張婷

（南京歐德油儲(chǔ)有限責(zé)任公司）

安全閥是一種用于受壓設(shè)備、容器或管路上的自動(dòng)壓力釋放裝置。當(dāng)被保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)的壓力升高超過(guò)允許值時(shí)，閥門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟，排出部分多余的介質(zhì)，以防止系統(tǒng)壓力繼續(xù)升高，當(dāng)系統(tǒng)壓力降低到某規(guī)定值時(shí)，閥門(mén)又能自動(dòng)關(guān)閉，從而保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、調(diào)節(jié)方便、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，在壓力容器已廣泛應(yīng)用，因此安全閥的設(shè)計(jì)選用、安裝和校驗(yàn)十分重要?，F(xiàn)對(duì)安全閥的選用、安裝和整定壓力值的過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行探討。

一、設(shè)計(jì)選用

1.一種不應(yīng)有的疏忽

一般來(lái)說(shuō)，相同公稱(chēng)壓力和公稱(chēng)通徑的全啟式安全閥的流道直徑要比微啟式安全閥大，因此在一臺(tái)容器上，當(dāng)設(shè)計(jì)人員選用是全啟式安全閥時(shí)，使用單位不能改用同規(guī)格的微啟式安全閥。因安全閥的流道直徑不一樣，這樣盡管安裝了安全閥，但未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的排放量，故不能保證容器運(yùn)行安全。

在壓力容器檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，壓力容器一個(gè)連接口裝兩只安全閥時(shí)，該連接口入口的面積比兩只安全閥進(jìn)口面積之和要小。例如，某壓力容器一個(gè)接口上同時(shí)并聯(lián)裝有兩個(gè)DN＝80mm的安全閥（容器接口通徑φ150mm），則安全閥與容器連接口變徑φ80mm，與其中一個(gè)安全閥的公稱(chēng)通徑相同，若兩只安全閥的校驗(yàn)開(kāi)啟壓力也相同，這與安裝一個(gè)安全閥無(wú)區(qū)別。在檢驗(yàn)安全閥泄放管時(shí)發(fā)現(xiàn)，幾臺(tái)壓力容器的安全閥泄放出口的泄放管同時(shí)連接在泄放總匯管上（如制冷容器），各安全閥的整定壓力基本相同，而泄放總匯管的排放面積均不合格。根據(jù)GB150—1998《鋼制壓力容器》附錄B的規(guī)定，“泄放管應(yīng)盡可能做成垂直管，其口徑應(yīng)不小于泄放裝置的出口直徑，若有多個(gè)泄放裝置而采用泄放總匯管，總管的截面積應(yīng)不小于各泄放裝置泄放管面積之和”，所以即使裝了安全閥，也不一定保證安全。

2.選型不當(dāng)

目前有的單位在蒸汽系統(tǒng)選用A27W-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，適用介質(zhì)為空氣。銅合金密封面的密封性較差，且有黏性等問(wèn)題，故只適應(yīng)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(絕對(duì)壓力)。顯而易見(jiàn)，對(duì)蒸汽系統(tǒng)選用A27W-10T的安全閥是錯(cuò)誤的。

在檢驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，有的壓力容器上安裝的安全閥，雖然安全閥選型與其使用介質(zhì)相匹配，但安全閥所標(biāo)注的整定壓力范圍與壓力容器安全運(yùn)行所需的整定壓力不匹配。如某單位有一臺(tái)脫除器，選用的安全閥是A42Y-16C，安全閥閥體銘牌上標(biāo)注：公稱(chēng)通徑80mm ，整定壓力0.85MPa，回座壓力0.77MPa，安全閥檢驗(yàn)牌標(biāo)注開(kāi)啟壓力0.4MPa。經(jīng)查看安全閥閥體沒(méi)有任何更換安全閥彈簧的標(biāo)記。安全閥的開(kāi)啟壓力是通過(guò)調(diào)節(jié)彈簧的壓縮量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而每一種彈簧的剛度不同，調(diào)節(jié)的范圍也有限。以上海閥門(mén)廠(chǎng)生產(chǎn)的彈簧式安全閥為例，公稱(chēng)壓力Pg在1.6MPa范圍內(nèi)，就分為13個(gè)壓力級(jí)，應(yīng)選用與壓力容器的工作壓力相適用的整定壓力級(jí)，因此切不可忽視這一問(wèn)題。

二、有關(guān)安全閥開(kāi)啟壓力和允許偏差標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定各不相同

以現(xiàn)在查到的資料來(lái)看，有以下幾種：

1.JB452-77《彈簧式安全閥條件》（見(jiàn)表1）

表1 JB452-77規(guī)定的安全閥開(kāi)啟壓力

2.HGJ14-89《鋼制化工容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定》（見(jiàn)表2）

表2 HGJ14-89規(guī)定的安全閥開(kāi)啟壓力

3.SNS 01030-92《閥門(mén)維護(hù)檢修規(guī)程》

安全閥的整定壓力值應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)定。如無(wú)明確規(guī)定時(shí)，可根據(jù)不同工藝操作壓力按下式確定：

當(dāng)Pw≤0.7時(shí)，Ps=Pw+0.05;

當(dāng)0.7＜Pw≤1.8時(shí)，Ps=Pw+0.18;

當(dāng)1.8＜Pw≤8時(shí)，Ps=1.1 Pw;

當(dāng)8＜Pw≤32時(shí)，Ps=1.05 Pw;

安全閥整定壓力值最大不得超過(guò)容器設(shè)計(jì)壓力。

注：Pw—容器最高工作壓力，MPa;

Ps—安全閥整定壓力值，MPa。

4.GB150—1998《鋼制壓力容器》附錄B

當(dāng)容器上安裝一個(gè)泄放裝置時(shí)，泄放裝置的動(dòng)作壓力應(yīng)不大于設(shè)計(jì)壓力，且該空間的超壓限度不大于設(shè)計(jì)壓力的10%或20KPa的較大值。當(dāng)容器上安裝多個(gè)泄放裝置時(shí)，其中一個(gè)泄放裝置的動(dòng)作壓力應(yīng)不大于設(shè)計(jì)壓力，其他泄放裝置的動(dòng)作壓力可提高，但不得超過(guò)設(shè)計(jì)壓力的4%。該空間的超壓限度應(yīng)不大于設(shè)計(jì)壓力的12%或30 KPa的較大值

壓力容器裝有安全閥時(shí)，容器的設(shè)計(jì)壓力按以下步驟確定：

1）根據(jù)容器的工作壓力Pw，確定安全閥的開(kāi)啟壓力Pz，取Pz≤（1.1～1.05）Pw；當(dāng)Pz＜0.18 MPa時(shí)，可適當(dāng)提高Pz相對(duì)于Pw的比值；

2）取容器的設(shè)計(jì)壓力P等于或稍大于開(kāi)啟壓力Pz，即P≥Pz。

三、建議

1）按《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的要求，需設(shè)置安全閥的壓力容器，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在總圖上注明安全閥型號(hào)、公稱(chēng)直徑、整定壓力等級(jí)和整定壓力，讓使用單位只要根據(jù)設(shè)計(jì)人員提供的上述資料，便可以買(mǎi)到合適的安全閥。

2）對(duì)于在用壓力容器使用的安全閥，應(yīng)做好檢驗(yàn)工作。這就需要安全閥的校驗(yàn)單位，根據(jù)壓力容器所使用的工況和介質(zhì)，確定安全閥選用的型號(hào)是否合理，壓力容器所需的整定壓力是否在彈簧壓力級(jí)別整定范圍內(nèi)。如安全閥所調(diào)整的整定壓力不在此彈簧級(jí)別范圍之內(nèi)，應(yīng)更換合適壓力級(jí)別的彈簧。更換彈簧后的安全閥，應(yīng)在閥體上打有相應(yīng)級(jí)別的鋼印標(biāo)記，以便日后進(jìn)行查驗(yàn)。壓力容器檢驗(yàn)人員在檢驗(yàn)時(shí)，根據(jù)以上參數(shù)確定設(shè)備系統(tǒng)所使用的安全閥是否合理。

3）在用壓力容器安全閥整定壓力的確十分重要，安全閥整定壓力不單是保護(hù)壓力容器本體，而對(duì)整個(gè)工藝系統(tǒng)（如管道、閥門(mén)、泵、接口、墊片等）都起著安全保護(hù)作用。因此，安全閥的整定壓力必須按用戶(hù)使用工況進(jìn)行調(diào)試后，才可以安裝使用。

a.盛裝液化氣體的容器，應(yīng)按其液化氣體在罐體內(nèi)可能達(dá)到的最高溫度時(shí)所產(chǎn)生的壓力，確定安全閥的開(kāi)啟壓力。

b.對(duì)于儲(chǔ)存容器，應(yīng)按容器最高工作壓力，確定安全閥的開(kāi)啟壓力。

c.對(duì)于因化學(xué)反應(yīng)使氣體體積增大的容器，安全泄放量應(yīng)根據(jù)容器內(nèi)化學(xué)反應(yīng)可能生成的最大氣量及反應(yīng)時(shí)間來(lái)確定。

開(kāi)啟壓力都不得高于容器的設(shè)計(jì)壓力。

4）壓力容器檢驗(yàn)人員在檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按照壓力容器的壓力、溫度等工藝條件，以及介質(zhì)特性、安全泄放量來(lái)核算安全閥的排泄壓力，并根據(jù)安全技術(shù)合理安裝和使用安全閥。一般選用原則如下：

a.據(jù)計(jì)算確定安全閥、公稱(chēng)直徑，必須使安全閥的排放能力≥壓力容器的安全泄放量。

b.據(jù)壓力容器的設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度確定安全閥的壓力等級(jí)。

c.于開(kāi)啟壓力大于3MPa蒸汽用的安全閥或介質(zhì)溫度超過(guò)320℃的氣體用的安全閥，應(yīng)選用帶散熱器(翅片)的形式。

d.易燃、毒性為極度或高度危害介質(zhì)必須采用封閉式安全閥，如需采用帶有提升機(jī)構(gòu)的，則應(yīng)采用封閉式帶板手安全閥。

e.安全閥有可能承受背壓是變動(dòng)的且變動(dòng)量超過(guò)10%開(kāi)啟壓力時(shí)，應(yīng)選用帶波紋管的安全閥。

f.空氣、60℃以上熱水或蒸汽等非危害介質(zhì)，則應(yīng)采用帶板手安全閥。

g.化槽(罐)車(chē)，應(yīng)采用內(nèi)置式安全閥。

h.根據(jù)介質(zhì)特性選合適的安全閥材料:如含氨介質(zhì)不能選用銅或含銅的安全閥;乙炔不能選用含銅70%或紫銅制的安全閥。

i.對(duì)于泄放量大的工況，應(yīng)選用全啟式;對(duì)于工作壓力穩(wěn)定， 泄放量小的工況，宜選用微啟式;對(duì)于高壓、泄放量大的工況， 宜選用非直接起動(dòng)式，如脈沖式安全閥.對(duì)于容器長(zhǎng)度超過(guò)6m，應(yīng)設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上安全閥。

j.作壓力Pw低的固定式容器，可采用靜重式（高壓鍋）或杠桿重錘式安全閥，移動(dòng)式設(shè)備應(yīng)采用彈簧式安全閥。

k.于介質(zhì)較稠且易堵塞的， 宜選用安全閥與爆破片的串聯(lián)組合式的泄放裝置。