《呼吸阀定期校验规则》编制说明及应用分析

方燕然，姚志刚，洪若云，刘徐鑫

（浙江巨化清安检测科技有限公司，浙江 衢州 324004）

呼吸阀在我国化工企业和道路运输中应用广泛，在日常安全管理中往往被忽视。2021年2月3日，某企业发生硫酸槽爆炸事故，槽体、槽底变形且硫酸泄漏，直接经济损失80 余万，事故直接原因为顶部呼吸阀进出气口堵塞，且槽内氮封的氮气长时间补充超压[1]。

为深入贯彻落实党中央国务院部署要求，确保化工企业管理安全运行，依据《道路运输易燃液体危险货物罐式车辆呼吸阀》、《石油储罐附件第1部分：呼吸阀》规范的用途要求制定《呼吸阀定期校验规则》，以期为使用单位和监管部门提供技术保障，使检测机构准确有效地完成呼吸阀校验工作，确保化工企业管理安全运行[2-4]。

1 标准的适用范围

《呼吸阀定期校验规则》被发布前，国家层面尚无针对常压储罐和罐式车辆呼吸阀在用定期校验的标准[4]1。该标准的制定，着眼呼吸阀结构原理和运行工况，广泛听取了生产、使用等单位各方意见，并参考了相关标准形成统一的校验模式。

该标准规定了呼吸阀的校验准备、校验周期、校验内容和校验结果等，适用于离线呼吸阀整定呼出压力、整定吸入压力校验、密封性试验和泄漏量试验。常压罐车用呼吸阀还应进行倾覆密封性试验。

2 标准的主要内容

2.1 编制依据标准

该标准明确规定了呼吸阀的校验准备、校验周期、校验内容和校验结果等方面的规范要求，提出了适用于离线呼吸阀整定吸入压力校验、整定呼出压力校验、密封性试验、泄漏量试验和常压罐车用呼吸阀倾覆密封性试验等试验内容、试验结果评定的要求。其中，呼吸阀整定吸入压力校验、整定呼出压力校验和密封性试验，依据标准《低温先导式呼吸阀》中常温试验过程[5]5；泄漏量试验由使用单位或检验机构选择，依据《石油储罐附件第1部分：呼吸阀》标准[3]4；常压罐车用呼吸阀倾覆密封性试验，依据《道路运输易燃液体危险货物罐式车辆呼吸阀》标准[2]1。

2.2 一般要求

该标准中，呼吸阀校验机构资质、校验人员资质和校验场地依据《安全阀安全技术监察规程》等相关要求；呼吸阀定期检验周期（每年至少1 次）的规定，依据《常压储罐完整性管理》（GB/T 37327－2019）标准[6-7]。

该标准中，试验方法的编制主要依据《低温先导式呼吸阀》常温下整定压力和密封性试验[5]5。《道路运输易燃液体危险货物罐式车辆呼吸阀》标准中呼吸阀试验要求只针对罐式车辆呼吸阀进行试验，罐式车辆呼吸阀的特点是压力范围小、体积小，不能满足中、高压呼吸阀的试验[2]1。《石油储罐附件第1部分：呼吸阀》标准中吸入压力试验需要将呼吸阀旋转180°，此试验方法只能针对特定结构的呼吸阀，同样具有很大的局限性[3]5。

《低温先导式呼吸阀》依据试验容器升压或抽真空模拟呼吸阀的工作原理，整定吸入压力校验、整定呼出压力校验和密封性试验，适用范围广，稳定可靠，操作简单，测量精度高[5]5-8。呼吸阀校验系统见图1。

图1 呼吸阀校验系统Fig 1 Breathing valve calibration system

2.3 校验实施

该标准校验实施章节规定了校验项目和内容主要包含整定呼出压力校验、整定吸入压力校验、密封性试验、泄漏量试验和颠覆性试验。其中，宏观检查属于校验时需要做的检查、拆卸、检修和装配工作，常压罐车用呼吸阀和无法进行解体检查的呼吸阀不需进行解体检查；泄漏量试验由使用单位或校验机构根据呼吸阀的工况特点选择性试验；常压罐车用呼吸阀须进行颠覆式试验。具体校验内容如表1所示。

表1 校验内容Tab 1 Check content

呼吸阀外观检验。外观检验内容包括：制造厂名称/商标、制造厂定型号、生产序列号/生产日期、开启压力、公称直径和其他需要特别说明的工作条件，呼吸阀表面变形、凹陷和裂纹等检查；一般应该对呼吸阀进行解体，并清洗各零部件，检查阀座、阀瓣、导向零件、弹簧和阀杆等部件有无损伤、变形、生锈和积垢，阀瓣启闭是否灵活无卡阻，阀瓣与阀座的密封面是否锈蚀严重或者硬物划伤。

呼吸阀整定呼出压力校验。将被测呼吸阀安装在呼吸阀校验系统装置上，关闭负压真空管路截止阀2，呼吸阀经调节设定后，开启压缩气源截止阀1，逐渐升高试验容器内的试验压力，观察正压表情况，在某压力下，正压突然停止上升，此时压力表读数为呼吸阀的整定呼出压力，如采用压力传感器，显示数值即为整定呼出压力。呼吸阀整定呼出压力校验的次数应不少于3次。

呼吸阀整定吸入压力校验。将呼吸阀安装在呼吸阀校验系统装置上，关闭压缩气源端的截止阀1，呼吸阀出口敞开，开启负压真空管路截止阀2，采用真空泵对试验容器抽真空，达到预定吸入压力的80%时，调节截止阀2的开度，使试验容器内的压力缓慢降低，观察负压力表的压力情况，在某压力下，真空压力突然回升跳动，此时的真空压力为呼吸阀的整定吸入压力，如采用压力传感器，显示数值即为整定吸入压力。呼吸阀整定吸入压力校验的次数应不少于3次。

呼吸阀密封性试验。呼吸阀密封性试验在整定呼出压力、整定吸入压力校验合格后进行。呼出密封性试验的内容为，采用带有引漏管的盲板封闭呼吸阀的出口端，升高呼吸阀的进口端试验压力，当试验压力为呼出整定压力的90%时，保持试验压力1 min，观察引漏管的气泡数并记录；吸入密封性能试验的内容为，采用真空泵对试验容器抽真空，使试验容器内的压力逐步降低，在呼吸阀设定吸入压力90%的负压状态时，关闭抽真空泵的截止阀2，保持试验压力1 min，观察真空压力仪表的压力下降并记录。

呼吸阀泄漏量试验。呼吸阀泄漏试验压力为开启压力的0.75 倍，压力值在微压计上读取。泄漏量为前后流量计读数差（流量计精度等级0.5～1.0 级），每分钟测读1 次，测3 次取算术平均值，其结果应满足的条件如表2所示。

表2 呼吸阀泄漏量标准Tab 2 Leakage standard of breathing valve

呼吸阀泄漏量试验装置见图2。

图2 泄漏量试验装置Fig 2 Leakage testing device

呼吸阀倾覆密封性试验。呼吸阀倾覆密封性试验在整定压力校验和密封性试验合格后进行。试验方法依据《道路运输易燃液体危险货物罐式车辆呼吸阀》标准，将呼吸阀安装在带有水平转轴部件的测试设备上，安装状态与设备正常工作时一致；将校验压力施加在呼吸阀呼气进气端，呼吸阀呼气出气端压力应为大气压力；将呼吸阀在正常使用安装方向水平旋转90°、180°和270°，在高于整定呼出压力22 kpa的压力下校验，保压时间不少于15 s，并记录[2]3。

2.4 校验结果评定

宏观检查结果评定：阀座/瓣密封面、导向零件、弹簧和阀杆等阀门零件存在损伤、锈蚀和变形等缺陷时，应进行修理或更换；出现阀体有裂纹，阀瓣与阀座粘死，弹簧严重腐蚀变形等现象且呼吸阀无法维修，应予以报废。

呼吸阀整定呼出压力和整定吸入压力的评定标准依据《低温先导式呼吸阀》[5]3。常压罐车呼吸阀允许偏差范围依据《道路运输易燃液体危险货物罐式车辆呼吸阀》[2]2。呼吸阀的整定呼出压力和整定吸入压力在允许偏差范围内评定为合格，校验允许偏差如表3所示。

表3 呼吸阀开启压力允许偏差Tab 3 Allowable deviation of the opening pressure of breather valve

呼出和吸入密封性试验依据《低温先导式呼吸阀》中规定：当密封压力为整定呼出压力的90%时，持续保持压力2 min，泄漏率达到每分钟不超过5个气泡的标准；当呼吸阀在所设定整定吸入压力的90%时，持续保持2 min，保压时间内压力升高不超过吸入整定压力的5%[5]3。考虑其他标准的保压时间小于20 s，经过实验对比，将保压时间由2 min改为1 min较适合。

泄漏量试验的评定标准依据《石油储罐附件第1部分：呼吸阀》对泄漏量的要求，倾覆密封性试验在保压时间范围内不泄漏为合格，否则不合格[3]4。

3 应用分析

某呼吸阀校验机构根据《呼吸阀定期校验规则》对近1 年呼吸阀重大缺陷隐患检验案例报告，漏气、堵塞、粘结和卡死是呼吸阀的常见故障。

1）宏观检查。宏观检查内容主要为阀体有无损伤、裂纹和锈蚀，紧固件有无松动，防雨罩有无堵塞，防护网（防鸟罩）有无破损，铭牌是否完好，信息是否齐全等。经检查，呼吸阀存在的普遍问题是呼吸阀维护频次不足，较多阀体出现腐蚀严重、防护网破损等现象，更换相关部件后避免了安全隐患。呼吸阀阀体腐蚀现象见图3，防护网破损现象见图4。

图3 呼吸阀阀体腐蚀现象Fig 3 Corrosion phenomenon of breathing valve body

图4 防护网破损现象Fig 4 Damage of protective nets

2）开启压力试验。试验过程中，部分呼吸阀出现超过标准开启压力未起跳，开启压力与标准值相差甚远等情况。针对类似情况，对阀门进行拆解，发现配重块偏离正常位置、呼吸阀堵塞等问题，更换相关部件后避免了安全隐患。呼吸阀配重块偏离正常位置见图5，堵塞现象见图6。

图5 呼吸阀配重块偏离正常位置Fig 5 The breathing valve counterweight deviates from the normal position

图6 呼吸阀堵塞现象Fig 6 Breathing valve blockage phenomenon

4 结束语

该标准的制定，着眼呼吸阀结构原理和运行工况，广泛听取了生产、使用等单位各方意见，并参考了相关标准形成统一的校验模式。《呼吸阀定期校验规则》是国内第1部关于呼吸阀定期校验规则的团体标准，该标准规范了呼吸阀定期校验规则，细化了校验装置结构设置、主要内容和技术指标的具体要求，其中呼吸阀整定吸入压力、整定呼出压力的试验方法、密封性试验和泄漏量试验测试方法科学、先进、合理、可操作性强，为规范各单位开展呼吸阀的校验提供了科学性和可操作性的依据，并为使用单位提供了技术保障[4]1-5。