石油化工企业安全阀校验与维修关键问题探讨

杨 斌 吕钟杰 张子健 陆建平

（宁波市劳动安全技术服务有限公司）

0 引言

在承压类特种设备的运行过程中，安全阀是非常重要的安全附件，可以保证特种设备处于正常的运行状态，能够有效地避免设备因超压而被破坏，所以针对安全阀进行定期维护和校验是保证承压设备安全稳定运行的有效措施[1-2]。

安全阀的主要工作原理是：当承压设备的内部压力超过安全阀的整定压力时，阀瓣会快速打开，安全阀起跳，将超压介质有效排出，在此过程中，安全阀呈现全部开启的状态，因此就要求安全阀需具备良好的稳定性；当超压介质排放完毕后，内部压力下降到规定范围内时，安全阀会自动完成闭合，承压设备则会恢复到正常运行状态，在此阶段就要求安全阀具备良好的密封性能[3-4]，基于稳定性和密封性的要求，笔者总结了安全阀在使用过程中的常见故障，并针对校验和维修等关键问题进行了探讨[5]。

1 常见问题

1.1 泄漏

在承压设备运行过程中，如果安全阀的阀座和阀瓣位置出现泄漏，那么安全阀的密封性能就无法得到保障，设备内部介质会流失，若是易燃、易爆或有毒介质，则危险性和危害性会更大。安全阀的阀瓣是由金属材料制成，虽然表面较为平整，但其密封效果十分有限，无法实现100%密封，会存在标准允许范围内的微量泄漏。

除此之外，以下因素也会导致安全阀的密封面泄漏：（1）由于表面存在灰尘或者杂质，安全阀密封面密封效果下降；（2）阀瓣损坏，通常是由于腐蚀性介质造成的，安全阀运行过程中一旦阀瓣损坏，密封面就会出现间隙，导致整个安全阀的密封性能下降；（3）如果安全阀的尺寸过大或者装配不合理，也会容易产生泄漏；（4）内部介质工作压力较大时，阀瓣和阀座之间的密封材料性能会受到破坏，进而降低整体的密封性能，导致安全阀泄漏；（5）使用于高温介质或安装在高温环境中的安全阀，阀座或阀芯密封面堆焊层周围材料可能会产生不均匀的热膨胀以及弹簧受热后刚度变软，预紧力减小，带来密封比压力下降等而引起泄漏。

1.2 动作不灵活

安全阀动作不灵活是指安全阀在开启和回座时动作不灵活，或者开启后不回座的现象。主要原因为：（1）安全阀长期未动作，同时未进行定期检验和校验，阀门运动部件产生锈蚀；（2）安全阀保护设备中含有电焊渣、铁锈等杂质，在排放过程中，杂质被冲到阀门运动部件的间隙中，导致安全阀动作不灵活；（3）运动部件制造加工质量差，存在毛刺、铁锈等，且在安装过程中未及时清理，造成安全阀动作不灵活。

1.3 排气管装设不合理

在安全阀运行过程中，安装排气管的主要目的是保证排气通畅，降低排气阻力，有些使用单位为了将排气管连接到户外而增加排气管的长度，这就加大了安全阀排放的压力。因此，在实际运行过程中，需要将流动阻力控制在阀门开启压力的10%以内，避免由于压力过高产生背压现象。

2 安全阀校验

2.1 新投入安全阀的校验

安全阀正式投入使用之前，必须要对其进行全面的校验。在校验过程中，需要对其强度、质量以及产品的性能进行全面检测，同时还需要结合安全阀的具体使用环境进行跟踪校验，通过一段时间的连续运行，确保安全阀各项参数均符合标准要需求。安全阀的校验单位需要对其进行严格的内部清洗以及整定压力调节，保证安全阀具备良好的密封性能和开启能力。在校验过程中，需要严格按照相关标准技术规范要求进行操作，同时对操作人员的专业水平和综合素质进行有效筛选，安排具有丰富经验的操作人员完成校验工作。全面清除安全阀内部的杂质和沉积物，研磨密封面并检查装配质量，确保安全阀在使用过程中能够充分发挥作用。通过对活动部件进行反复测试，确保其具备足够的可靠性，通过旋转弹簧对开启压力进行校准，从而满足压力容器运行的需求。

2.2 确定校验周期

根据安全阀技术监察规程的要求，对在役安全阀，需要保证至少每年进行一次校验，以弹簧直接式安全阀为例，在满足一定的条件下，经过使用单位批准，可适当延长安全阀的校验周期，通常是对在役安全阀进行RBI（风险的检验）评价，计算失效可能性和失效后果，得出风险等级，据划分的等级确定其具体的检验周期，具体可参考GB/T 26610—2022《承压设备系统基于风险的检验实施导则》。

2.3 在线校验

在线校验就是指在不拆除安全阀的前提下，对其整定压力和密封性能进行检测。在实际使用过程中，在线校验方法可分为以下几种。

（1） 采用辅助开启装置进行试验

该方法利用校验工具对安全阀施加外部向上的附加力，使安全阀强制开启，并且对其整定压力进行检测。在整个过程中，需要确保承压设备系统的运行压力不足以开启安全阀，在线校验仪器包括数据采集、液压驱动系统以及机械夹具等，在校验过程中，液压驱动系统通过提供附加拉力强制开启安全阀，通过传感器测量附加的提升力。在实际工作过程中，校验人员还需要对阀瓣的作用面积进行测量，然后再通过公式就能够获得安全阀的整定压力ps：

式中：ps——安全阀开启压力；

p0——安全阀入口压力；

△F——作用于安全阀筏板向上的附加提升力；

S——介质作用在阀瓣上的有效密封面积。

通常来讲，每种辅助开启装置所能提供的最大外加力均有一个上限值，定义为△Fmax，对于某个安全阀来讲，有效密封面积S是固定不变的，根据安全阀在线校验的计算式（1），可以推导出：

因此无论安全阀开启压力pS有多大，或者有效密封面积S有多大，只要满足式（2）都可实现在线校验。

（2） 采用被保护系统及其压力进行试验

该方法是在承压系统运行过程中，通过提升承压系统的运行压力，从而获得安全阀的具体整定压力，能够更加直观更加全面地反映出安全阀的实际运行状态，同时可以测试其工作性能。但在实际校验过程中，承压系统的工作介质有可能会给校验工作带来一定的不利影响，而且该方法需要承压系统的工作压力瞬间增加一定的量值，因此在校验过程中会存在一定的危险性，需要现场操作人员进行安全防护。

在线校验方法有一定的适用范围，应根据运用情况选用合适的在线校验方法。比如采用辅助开启装置进行试验的方法不能用于非弹簧式安全阀；对先导式安全阀主阀不能校验；由于无法做到安全阀的排放后回座，因此也无法整定安全阀的回座压力；由于不能施加提升力，不能校验部分弹簧内置式、无阀杆的安全阀。

3 安全阀维护与维修

为了使安全阀始终保持良好的状态，除了要把控设计、制造、检验等环节外，安全阀的维修工作也是不容忽视的。维修前首先需要了解安全阀运行中常见的故障，针对各种故障分析原因，合理安排维修工作可以有效提升维修效率。首先，应对安全阀内部进行彻底地清洁，安全阀运行过程中对于运行环境的要求相对较高，对安全阀内部定期清洁可避免杂质混入其中，导致安全阀堵塞，无法正常起跳；其次，要保证安全阀铅封的完整性，应定期对安全阀的铅封进行检查，确保铅封处于有效的密封状态。如果是杠杆式安全阀，还需要对重锤进行校验，查看其是否存在松动或者移动的现象；第三，还需要对安全阀密封面泄漏问题进行高度关注，及时采取必要的维修措施，例如对密封面进行研磨或者更换密封面，密封面泄漏很有可能会从微量泄漏逐步演变成大量泄漏，最终影响到整个承压系统的运行状态；最后，安全阀运行过程中经常会出现堵塞的现象，需要对其进行定期排放，可以利用手动排放试验对安全阀进行排放测试，确保安全阀能有效地起跳。

4 结语

总而言之，使用单位和校验机构应严格按照标准规定，做好安全阀的选型、校验与维修工作。对安全阀进行定期校验与维修是保证石油化工企业顺利生产的有效手段，在校验与维修过程中，对安全阀运行中存在的各类问题，采取必要的检维修策略，彻底排除安全阀的不安全因素，保障承压设备处于安全状态。