行主管路氢气的自动放散操作）；电磁阀SV103通电，第三气动阀XV103阀门开启，氮气流经单向阀CV101进入主管路, 待主管路内的氮气压力升至0.8MPa时，电磁阀SV102通电(通电持续时间：5-10s)，进第二气动阀XV102阀门开启，此时氮气排入集中放散管路;电磁阀SV102断电，进第二气动阀XV102阀门关闭，重复以上动作3次，即实现氮气对整个管路系统的氮气吹扫置换。
②吹扫完成后确保所有截止阀（HNV101、HNV102、HNV103、HNV104、HNV105）为关闭状态，将待测阀门的入口与所述C连接，并使其出口保持密封状态，然后开启所述前端截止阀HNV101接通所述主管路；
③氢气进口接通对应的氢气源，氢气流经过滤器F101净化、自动调压阀(FV101)调压至设定压力，电磁阀SV101通电开启所述第一气动阀，使氢气进入阀门测试管路，逐步调节氢气压力从0MPa升至待测阀门的最大工作压力，并保压至少3s后，电磁阀SV102通电开启所述第二气动阀排氢泄压至零；
④重复循环所述步骤③，总循环次数不少于30000次，循环频率不高于15次/分钟。
（2）阀门气密性测试
①测试前先进行管路吹扫（同上所述）；
②吹扫完成后确保所有截止阀（HNV101、HNV102、HNV103、HNV104、HNV105）为关闭状态，将待测阀门的入口与所述C连接，并使其出口保持密封状态，然后开启所述前端截止阀HNV101，以使阀门测试接口接通所述主管路；
③氢气进口接通对应的氢气源，氢气流经所述过滤器净化、自动调压阀调压至设定压力，电磁阀SV101通电，执行气源进入第一气动阀XV101气动执行机构，第一气动阀XV101开启，使氢气流进入阀门测试管路；
④待氢气压力升至待测阀门的测试压力时，关闭所述前端截止阀HNV101，基于所述第二压力表或/和第二压力变送器监测压力变化；同时，针对每个测量点用检漏液检查气密性，持续时间不少于3min，如果1min之内无连续气泡产生，表明测试过程中若无氢气泄露，则该加氢口气密性测试合格，否则不合格。测试流程见图5。
（3）耐压强度测试
①测试前先进行管路吹扫（同上所述）；
②吹扫完成后确保所有截止阀（HNV101、HNV102、HNV103、HNV104、HNV105）为关闭状态，将待测阀门的入口与所述C连接，并使其出口保持密封状态，然后开启所述前端截止阀HNV101接通所述主管路；
③由所述氢气进口引入氢气流，经所述过滤器净化、自动调压阀调压至设定压力，然后开启所述第一气动阀，使氢气流进入阀门测试管路；
④待氢气压力升至待测阀门的最大压力时，关闭所述前端截止阀HNV101，基于所述第二压力表或/和第二压力变送器监测压力变化；开启所述第二气动阀排氢泄压至零；
⑤重复所述步骤④，使待测试阀门呈周期性承压、泄压状态；参见图5。
（4）气动阀的启、停使用寿命测试
①测试前先进行管路吹扫（同上所述）；
②吹扫完成后确保所有截止阀（HNV101、HNV102、HNV103、HNV104、HNV105）为关闭状态，将待测气动阀的入口与所述C连接，其出口对接所述D，然后开启所述前端截止阀HNV101和后端截止阀HNV102；
③由所述氢气进口引入氢气，经所述过滤器F101净化、自动调压阀调压至设定压力；
④开启电磁阀SV101，将执行起源进入所述第一气动阀XV101气动执行机构，气动阀XV101开启，使氢气进入阀门测试管路，待管路中氢气压力升至待测气动阀的工作压力时保压10s，然后电磁阀SV105通电 ，执行气源进入被测气动阀气动执行机构，被测气动阀打开，氢气排出主管路，此时主管路处于卸压状态；
⑤重复所述步骤④，即实现待测气动阀的启、停使用寿命测试；参见图6。
（5）安全阀起跳工作压力调试
①测试前先进行管路吹扫（同上所述）；
②吹扫完成后确保所有截止阀（HNV101、HNV102、HNV103、HNV104、HNV105）为关闭状态，将待测安全阀的入口与所述C连接，其出口对接所述D，然后开启所述前端截止阀HNV101和后端截止阀HNV102；
③由所述氢气进口引入氢气，经所述过滤器F101净化、自动调压阀调压至设定压力；
④开启电磁阀SV101，执行气源进入第一气动阀XV101气动执行机构，第一气动阀XV101打开，氢气进入主管路，此时主管路处于升压状态，可通过压力表PG101查看主管路压力数值，待管路中氢气压力升至待测安全阀的起跳压力时，卸掉安全阀保护盖，松开其锁紧螺母，旋转压力调节杆调节设定压力，若安全阀正常起跳并正常排气，则表明此安全阀起跳压力设定完成，安全阀调节好后，则锁紧锁紧螺母，安装保护盖；
⑤关闭所述前端截止阀HNV101，拆下已检安全阀，即完成调试过程。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明构思的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，或者是对相关部件、结构及方法步骤进行等同替代，从而形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (8)

1.一种涉氢高压管阀件综合测试管路结构，其特征在于，包括：
主管路，包括由对应管道依次连接的氢气进口、过滤器、自动调压阀、第一气动阀、第一压力表、第一压力变送器、第二气动阀、用以连接对应的集中放散管路的放散口；所述第一气动阀、第二气动阀分别并联有对应的带截止阀的旁通支路；所述氢气进口用以连接对应的氢气源；
阀门测试管路，以与所述第二气动阀并联的方式接入所述主管路，其包括由对应的管道连接的前端截止阀、第二压力表、第二压力变送器、阀门测试连接出口C、阀门测试连接入口D、后端截止阀；所述接出口C或/和阀门测试连接入口D用于对接安装待测阀门管件；
吹扫置换管路，用以向所述主管路及阀门测试管路中放送吹扫气体，其包括由对应管道依次连接的吹扫入口、第三气动阀、单向阀；所述第三气动阀并联有对应的带截止阀的旁通支路；所述吹扫入口用于连通对应的吹扫气源。
2.根据权利要求1所述的涉氢高压管阀件综合测试管路结构，其特征在于，在所述氢气进口处设有对应的单向阀。
3.根据权利要求1所述的涉氢高压管阀件综合测试管路结构，其特征在于，所述第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀的气动执行机构分别经对应的电磁阀及气动三联件接通至对应的仪表风气源，用以实现对应的气动阀阀门的启、闭控制。
4.一种涉氢高压管阀件综合测试系统，包括台架，其特征在于，还包括PLC控制单元及安装于所述台架上的权利要求1所述综合测试管路结构。
5.根据权利要求5所述的涉氢高压管阀件综合测试系统，其特征在于，在所述台架一侧设置有安装立板，所述检测管路结构中的第一压力表、第二压力表、阀门测试连接出口C安装于所述安装立板上。
6.根据权利要求5所述的涉氢高压管阀件综合测试系统，其特征在于，所述PLC控制单元包括PLC控制器、模拟输入模块AI、模拟输出模块AO、开关电源ZD及输入输出终端，所述PLC控制器通过模拟输入模块AI接收并处理所述第一压力变送器、第二压力变送器所采集的相关信息，并根据设定值或输入指令控制所述各电磁阀的启、闭。
7.一种涉氢高压管阀件测试方法，基于权利要求1所述涉氢高压管阀件综合测试管路结构而实施，包括如下测试项目中的至少一种：
（1）阀门耐久性测试
①先进行主管路及阀门测试管路的吹扫，吹扫完成后确保所有截止阀为关闭状态，将待测阀门的入口与所述C连接，并使其出口保持密封状态，然后开启所述前端截止阀接通所述主管路；
②氢气进口接通对应的氢气源，氢气流经所述过滤器净化、自动调压阀调压至设定压力；开启所述第一气动阀，使氢气流进入阀门测试管路，逐步调节氢气压力至待测阀门的最大工作压力，并保压至少3s后，开启所述第二气动阀排氢泄压至零；
③重复循环所述步骤②，总循环次数不少于30000次，循环频率不高于15次/分钟；
（2）阀门气密性测试
①先进行主管路及阀门测试管路的吹扫，吹扫完成后确保所有截止阀为关闭状态，将待测阀门的入口与所述C连接，并使其出口保持密封状态，然后开启所述前端截止阀接通所述主管路；
②氢气进口接通对应的氢气源，氢气流经所述过滤器净化、自动调压阀调压至设定压力，开启所述第一气动阀，使氢气流进入阀门测试管路；
③待氢气压力升至待测阀门的测试压力时，关闭所述前端截止阀，基于所述第二压力表或/和第二压力变送器监测压力变化；同时，针对每个测量点用检漏液检查气密性，持续时间不少于3min，如果1min之内无连续气泡产生，表明测试过程中若无氢气泄露，则该加氢口气密性测试合格，否则不合格；
（3）耐压强度测试
①先进行主管路及阀门测试管路的吹扫，吹扫完成后确保所有截止阀为关闭状态，将待测阀门的入口与所述C连接，并使其出口保持密封状态，然后开启所述前端截止阀接通所述主管路；
②由所述氢气进口引入氢气流，经所述过滤器净化、自动调压阀调压至设定压力，然后开启所述第一气动阀，使氢气流进入阀门测试管路；
③待氢气压力升至待测阀门的最大压力时，基于所述第二压力表或/和第二压力变送器监测压力变化；开启所述第二气动阀排氢泄压至零；
④重复所述步骤③，使待测试阀门呈周期性承压、泄压状态；
（4）气动阀的启、停使用寿命测试
①先进行主管路及阀门测试管路的吹扫，吹扫完成后确保所有截止阀为关闭状态，将待测气动阀的入口与所述C连接，其出口对接所述D，然后开启所述前端截止阀和后端截止阀；
②由所述氢气进口引入氢气流，经所述过滤器净化、自动调压阀调压至设定压力；
③开启所述第一气动阀，使氢气流进入阀门测试管路，待管路中氢气压力升至待测气动阀的工作压力时保压10s，然后开启所述被测气动阀排氢泄压至零；
④重复所述步骤④，即实现待测气动阀的启、停使用寿命测试；
（5）安全阀起跳工作压力调试
①先进行主管路及阀门测试管路的吹扫，吹扫完成后确保所有截止阀为关闭状态，将待测安全阀的入口与所述C连接，其出口对接所述D，然后开启所述前端截止阀和后端截止阀；
②由所述氢气进口引入氢气流，经所述过滤器净化、自动调压阀调压至设定压力；
③开启所述第一气动阀，使氢气流进入阀门测试管路，待管路中氢气压力升至待测安全阀的起跳压力时，卸掉安全阀保护盖，松开其锁紧螺母，旋转压力调节杆调节设定压力，若安全阀正常起跳并正常排气，则表明此安全阀起跳压力设定完成，安全阀调节好后，则锁紧锁紧螺母，安装保护盖；
④关闭所述前端截止阀，拆下已检安全阀，即完成调试过程。
8.根据权利要求7所述的涉氢高压管阀件测试方法，其特征在于，所述主管路及阀门测试管路的吹扫步骤如下：
将所述放散口B连通对应的集中放散管路、吹扫入口F连通对应的吹扫气源后，若氮气吹扫气前，主管路存在氢气且氢气压力≥0.2MPa时，开启所述第二气动阀，使主管路氢气流向集中放散管路，当主管路氢气压力降至0.2MPa时，关闭所述第二气动阀，实现主管路氢气的自动放散；开启所述第三气动阀，氮气流经单向阀进入主管路, 待吹扫气压力升至0.8MPa时，开启所述第二气动阀，此时吹扫气排入集中放散管路；然后关闭第二气动阀，重复以上动作2～3次，即完成管路的吹扫置换。
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