阀门作为通用机械产品广泛应用于石油、石化、天然气工程等行业，其使用场合的特殊性和重要性，在阀门出厂前需要进行强度试验及水（气）等密封试验。介绍了100吨阀门测试机的工作原理、结构及其特点，并叙述了其工作过程。
【关键词】阀门测试机；阀门；气驱泵
阀门作为通用机械产品广泛应用于石油、石化、天然气工程等行业，由于其使用场合的特殊性和重要性，在阀门装配完成出厂前需要进行强度试验及水（气）等密封试验。为了提高检测工作效率、减少设备数量及占地面积，降低测试人员的劳动强度，我们设计开发了专门用于3-24”蝶阀、球阀等测试的水（气）密封试验的阀门测试机。该阀门测试机是根据生产所需、结合各种同类阀门测试机的结构基础上按照相关国家标准及企业标准的要求进行设计开发的。
一、工作原理
利用阀门法兰端面定位和密封，采用可同时轴向移动的两个油缸夹紧阀门法兰端面进行加压测试，可避免阀门在测试过程中受其它外力对阀门的影响。用液压油缸将阀门夹紧，通过接通气或水回路，即可进行阀门的水（气）密封试验。夹紧油缸在空行程时由液压系统的齿轮泵供油，当夹紧阀门后由气驱泵进行高压加压测试，从而可避免液压系统的发热。
二、结构及特点
（一）100吨阀门测试机结构
100吨阀门测试机采用“C”型结构，设备主体尺寸为长3500mm，宽950mm，高1600mm，，开口空间为1100mm，两端夹紧油缸开合行程为800mm。100吨阀门测试机主要由3-12”阀门测试工位、14-24”阀门测试工位、底座、大夹紧油缸、大阀门下支承装置、阀门夹紧工装、电气控制操作台、液压站、小阀门下支承装置、小夹紧油缸、液压站等组成。图1为100吨阀门测试机结构图。
3-12”阀门测试工位置可以对3-12”的各种阀门进行测试，14-24”阀门测试工位置可以对14-24”的各种阀门进行测试。底座是用于固定和连接测试机的所有部件，保证各部件之间的精确工作位置，是测试机的基础部分。大阀门下支承装置和小阀门下支承装置的作用是安装阀门时可以升降，以便快速安装及被测试阀门。大夹紧油缸及小夹紧油缸是对被测阀门进行夹紧与定位的装置，由可更换的密封工装等，密封工装的端面装有用于端面密封的O型圈。液压站的是供给油缸动作的液压油源，它可以提供4MPa的低压油及30MPa的高压油。
1.3-12”阀门测试工位置2.14-24”阀门测试工位3.底座4.大夹紧油缸5.被试大阀门6.大阀门下支承装置7.阀门夹紧工装8.操作台9.液压站10.被试小阀门11.小阀门下支承装置12.小夹紧油缸
（二）液压控制系统
液压系统主要包括，液压油箱、齿轮泵、气驱泵、气动比例减压阀、叠加式电磁换向阀、叠加式节流阀、叠加式单向阀、叠加式溢流阀、散热器、滤油器及管路等组成。液压油箱安装在测试机的右侧，液压系统可根据测不同型号的阀门进行加压，液压结合电气联合控制，测试机各装置可协调工作，满足阀门测试流程的要求。为了观察和操作的方便，各种进、出水（气）管接头、各种阀、压力表等元件以及测试机操作控制面板都集中在一起。液压站最高工作压力30MPa，能够实现两组液压同时工作，满足大小两种规格阀门的同时测试。100吨阀门测试机液压系统图。
（三）电气控制系统
电气控制系统主要包括操作控制柜、S7-300PLC、HMI触摸屏、驱动控制器，压力＼位置检测传感器。系统实现阀门测试自动夹持力的控制和保护，测试数据实现自动记录存储，故障诊断，具备打印功能，PLC配有以太网接口，能实现设备接入用户单位的MES＼EPR管理系统。
電气操作控制柜安装在液压油箱的上方，一是可减少占在面积，二是电气元件不受液压油渗漏的影响。
三、工作过程
1.根据被测阀门的通径大小和压力高低，按照“夹紧油缸所需压力对照表”调节所需的工作压力。
2.用车间起重设备将被测阀门吊至安装位置，操作下支承装置至合适位置，操作夹紧油缸的按钮，将被测阀门夹紧。
3.根据阀门的测试要求，分别接通测试水、气、油回路，用不同的装夹组合装夹被测阀门，左、右夹紧装置分别夹紧被测阀门。
4.测试完毕，用车间起重设备将被测阀门吊离测试机。
四、100吨阀门测试机的性能指标
（一）被测试阀门类型
该100吨测试机能够测试的阀门包括直通式法兰联接的球阀、闸阀、截止阀、蝶阀等各类高、中、低压阀门。
（二）测试通径范围
100吨阀门测试机能满足3-24”蝶阀、球阀测试。3-12”阀门夹持油缸缸径为80mm；行程为400mm，最大夹紧力20吨。14-24”阀门夹持油缸缸径为200mm；行程400mm，最大夹紧力100吨。
（三）测试项目
可按相关标准ASMEB16.34/GBT17213.10对阀门进行（水）气密封和内漏测试试验。
五、结论
100吨阀门测试机是集机、电、液于一体的测试设备，测试阀门全过程由PLC控制液压系统自动完成。它具有技术先进、结构紧凑、性能可靠、功能完善、操作维修方便、自动化程度高等特点，将两个工位设计在一台测试机上用一个底座，共用一套电气及液压测试系统及一套液压油箱，不仅解决了多种阀门测试在一个测试机上完成的问题，而且还大大减少了设备占地面积，同时提高了测试效率，减轻了检测人员的劳动强度，是阀门生产单位的理想检测设备。
参考文献：
[1]成大先.机械设计手册（第三版）[M].化学工业出版社，1998.