壓力容器安全閥設(shè)計(jì)選用

                      壓力容器安全閥設(shè)計(jì)選用

                       上海申弘閥門有限公司

之前介紹在線調(diào)節(jié)減壓閥，現(xiàn)在介紹壓力容器安全閥設(shè)計(jì)選用安全閥作為一種安全泄放裝置，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、輕便、調(diào)試方便、靈敏可靠，在壓力容器上已被大量采用。本文試從安全閥的設(shè)計(jì)選用、安裝和校驗(yàn)三方面，就目前存在的問題進(jìn)行探討，并對(duì)如何改進(jìn)提出若干建議。安全閥的公稱壓力表示安全閥在常溫狀態(tài)下的高許用壓力，高溫設(shè)備用的安全閥不應(yīng)考慮高溫下材料許用應(yīng)力的降低。安全閥是按公稱壓力標(biāo)準(zhǔn)毓進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的。
開啟壓力：也叫整定壓力，是安全閥閥瓣在運(yùn)行條件下開始升起時(shí)的介質(zhì)壓力。
排放壓力：閥瓣達(dá)到規(guī)定開啟高度時(shí)進(jìn)口側(cè)的壓力。
回座壓力：安全閥排放后，閥瓣重新壓緊閥座，介質(zhì)停止排出時(shí)的進(jìn)口壓力。回座壓力是表征安全閥使用品質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)，一般要求它至少為工作壓力的80％，上限以不產(chǎn)生閥瓣頻繁跳動(dòng)為宜。
啟閉壓差：開啟壓力和回座壓力之差。上海五岳奉獻(xiàn)各類閥門精品彈簧式安全閥、空壓機(jī)安全閥、日標(biāo)安全閥、安全閥、氧氣減壓閥、蒸汽減壓閥、氣動(dòng)球閥.
（1）檢驗(yàn)人員應(yīng)注意安全閥銹蝕情況，鉛封有無損壞，是否在合格的校驗(yàn)期內(nèi)。
（2）安全閥與排放口之間裝設(shè)截止閥的，運(yùn)行期間必須處于全開位置并加鉛封。檢驗(yàn)員應(yīng)對(duì)其進(jìn)行檢查，如需動(dòng)用該閥，應(yīng)指派專人操作，運(yùn)行負(fù)責(zé)人和檢驗(yàn)員應(yīng)在場(chǎng)，做好操作記錄。
（3）檢查中發(fā)現(xiàn)安全閥失靈或有故障時(shí)，應(yīng)立即處置或停止運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：壓力容器 安全閥 問題 建議



1、壓力容器安全閥設(shè)計(jì)選用設(shè)計(jì)選用
1.1安全閥開啟方式選擇不當(dāng)
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥一般來說，相對(duì)公稱壓力和公稱通徑的全啟式安全閥的排放面積要比微啟式安全閥大。因此，當(dāng)設(shè)計(jì)人員選用的是全啟式安全閥，而圖上只標(biāo)明接口法蘭的公稱壓力和公稱直徑 (不少的壓力容器圖紙上如此標(biāo)注)，如使用單位選用了微啟式安全閥，則排放面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。也就是說，盡管安裝了安全閥，卻不能滿足使用的要求。
下面來進(jìn)行分析：
3.9.1（1）條，容器設(shè)計(jì)壓力：是指設(shè)計(jì)的容器頂部的高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為設(shè)計(jì)荷載條件，其值不低于工作壓力。
3.9.2條，超壓泄放裝置動(dòng)作壓力：（1）不得高于壓力容器的設(shè)計(jì)壓力；（2）對(duì)于設(shè)計(jì)圖樣中注明高允許工作壓力的壓力容器，允許超壓泄放裝置的動(dòng)作壓力不高于該壓力容器的高允許工作壓力
這里就有了3個(gè)概念，容器設(shè)計(jì)壓力，容器高允許工作壓力，泄放裝置的動(dòng)作壓力。請(qǐng)?zhí)貏e關(guān)注容器高允許工作壓力
 
3.24泄露試驗(yàn)（即原來的氣密性試驗(yàn)，現(xiàn)新增氦、氨、鹵素檢漏等新方法）：
當(dāng)壓力容器盛裝介質(zhì)的毒性程度為極度、高度危害或者不允許有微量泄漏時(shí)，設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)提出壓力容器泄露試驗(yàn)的方法和要求
鑄造壓力容器盛裝氣態(tài)介質(zhì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)圖樣上提出氣密性試驗(yàn)的要求
對(duì)于帶有安全閥、爆破片等超壓泄放裝置的壓力容器，如果設(shè)計(jì)時(shí)提出氣密性試驗(yàn)要求，則設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)給出該壓力容器的高允許工作壓力。
1.2安全閥安裝位置不當(dāng)
壓力容器檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)：由于設(shè)計(jì)人員疏忽，某些應(yīng)該設(shè)置安全閥的壓力容器卻沒有設(shè)計(jì)安全閥接口，而且又無備用接口，使用單位則由于在壓力容器上開孔工藝比較麻煩，就在進(jìn)口總管上開個(gè)孔，裝上安全閥了事；也有的時(shí)候，雖然幾個(gè)并聯(lián)的壓力容器分別開有安全閥接口，但使用單位為了圖省事，在進(jìn)口總管上另開一個(gè)安全閥接口，裝一個(gè)總的安全閥。一般來說，這兩種情況安全閥的排放面積均為進(jìn)行過計(jì)算，所以即使裝了安全閥，也不一定能保證安全。
1.3安全閥選型不當(dāng)
目前有不少單位在蒸汽系統(tǒng)，選用A27 W一10T的安全閥。*“W”表示閥座密封面由閥體直接加工而成，“T”則表示閥座密封面材料是銅合金。銅合金密封面的密封性較差，且有粘連等問題，故只適用于小于或等于120℃的場(chǎng)合，和120℃對(duì)應(yīng)的干飽和蒸汽的壓力為0.2MPa(壓力)，顯而易見，蒸汽系統(tǒng)選用A27W一10T安全閥是錯(cuò)誤的。檢驗(yàn)過程中還發(fā)現(xiàn)，有不少單位蒸汽系統(tǒng)安全閥密封面泄漏嚴(yán)重，甚至有不少新安裝的安全閥選用了A27W一10T。實(shí)際上每一種安全閥適合的適用介質(zhì)、適用溫度在《彈簧直接載荷式安全閥》(GB/T12243--2005)和《安全閥技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中均有明確規(guī)定，故務(wù)必引起重視。
1.4 安全閥選型時(shí)應(yīng)提出與工作壓力相適應(yīng)的密封壓力級(jí)。
安全閥的開啟壓力是通過調(diào)節(jié)彈簧的壓縮量來實(shí)現(xiàn)的，而每一種彈簧的剛度不同，調(diào)節(jié)的范圍也較有限。彈簧直接載荷式安全閥》(GB/T12243--2005)標(biāo)準(zhǔn)范圍適用于公稱壓力PN0.1-42Mpa，流道直徑大于等于8㎜的蒸汽鍋爐、壓力容器和管道用安全閥。因此，切不可忽視這一問題。


2、安全閥的安裝：
(1)安全閥應(yīng)垂直安裝，并應(yīng)裝設(shè)在壓力容器液面上氣相空間部分，或裝設(shè)在與壓力容器氣相空間相連的官道上。
(2)壓力容器與安全閥之間的連接管和管件的通孔，期截面積不得小于安全閥的進(jìn)口截面積，期接管應(yīng)盡量短而直。
(3)壓力容器一個(gè)連接口上裝設(shè)兩個(gè)或兩個(gè)以上的安全閥時(shí)，則該連接口入口的截面積，應(yīng)至少等于這些安全閥的進(jìn)口截面積總和。
(4)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定：對(duì)易燃、毒性程度為極度、高度或中度危害介質(zhì)的壓力容器，應(yīng)在安全閥的出口裝設(shè)導(dǎo)管，將排放介質(zhì)引至安全地點(diǎn)，并進(jìn)行妥善處理，不得直接排入大氣。在檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)以氨冷系統(tǒng)為例，氨屬毒性程度為中度危害的介質(zhì)，幾乎沒有一個(gè)單位做到這一條，有少數(shù)單位將氨氣直接通人地溝，排入下水道，廢水也未作任何處理。
(5)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定：對(duì)于盛裝易燃、毒性程度為極度、高度、中度危害的壓力容器，為便于安全閥的更換、清洗，可在壓力容器與安全閥之間裝截止閥，截止閥必須保持全開，并加鉛封。截止閥的結(jié)構(gòu)和通徑應(yīng)不妨礙安全閥的安全閥泄放。也以氨冷凍系統(tǒng)為例，在檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，容器和安全閥間一般均裝有截止閥，但都均未按規(guī)定加鉛封。由于截止閥未能很好維護(hù)保養(yǎng)。大部分已很難靈活地開關(guān)，顯然更換安全閥難度很大。
(6)安全閥裝設(shè)位置，應(yīng)便于檢查和維修。
3、安全閥校驗(yàn)
3.1新安全閥安裝調(diào)試


這里就可以分情況進(jìn)行討論了：
（1）對(duì)于普通壓力容器，盛裝一般介質(zhì)，需要安裝安全泄放裝置時(shí)，它的整定壓力 小于等于容器的設(shè)計(jì)壓力，和以前的理解沒有變化；
（2）對(duì)于需要做氣密性試驗(yàn)的容器，參見3.24條。在耐壓試驗(yàn)（一般為水壓試驗(yàn)）完成后，需進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。根據(jù)要求，進(jìn)行氣密性試驗(yàn)時(shí)，需安裝安全泄放裝置（包括安全閥），氣密性試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力為容器的設(shè)計(jì)壓力，若安全閥的整定壓力（即設(shè)定壓力）小于等于（<=）容器的設(shè)計(jì)壓力，那么在試驗(yàn)時(shí)必然會(huì)不斷開啟，完不成氣密性試驗(yàn)，因此安全閥的整定壓力必須大于容器的設(shè)計(jì)壓力。同時(shí)，必須給出容器的高允許工作壓力，讓安全閥的整定壓力小于此值。三者關(guān)系為：
容器設(shè)計(jì)壓力 <= 安全泄放裝置的整定壓力 <= 容器高允許工作壓力
經(jīng)過分析，并和設(shè)備制造廠商研討之后，得出兩條解決辦法：


*種仍然按照以前的做法，但是用2套不同整定壓力的安全閥（安全泄放裝置），1套供制造和試驗(yàn)時(shí)使用，壓力設(shè)定值大于設(shè)計(jì)壓力，另1套供生產(chǎn)操作時(shí)使用，設(shè)定值小于等于容器設(shè)計(jì)壓力。當(dāng)然也可以分2次調(diào)節(jié)安全閥的彈簧，滿足不同設(shè)定值；
另一種是使用新的做法，要求設(shè)備專業(yè)計(jì)算高允許工作壓力，將安全閥（安全泄放裝置）的整定壓力高于容器的設(shè)計(jì)壓力，低于高允許工作壓力。這種方法可能會(huì)引起一些誤解，在實(shí)際使用過程中需要進(jìn)行有效溝通。
 
經(jīng)常發(fā)現(xiàn)使用單位未做任調(diào)試就把新安全閥(出廠已有合格證)直接安裝到壓力容器上使用。這顯然是起不到安全閥的安全保護(hù)作用。新安全閥在安裝前之前，應(yīng)根據(jù)使用情況進(jìn)行調(diào)試后，才準(zhǔn)安裝使用。
另外，安全閥出廠所調(diào)整的開啟壓力往往并非正好是用戶所需要的，因此，在安裝前必須按用戶使用條件進(jìn)行調(diào)試后，才可安裝使用。安全閥的開啟壓力PZ不應(yīng)大于壓力容器的設(shè)計(jì)壓力P，且安全閥的密封試驗(yàn)壓力PT應(yīng)大于壓力容器的高工作壓力PW,即PZ≤P,PT＞PW，固定式壓力容器上安裝多個(gè)安全閥時(shí)，其中一個(gè)安全閥的開啟壓力不應(yīng)大于壓力容器的設(shè)計(jì)壓力，其余安全閥的開啟壓力可適當(dāng)提高，但不得超過設(shè)計(jì)壓力的1.05倍。
3.2壓力容器和管道用安全閥的整定壓力偏差。當(dāng)整定壓力小于等于0.5 Mpa時(shí)為±0.015 Mpa，當(dāng)整定壓力大于0.5 Mpa時(shí)為3%整定壓力。
3．3安全閥校驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量有待提高各安全閥校驗(yàn)單位的校驗(yàn)報(bào)告格式很不統(tǒng)一，有的太簡(jiǎn)單，缺項(xiàng)較多；有的太繁瑣，有些則與安全閥校驗(yàn)關(guān)系不大，填寫時(shí)不規(guī)范，造成了有的校驗(yàn)報(bào)告令人看了不知所云。如有一份校驗(yàn)報(bào)告，在“容器"一欄中，“工作壓力"填0．4MPa，而在“安全閥校驗(yàn)記錄"一欄中“工作壓力填0．3～0．7MPa，看來自相矛盾。這是專業(yè)用語不規(guī)范所致，實(shí)際上“安全閥校驗(yàn)記錄"一欄中的“工作壓力"應(yīng)為“密封壓力級(jí)"。
3．4如何理解安全閥每年至少校驗(yàn)一次化工和制藥行業(yè)是連續(xù)生產(chǎn)一般停車檢修時(shí)間較短，有時(shí)設(shè)備出了事故，搶修一下，設(shè)備開上去后當(dāng)年不再停車。這種情況下安全閥只有在這較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行更換。鑒于制藥行業(yè)檢修力量較為薄弱，安全閥一般只能委托專業(yè)校驗(yàn)單位進(jìn)行，所以不少單位事先按照使用條件校驗(yàn)好備件，一旦需要即可更換。但若備件較充分，一時(shí)用不掉，換上去時(shí)，離開校驗(yàn)日期已超過一年，是否必需重新校驗(yàn)?筆者認(rèn)為不需要，理由有二：
其一，《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第134條，《在用壓力容器的檢驗(yàn)規(guī)程》第44條規(guī)定：新安全閥在安裝之前，應(yīng)根據(jù)使用情況調(diào)試后，才準(zhǔn)安裝使用。從廣義上來說，作為備件的安全閥也適用此條。
其二，安全閥每年至少校驗(yàn)一次，是對(duì)在用壓力容器上已在使用的安全閥而言。因?yàn)橥ㄟ^一年的使用，考慮到安全閥組裝質(zhì)量、彈簧的使用壽命、介質(zhì)的清潔程度、環(huán)境條件等眾多因素的影響，故有必要進(jìn)行一次清洗校驗(yàn)。對(duì)于備件安全閥而言，不存在影響其密封狀況和開啟壓力發(fā)生變化的因素。當(dāng)然沒有必要重新進(jìn)行校驗(yàn)。


3．5安全閥每年至少校驗(yàn)一次的執(zhí)行情況
一般來說，容器進(jìn)行內(nèi)外部檢驗(yàn)的這一年，因涉及到特種設(shè)備備案發(fā)放容器使用證，有專業(yè)檢驗(yàn)單位和特檢機(jī)構(gòu)二級(jí)把關(guān)，執(zhí)行的情況一般較好。反之，其它年份的情況不容樂觀。


4、建議
(1)按《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》要求，需設(shè)置安全閥的壓力容器，在總圖上希能注明安全閥型號(hào)、公稱壓力、公稱直徑、密封壓力級(jí)。讓使用單位只要根據(jù)設(shè)計(jì)人員提供的上述資料，便可買到合適的安全閥。而要達(dá)到上述要求，僅根據(jù)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》附件五“安全閥和爆破片的計(jì)算"及《鋼制壓力#黝(GB150一89)附錄B"超壓泄放裝齊"是無法完成的。因?yàn)榘催@兩個(gè)資料都只計(jì)算到所需的排放面積，至于是選用封閉式、半封閉式、還是敞開式．選全啟式還是微啟式，以及型號(hào)如何選擇，都未作介紹。鑒于以前安全閥設(shè)計(jì)計(jì)算一般有關(guān)化工工藝和化工管路設(shè)計(jì)的書籍中略有介紹，而現(xiàn)在既然《鋼制壓力容器))(GBl50--89)列入了附錄B，希望能補(bǔ)充有關(guān)資料，以方便使用。
(2)安全閥的制造質(zhì)量急待提高，安全閥制造單位的資格認(rèn)可工作及監(jiān)檢工作希望能及早排上議事日程。 ，
(3)要做好安全閥的校驗(yàn)工作，對(duì)安全閥的開啟壓力及允許偏差應(yīng)統(tǒng)一，希有關(guān)方面進(jìn)行協(xié)調(diào)。并建議有關(guān)部門設(shè)法將安全閥校驗(yàn)表格，有關(guān)專業(yè)用語和填寫規(guī)范化，將有利提高安全閥校驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：斯派莎克蒸汽減壓閥在化纖管路應(yīng)用