安全阀密封试验压力取值探讨

(安徽省特种设备检测院， 安徽 合肥 230000)

安全阀密封试验压力取值探讨

高万东

(安徽省特种设备检测院， 安徽 合肥 230000)

安全阀作为承压设备最重要的安全附件之一，应每年至少校验一次。《安全阀安全技术监察规程》规定，校验项目至少包括整定压力和密封性能，密封试验压力取整定压力减0.03 MPa或90%的整定压力。若按此规定校验，可能会出现安全阀实际密封压力小于设备工作压力的情况，导致安全阀经常泄漏。安全阀校验时，密封试验压力是否有必要不低于设备工作压力，从标准要求、密封比压、泄漏试验和安全阀使用性能等方面探讨了安全阀密封试验压力的取值问题。

安全阀； 密封试验压力； 密封比压； 取值

安全阀被广泛用于石化、电力行业的锅炉、压力容器、压力管道等承压设备之中。作为承压设备超压泄放保护的重要安全附件，在使用中除了满足准确开启、稳定排放、及时关闭外，还应具备可靠的密封性能[1]。安全阀泄漏危害众多，少量介质泄漏浪费能源，有毒、有害介质泄漏污染环境，易燃、易爆介质泄漏增加安全隐患，大量介质泄漏影响系统的正常运行，长时间泄漏会造成密封面侵蚀，安全阀失效[2]。为保证安全阀功能完好，TSG ZF001—2006《安全阀安全技术监察规程》[3]中规定，安全阀每年至少校验1次，校验项目至少包括整定压力和密封性能，并规定密封试验压力取整定压力减0.03 MPa或90%的整定压力。按照GB 150.1～150.4—2011《压力容器》[4]规定，安全阀整定压力一般取容器工作压力的1.05～1.1倍，并且不大于容器设计压力。假定安全阀整定压力相对值为1，则密封试验压力为0.9，容器工作压力应为0.95～0.91。可见安全阀正常校验时，密封试验压力小于容器工作压力。因此，安全阀可能会出现安全阀实际密封压力小于设备工作压力的情况，导致安全阀经常泄漏。安全阀校验时，密封试验压力是否有必要不低于设备工作压力，笔者从多方面进行了讨论。

1 密封比压要求

安全阀的密封性决定于密封面的材料、质量、宽度以及制造和装配的精度，维持密封的力称为密封比压。安全阀的密封比压是指作用于单位面积密封面上的平均正压力[5]，一般为实际密封压力与密封面面积的比值。小的密封比压不能保证密封，大的密封比压可能使密封面损坏，密封比压一般介于密封必须比压与许用比压之间。密封必须比压越小，阀密封性能越好，但对制造及装配要求越高。密封必须比压小于整定压力与容器工作压力之差，才能保证阀的密封性能。

安全阀实际密封压力等于安全阀整定压力与介质压力之差。随着阀前介质压力的提高，密封面上的比压减小，泄漏趋势增加，当密封面上的比压小于密封所需最小比压时，安全阀虽未开启，但已开始泄漏。对非金属密封面安全阀，不允许出现阀瓣泄漏，一旦泄漏即表示安全阀开启；对金属密封面安全阀，允许阀瓣出现泄漏，但泄漏并不表示安全阀已开启，只有检测到阀瓣有开启或见到、听到试验介质连续排出才表明安全阀开启。安全阀从泄漏至开启仍有一个压力过渡段，过渡段压力差越大，安全阀密封性能越差[6]。安全阀设计、制造厂家应尽量缩短过渡段压力差，以提高阀的密封性能和使用性能。

2 泄漏试验要求

TSG 21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》[7](以下简称《大容规》)中规定，容器泄漏试验应在安全附件安装完毕后进行，泄漏试验压力取容器设计压力，安全阀整定压力取容器最高允许工作压力，一般高于容器设计压力。有人提出异议，按容器设计压力进行泄漏试验过程中，安全阀虽不会开启，但存在泄漏可能，进而影响泄漏试验的进行。笔者认为，对于介质毒性危害程度为极度、高度危害或设计上不允许有微量泄漏的压力容器，应当进行泄漏试验，以检查焊缝的致密性(对接焊缝针孔缺陷、角焊缝焊接质量)与接管法兰密封性(与管道、安全附件的连接法兰)。即使安全阀有微量泄漏，但对系统试验压力影响甚微，不影响检查焊缝致密性和法兰密封性，不影响泄漏试验的结果。

3 固定式压力容器用安全阀要求

1999版的《压力容器安全技术监察规程》[8]规定，安全阀的密封试验压力应大于压力容器的最高工作压力。TSG R0004—2009《固定式压力容器安全技术监察规程》[9]和《大容规》取消了此条。笔者认为，安全阀是保证设备超压时开启泄放压力而设置的，只有整定压力和排放压力影响设备的安全使用，而密封试验压力是从阀的使用寿命、环保、能耗等方面考虑要求安全阀需具备可靠密封功能的，不属于容器安全技术的基本要求，取消此条规定，并不说明此条规定没有必要。

对于在用安全阀，从使用单位方面考虑，若设备工作压力、安全阀整定压力已确定，为了确保安全阀密封性能，应选用密封比压小于整定压力减去设备工作压力之差的安全阀，这是工业容器使用中对安全阀产品超出标准部分的要求[10]。因此，对在用固定式压力容器安全阀进行校验时，密封试验压力应取0.9倍整定压力或容器工作压力中的较大值。

4 移动式压力容器用安全阀要求

TSG R7001—2013《压力容器定期检验规则》[11]规定，安全阀的整定压力为罐体设计压力的1.05～1.10倍，密封试验压力不低于整定压力的0.9倍。液化气体罐车用安全阀多为非金属密封，HG 3157—2005《液化气体罐车用弹簧安全阀》[12]规定安全阀不允许泄漏，安全阀密封试验压力直接取0.9倍整定压力。真空绝热罐车金属密封安全阀允许阀泄漏，从安全阀的使用寿命、环保、能耗等方面考虑，密封试验压力取0.9倍整定压力或罐车工作压力中的较大者。

5 锅炉用安全阀要求

TSG G0001—2012《锅炉安全技术监察规程》[13]规定，在用锅炉的安全阀每年至少校验1次，新安装锅炉或安全阀检修、更换后，应校验其整定压力和密封性。DL/T 959—2014《电站锅炉安全阀技术规程》[14]规定，以蒸汽为介质的电站锅炉安全阀，应在水压强度试验和整定压力试验合格后，采用饱和蒸汽进行密封试验，密封试验压力宜为90%的整定压力，但不应低于安全阀安装位置工作压力。

6 压力管道用安全阀要求

TSG D0001—2009《压力管道安全技术监察规程——工业管道》[15]规定，安全阀密封试验压力应当大于管道系统的最大工作压力。GB 20801.6—2006《压力管道规范 工业管道 第6部分：安全防护》[16]中规定，当安装一个安全阀时，安全阀的整定压力应不大于系统设计压力；当安装多个安全阀时，至少有一个安全阀的整定压力应不大于系统设计压力，其余安全阀整定压力不得超过系统设计压力的5%。因此，在用压力管道用安全阀密封试验压力取值介于系统工作压力与设计压力之间。

7 结语

通过多方面对安全阀密封试验压力取值进行探讨，笔者认为：①对新制造的安全阀，进行出厂性能检测时，密封试验压力无需考虑设备工作压力。②对在用非金属密封面安全阀进行校验时，密封试验压力亦无需考虑设备工作压力。③不同型号安全阀实际密封压力不同，即使同一只安全阀，随工作环境的变化，实际密封压力也会变化。随着使用时间延长，密封性能会变差。校验在用容器安全阀校验时，在满足标准和阀体强度的条件下，应尽量提高整定压力，变相提高密封试验压力，使其不低于安全阀安装位置的工作压力。④校验在用锅炉和工业压力管道安全阀时，密封试验压力应不低于安全阀安装位置的工作压力。⑤若安全阀密封性能达不到不低于设备工作压力的要求，应重新选择合适的安全阀，不能依此就判断此安全阀不合格。朱省初等人针对安全阀产品标准与压力容器使用要求不一致的情况提出了4种解决办法[10]，实际应用中可以参考。

[1] 夏志敏，方学锋，朱玉明．承压设备用安全阀常见故障分析与处理[J]．阀门，2007(3)：40-41．

(XIA Zhi-min，FANG Xue-feng，ZHU Yu-ming. Analysis and Treatment of Safety Valve Common Faults on Pressure Equipment[J]．Valve，2007(3)：40-41．)

[2] 张旭辉．压力容器安全阀准确定压的意义[J]．河南科技，2014(5)：150．

(ZHANG Xu-hui.The Meaning of Accurately Set Pressure on Safety Valve of Pressure Vessels[J].Journal of Henan Science and Technology，2014(5)：150．)

[3] TSG ZF001—2006，安全阀安全技术监察规程[S].

(TSG ZF001—2006，Safety Technical Supervision Regulations for Safety Valves[S].)

[4] GB 150.1～150.4—2011，压力容器[S].

(GB 150.1～150.4—2011，Pressure Vessels[S].)

[5] 丁二喜，陈伟，吴继权．安全阀密封比压计算问题的探讨与安全阀设计计算项目建议[J]．中国特种设备安全，2015，31(4)：14-17．

(DING Er-xi，CHEN Wei，WU Ji-quan. Discussion on Sealed Specific Pressure Calculation of Safety Valves and Revision Suggestions on Its Design Calculation Item[J].China Special Equipment Safety，2015，31(4)：14-17．)

[6] 周震．安全阀．第2版[M].北京：中国标准出版社，2013：202．

(ZHOU Zhen. Safety Valve.2nd Edition[M]. Beijing：Standards Press of China，2013：202．)

[7] TSG 21—2016，固定式压力容器安全技术监察规程[S].

(TSG 21—2016，Supervision Regulation on Safety Technology for Stationary Pressure Vessel[S].)

[8] 压力容器安全技术监察规程[S]．1999.

(Supervision Regulation on Safety Technology for Pressure Vessel[S].1999.)

[9] TSG R0004—2009，固定式压力容器安全技术监察规程[S].)

(TSG R0004—2009，Supervision Regulation on Safety Technology for Stationary Pressure Vessel[S].)

[10] 朱省初，郭新建，赵立凡．在用压力容器安全阀密封性能可靠性分析[J]．中国特种设备安全，2008，24(7)：68-69．

(ZHU Sheng-chu，GUO Xin-jian，ZHAO Li-fan. Reliability Analysis on of Safety Valve Tight Performance of Pressure Vessels in Service[J]．China Special Equipment Safety，2008，24(7)：68-69．)

[11] TSG R7001—2013，压力容器定期检验规则[S].)

(TSG R7001—2013，Pressure Vessel Periodical Inspection Regulation[S].)

[12] HG 3157—2005，液化气体罐车用弹簧安全阀[S].

(HG 3157—2005，Direct Spring Loaded Safety Valves for Liquefied Gas Tank Trucks[S].)

[13] TSG G0001—2012，锅炉安全技术监察规程[S].

(TSG G0001—2012，Boiler Safety Technical Supervision Administration Regulation[S].)

[14] DL/T 959—2014，电站锅炉安全阀技术规程[S].

(DL/T 959—2014，The Code of Safety Valves for Power Station Boilers[S].)

[15] TSG D0001—2009，压力管道安全技术监察规程——工业管道[S].

(TSG D0001—2009，Pressure Pipe Safety Technology Supervision Regulation for Industrial Pressure Pipe[S].)

[16] GB 20801.6—2006，压力管道规范 工业管道 第6部分：安全防护[S].

(GB 20801.6—2006，Pressure Piping Code-Industrial Piping—Part 6：Safeguarding[S].)

(张编)

DiscussionontheValueforTightTestPressureofSafetyValves

GAOWan-dong

(Anhui Special Equipment Inspection Institute， Hefei 230000， China)

As one of the most important safety accessories of pressure equipment，the safety valves should be calibrated at least once a year. In the “SafetyTechnicalSupervisionRegulationsforSafetyValves”，it provides that calibration includes at least set pressure and tight performance，the value of tight test pressure have been gathered by setting pressure minus 0.03 MPa or 90 percent of set pressure. According to this，it may appear that the actual tight pressure is less than working pressure of equipment，resulting in frequent leakage of the safety valves. Is it necessary that tight pressure must be not less than working pressure of equipment during the safety valves calibration? The value for tight test pressure of safety valves is discussed from the standard requirements，tight test pressure，leakage test，using performance of safety valves.

safety valve； tight test pressure； sealed specific pressure； value

TQ050.3； TE967

B

10.3969/j.issn.1000-7466.2017.03.013

1000-7466(2017)03-0061-03①

2016-11-30

高万东(1984-)，男，安徽灵璧人，工程师，硕士，从事压力容器及安全附件的检验工作。