浅析在用锅炉压力容器压力管道安全阀常见问题

文/李奇

1、安全阀设计问题

安全阀的设计是一个系统性问题，既要考虑安全阀本身的有关因素，又要考虑被保护系统的各种情况对最终的产品的影响。因此，在设计时需要对引起超压的各种因素进行综合分析、判断，只有这样才能确保安全阀设计的合理、安全和可靠。系统对安全阀的基本要求是准确的开启、稳定的排放、适时全开、及时的回座和可靠的密封。

安全阀的设计主要考虑材料、结构和性能等方面的内容。材料方面主要考虑材料的特性以及介质的可燃性、易爆性、有毒性和腐蚀性以及低温、高温、高压对材料的影响；

结构设计包括阀体结构、密封结构、阀座结构、阀瓣结构、背压平衡结构、紧急提升结构；性能设计包括阀座（喷嘴）、阀瓣、导向套、调节圈、弹簧的优化组合，以及被保护系统的各种情况，其目的就是设计和制造的安全阀能够满足标准中对整定压力、排放压力、启闭压差等性能指标的要求。

2、安全阀制造质量问题

安全阀的制造质量是保证安全阀性能的先决条件，安全阀制造厂主要安全质量问题如下：

（1）外观质量较差，铸造粗糙；

（2）产品质量铭牌所载项目不全；

（3）外部几何尺寸偏差较大，进出口法兰垂直度差，造成安装困难；

（4）安全阀喉径偏小，使其排放能力降低；

（5）装配错误，造成弹簧压力等级与整定压力不匹配，使安全阀无法正常使用；

（6）密封面加工粗糙，有划痕等缺陷，安全阀密封性差；

（7）弹簧质量不符合要求。

3、安全阀安装质量问题

安全阀在安装过程常出现的错误如下：

（1）安装位置错误：安全阀应垂直安装，并应装在锅炉筒体、集箱或压力容器的最高位置，否则将造成安全阀不能正常工作。

（2）排气管过长、弯头多。安全阀排气管直通排气地点，并有足够排气面积，确保排气畅通。排气管过长、弯头多，将造成排气管阻力增加，排气背压过高，对安全阀的排放压力和回座压力会产生较大的影响。同时，排气所产生的反作用力在弯头部位产生很大弯矩，造成安全阀元件损坏。

（3）排气管无支撑：排气管自身的重量也可对安全阀产生附加弯矩，引起安全阀元件同轴度损坏，影响安全阀的动作性能。

（4）排气管底部未接疏水管或排气管出口过高。在排气管或疏水管上不允许装设阀门。但实际上很多在用锅炉的安全阀均未做到这一点。这样安全阀排气后的凝结水就会聚集在底部，导致阀芯和排气管腐蚀。如积水多，安全阀排气时将会产生震动。

（5）安全阀排气管朝向错误：个别单位安全阀朝向均通房顶（热水锅炉、蒸汽锅炉省煤器）。这样，一旦安全阀开启，在排放管的垂直段将形成一个水柱（排放背压），从而影响安全阀的动作性能。

4、安全阀排放量的核算

为了确保锅炉压力容器压力管道的安全运行，必须按有关规程对安全阀的排放量进行核算，确认是否满足要求。当前存在的问题：

（1）更换安全阀时未进行排放量核算，有些单位在更换安全阀时，只注意公称通径、公称压力，而未考虑到公称通径相同，型号不同的安全阀，排放能力可能不同。因此，盲目更换是非常危险的。

（2）降压使用时未进行排放量的核算，蒸汽锅炉的安全阀的排放量按下式进行核算：E=0.235A（10.2P+1）K。对于既定的安全阀，安全阀入口处介质比容修正系数，排气面积均不变，但随着入口压力的下降，安全阀的排放量将减小。因此，因受压元件强度不足而降压使用的锅炉压力容器，必须对原安全阀进行排放量核算。如排放量不能满足要求的，应立即更换。否则，排气能力不足，将导致锅炉压力容器事故的发生。对于由于工艺参数制约锅炉压力容器降压使用，属于非强度原因降压运行的，安全阀排放量降低，如果不超过锅炉压力容器的设计压力，可不用更换安全阀。但对于并联运行的锅炉，如降压运行后，原安全阀排放量不足，必须更换。以免造成该锅炉蒸汽压力超过管网中压力，危及管网安全运行。

5、始启压力整定

安全阀始起压力整定是安全阀校验的一项重要工作，不合理的定压将会对锅炉压力容器的安全运行带来很大影响。在用锅炉压力容器往往由于承压元件存在缺陷，或由于工艺条件要求而需降压运行，因而安全阀始启压力整定，前种情况下应以强度校核允许的压力为整定依据。后种情况则应以生产工艺要求的最高工作压力作为整定依据，而不宜以设计压力或额定工作压力作为整定依据。

6、弹簧工作压力等级选用

经常发现安全阀弹簧的压力等级与运行压力不相匹配的情况。虽然弹簧式安全阀的开启压力可以通过改变弹簧的预紧压缩量进行调节，但是这种调节是有限的，超出规定范围，弹簧的性能就不能保证。安全阀在使用过程中就会出现泄漏、开启压力不稳定现象。因此，在选购安全阀时，应尽量按使用压力选择压力等级范围，尽可能选择压力等级下限值，以利于安全阀调整和安全使用。

7、安全阀的维修和报废

以下情况可对安全阀进行修复或报废：

（1）密封面划痕，麻点在0.5mm以内，可研磨修复。

（2）锈蚀粘连或脏污卡住，可采用清洗。

（3）弹簧不正，应修复调整。

（4）密封面磨损、损坏，可更换部件。

8、安全阀的更换

有下列情况之一的安全阀，应进行更换：

（1）排气能力不能满足要求的。

（2）安全阀开启压力值偏差较大或动作性能不稳定、重复性差。

（3）公称压力，弹簧工作压力等级与开启压力不匹配。

（4）弹簧产品质量不合格或因断裂，严重锈蚀，引起失效。

（5）阀芯与阀座严重锈蚀、裂纹、凹坑等缺陷，无修复价值。

9、离线校验与锅炉压力容器压力管道热态使用

安全阀校验常采用离线校验，是在整定开启压力或密封性能实验前完成，可以对安全阀进行部件质量、装配质量的宏观检查，并完成对锈蚀及沉积物的清除和密封面的研磨等工作，可解决安全阀大部分技术质量问题。但是，受气源条件的限制，不能对使用条件下的安全阀进行排放压力和回座压力测定。而离线常温校验与实际使用个条件相差较大。随着温度的变化，弹簧刚度亦变化，从而使安全阀的开启压力变化较大。

结束语：

安全阀的设计，产品质量、安装质量校验以及正确的选用，是保证安全阀在使用过程中具有良好性能的先决条件。搞好安全阀的定期检验，是保证安全阀正常运行的重要环节。