浅谈压力容器安全阀应用存在的问题和建议

张婷

（南京欧德油储有限责任公司）

安全阀是一种用于受压设备、容器或管路上的自动压力释放装置。当被保护系统内的压力升高超过允许值时，阀门自动开启，排出部分多余的介质，以防止系统压力继续升高，当系统压力降低到某规定值时，阀门又能自动关闭，从而保证系统正常运行。由于它结构简单、紧凑、调节方便、安全可靠等优点，在压力容器已广泛应用，因此安全阀的设计选用、安装和校验十分重要。现对安全阀的选用、安装和整定压力值的过程中存在的问题进行探讨。

一、设计选用

1.一种不应有的疏忽

一般来说，相同公称压力和公称通径的全启式安全阀的流道直径要比微启式安全阀大，因此在一台容器上，当设计人员选用是全启式安全阀时，使用单位不能改用同规格的微启式安全阀。因安全阀的流道直径不一样，这样尽管安装了安全阀，但未能达到设计要求的排放量，故不能保证容器运行安全。

在压力容器检验中发现，压力容器一个连接口装两只安全阀时，该连接口入口的面积比两只安全阀进口面积之和要小。例如，某压力容器一个接口上同时并联装有两个DN＝80mm的安全阀（容器接口通径φ150mm），则安全阀与容器连接口变径φ80mm，与其中一个安全阀的公称通径相同，若两只安全阀的校验开启压力也相同，这与安装一个安全阀无区别。在检验安全阀泄放管时发现，几台压力容器的安全阀泄放出口的泄放管同时连接在泄放总汇管上（如制冷容器），各安全阀的整定压力基本相同，而泄放总汇管的排放面积均不合格。根据GB150—1998《钢制压力容器》附录B的规定，“泄放管应尽可能做成垂直管，其口径应不小于泄放装置的出口直径，若有多个泄放装置而采用泄放总汇管，总管的截面积应不小于各泄放装置泄放管面积之和”，所以即使装了安全阀，也不一定保证安全。

2.选型不当

目前有的单位在蒸汽系统选用A27W-10T的安全阀，“W”表示阀座密封面由阀体直接加工而成，“T”则表示阀座密封面材料是铜合金，适用介质为空气。铜合金密封面的密封性较差，且有黏性等问题，故只适应于小于或等于120℃的场合和120℃对应的干饱和蒸汽的压力为0.2MPa(绝对压力)。显而易见，对蒸汽系统选用A27W-10T的安全阀是错误的。

在检验中还发现，有的压力容器上安装的安全阀，虽然安全阀选型与其使用介质相匹配，但安全阀所标注的整定压力范围与压力容器安全运行所需的整定压力不匹配。如某单位有一台脱除器，选用的安全阀是A42Y-16C，安全阀阀体铭牌上标注：公称通径80mm ，整定压力0.85MPa，回座压力0.77MPa，安全阀检验牌标注开启压力0.4MPa。经查看安全阀阀体没有任何更换安全阀弹簧的标记。安全阀的开启压力是通过调节弹簧的压缩量来实现的，而每一种弹簧的刚度不同，调节的范围也有限。以上海阀门厂生产的弹簧式安全阀为例，公称压力Pg在1.6MPa范围内，就分为13个压力级，应选用与压力容器的工作压力相适用的整定压力级，因此切不可忽视这一问题。

二、有关安全阀开启压力和允许偏差标准的规定各不相同

以现在查到的资料来看，有以下几种：

1.JB452-77《弹簧式安全阀条件》（见表1）

表1 JB452-77规定的安全阀开启压力

2.HGJ14-89《钢制化工容器设计基础规定》（见表2）

表2 HGJ14-89规定的安全阀开启压力

3.SNS 01030-92《阀门维护检修规程》

安全阀的整定压力值应按设计图纸的规定。如无明确规定时，可根据不同工艺操作压力按下式确定：

当Pw≤0.7时，Ps=Pw+0.05;

当0.7＜Pw≤1.8时，Ps=Pw+0.18;

当1.8＜Pw≤8时，Ps=1.1 Pw;

当8＜Pw≤32时，Ps=1.05 Pw;

安全阀整定压力值最大不得超过容器设计压力。

注：Pw—容器最高工作压力，MPa;

Ps—安全阀整定压力值，MPa。

4.GB150—1998《钢制压力容器》附录B

当容器上安装一个泄放装置时，泄放装置的动作压力应不大于设计压力，且该空间的超压限度不大于设计压力的10%或20KPa的较大值。当容器上安装多个泄放装置时，其中一个泄放装置的动作压力应不大于设计压力，其他泄放装置的动作压力可提高，但不得超过设计压力的4%。该空间的超压限度应不大于设计压力的12%或30 KPa的较大值

压力容器装有安全阀时，容器的设计压力按以下步骤确定：

1）根据容器的工作压力Pw，确定安全阀的开启压力Pz，取Pz≤（1.1～1.05）Pw；当Pz＜0.18 MPa时，可适当提高Pz相对于Pw的比值；

2）取容器的设计压力P等于或稍大于开启压力Pz，即P≥Pz。

三、建议

1）按《压力容器安全技术监察规程》的要求，需设置安全阀的压力容器，设计人员应在总图上注明安全阀型号、公称直径、整定压力等级和整定压力，让使用单位只要根据设计人员提供的上述资料，便可以买到合适的安全阀。

2）对于在用压力容器使用的安全阀，应做好检验工作。这就需要安全阀的校验单位，根据压力容器所使用的工况和介质，确定安全阀选用的型号是否合理，压力容器所需的整定压力是否在弹簧压力级别整定范围内。如安全阀所调整的整定压力不在此弹簧级别范围之内，应更换合适压力级别的弹簧。更换弹簧后的安全阀，应在阀体上打有相应级别的钢印标记，以便日后进行查验。压力容器检验人员在检验时，根据以上参数确定设备系统所使用的安全阀是否合理。

3）在用压力容器安全阀整定压力的确十分重要，安全阀整定压力不单是保护压力容器本体，而对整个工艺系统（如管道、阀门、泵、接口、垫片等）都起着安全保护作用。因此，安全阀的整定压力必须按用户使用工况进行调试后，才可以安装使用。

a.盛装液化气体的容器，应按其液化气体在罐体内可能达到的最高温度时所产生的压力，确定安全阀的开启压力。

b.对于储存容器，应按容器最高工作压力，确定安全阀的开启压力。

c.对于因化学反应使气体体积增大的容器，安全泄放量应根据容器内化学反应可能生成的最大气量及反应时间来确定。

开启压力都不得高于容器的设计压力。

4）压力容器检验人员在检验时，应按照压力容器的压力、温度等工艺条件，以及介质特性、安全泄放量来核算安全阀的排泄压力，并根据安全技术合理安装和使用安全阀。一般选用原则如下：

a.据计算确定安全阀、公称直径，必须使安全阀的排放能力≥压力容器的安全泄放量。

b.据压力容器的设计压力和设计温度确定安全阀的压力等级。

c.于开启压力大于3MPa蒸汽用的安全阀或介质温度超过320℃的气体用的安全阀，应选用带散热器(翅片)的形式。

d.易燃、毒性为极度或高度危害介质必须采用封闭式安全阀，如需采用带有提升机构的，则应采用封闭式带板手安全阀。

e.安全阀有可能承受背压是变动的且变动量超过10%开启压力时，应选用带波纹管的安全阀。

f.空气、60℃以上热水或蒸汽等非危害介质，则应采用带板手安全阀。

g.化槽(罐)车，应采用内置式安全阀。

h.根据介质特性选合适的安全阀材料:如含氨介质不能选用铜或含铜的安全阀;乙炔不能选用含铜70%或紫铜制的安全阀。

i.对于泄放量大的工况，应选用全启式;对于工作压力稳定， 泄放量小的工况，宜选用微启式;对于高压、泄放量大的工况， 宜选用非直接起动式，如脉冲式安全阀.对于容器长度超过6m，应设置两个或两个以上安全阀。

j.作压力Pw低的固定式容器，可采用静重式（高压锅）或杠杆重锤式安全阀，移动式设备应采用弹簧式安全阀。

k.于介质较稠且易堵塞的， 宜选用安全阀与爆破片的串联组合式的泄放装置。