压力容器安全附件的选择和处理方式

2023-11-22 理论教育版权反馈

【摘要】：3）对于盛装易爆介质或者毒性程度为极度、高度或者中度危害介质的压力容器，应当在安全阀或者爆破片的排出口装设导管，将排放介质引至安全地点，并且进行妥善处理，不得直接排入大气。3）储存0℃以下介质的压力容器，选用防霜液位计。压力容器使用单位应认真核定安全阀的开启压

1.通用要求

1）制造安全阀、爆破片装置的单位应当持有相应的特种设备制造许可证。

2）安全阀、爆破片、紧急切断阀等需要型式试验的安全附件，应当经过国家质检总局核准的型式试验机构进行型式试验并且取得型式试验证明文件。

3）安全附件的设计、制造应当符合相关安全技术规范的规定。

4）安全附件出厂时应当随带产品质量证明，并且在产品上装设牢固的金属铭牌。

5）安全附件实行定期检验制度，安全附件的定期检验按照《压力容器定期检验规则》与相关安全技术规范的规定进行。

2.安全附件装设要求

1）压力容器应当根据设计要求装设超压泄放装置（安全阀或者爆破片装置），压力源来自压力容器外部、并且得到可靠控制时，超压泄放装置可以不直接安装在压力容器上。

2）采用爆破片装置与安全阀装置组合结构时，应当符合GB 150.1～GB 150.4—2011的有关规定，凡串联在组合结构中的爆破片在动作时不允许产生碎片。

3）对于盛装易爆介质或者毒性程度为极度、高度或者中度危害介质的压力容器，应当在安全阀或者爆破片的排出口装设导管，将排放介质引至安全地点，并且进行妥善处理，不得直接排入大气。

4）压力容器工作压力低于压力源压力时，在通向压力容器进口的管道上应当装设减压阀，如因介质条件减压阀无法保证可靠工作时，可用调节阀代替减压阀，在减压阀或者调节阀的低压侧，应当装设安全阀和压力表。

3.安全阀、爆破片

（1）安全阀、爆破片的排放能力

安全阀、爆破片的排放能力应当大于或者等于压力容器的安全泄放量。排放能力和安全泄放量按照GB 150.1～GB 150.4—2011的有关规定进行计算。对于充装处于饱和状态或者过热状态的气液混合介质的压力容器，设计爆破片装置应当计算泄放口径，确保不产生空间爆炸。

（2）安全阀的整定压力

安全阀的整定压力一般不大于该压力容器的设计压力。设计图样或者铭牌上标注有最高允许工作压力的，也可以采用最高允许工作压力确定安全阀的整定压力。

（3）爆破片的爆破压力

压力容器上装有爆破片装置时，爆破片的设计爆破压力不得大于该容器的设计压力，并且爆破片的最小设计爆破压力不得小于该容器的工作压力。当设计图样或者铭牌上标注有最高允许工作压力时，爆破片的设计爆破压力不得大于压力容器的最高允许工作压力。

（4）安全阀的动作机构

杠杆式安全阀应当有防止重锤自由移动的装置和限制杠杆越出的导架，弹簧式安全阀应当有防止随便拧动调整螺钉的铅封装置，静重式安全阀应当有防止重片飞脱的装置。

（5）安全阀的安装要求

1）安全阀应当铅直安装在压力容器液面以上的气相空间部分，或者装设在与压力容器气相空间相连的管道上。

2）压力容器与安全阀之间的连接管和管件的通孔，其截面积不得小于安全阀的进口截面积，其接管应当尽量短而直。

3）压力容器一个连接口上装设两个或者两个以上的安全阀时，则该连接口入口的截面积应当至少等于这些安全阀的进口截面积总和。

4）安全阀与压力容器之间一般不宜装设截止阀门；为实现安全阀的在线校验，可在安全阀与压力容器之间装设爆破片装置；对于盛装毒性程度为极度、高度、中度危害介质，易爆介质，腐蚀、粘性介质或者贵重介质的压力容器，为便于安全阀的清洗与更换，经过使用单位主管压力容器安全技术负责人批准，并且制订可靠的防范措施，方可在安全阀（爆破片装置）与压力容器之间装设截止阀门，压力容器正常运行期间截止阀门必须保证全开（加铅封或者锁定），截止阀门的结构和通径不得妨碍安全阀的安全泄放。

5）新安全阀应当校验合格后才能安装使用。

（6）安全阀的校验单位

安全阀校验单位应当具有与校验工作相适应的校验技术人员、校验装置、仪器和场地，并且建立必要的规章制度。校验人员应当取得安全阀维修作业人员资格，校验合格后，校验单位应当出具校验报告书并且对校验合格的安全阀加装铅封。

4.压力表

（1）压力表的选用

1）选用的压力表应当与压力容器内的介质相适应。

2）设计压力小于1.6MPa的压力容器使用的压力表的精度不得低于2.5级，设计压力大于或者等于1.6MPa压力容器使用的压力表的精度不得低于1.6级。

3）压力表盘刻度极限值应当为最大允许工作压力的1.5～3.0倍，表盘直径不得小于100mm。

（2）压力表的校验

压力表的校验和维护应当符合国家计量部门的有关规定，压力表安装前应当进行校验，在刻度盘上应当划出指示工作压力的红线，注明下次校验日期。压力表校验后应当加铅封。

（3）压力表的安装要求

1）装设位置应当便于操作人员观察和清洗，并且应当避免受到辐射热、冻结或者震动等不利影响。

2）压力表与压力容器之间，应当装设三通旋塞或者针形阀（三通旋塞或者针形阀上应当有开启标记和锁紧装置），并且不得连接其他用途的任何配件或者接管。

3）用于水蒸汽介质的压力表，在压力表与压力容器之间应当装有存水弯管。

4）用于具有腐蚀性或者高粘度介质的压力表，在压力表与压力容器之间应当装设能隔离介质的缓冲装置。(www.chuimin.cn)

5.液位计

（1）液位计通用要求

压力容器用液位计应当符合以下要求：

1）根据压力容器的介质、最大允许工作压力和温度选用。

2）在安装使用前，设计压力小于10MPa的压力容器用液位计进行1.5倍液位计公称压力的液压试验，设计压力大于或者等于10MPa的压力容器的液位计进行1.25倍液位计公称压力的液压试验。

3）储存0℃以下介质的压力容器，选用防霜液位计。

4）寒冷地区室外使用的液位计选用夹套型或者保温型结构的液位计。

5）用于易爆、毒性程度为极度、高度危害介质的液化气体压力容器上，应有防止泄漏的保护装置。

6）要求液面指示平稳的，不允许采用浮子（标）式液位计。

（2）液位计的安装

液位计应当安装在便于观察的位置，否则应当增加其他辅助设施。大型压力容器还应当有集中控制的设施和警报装置。液位计上最高和最低安全液位应当作出明显的标志。

6.壁温测试仪表

需要控制壁温的压力容器，应当装设测试壁温的测温仪表（或者温度计）。测温仪表应当定期校验。

7.压力容器安全附件的校验

压力容器应分别装设安全阀、爆破片、压力表、液面计、温度计及切断阀等安全附件，要求其保持齐全、灵敏、可靠。压力容器使用单位应认真核定安全阀的开启压力，由具体主管部门负责定期核对安全阀的开启压力，并不得随意变动。如对安全阀开启压力要进行调整，应提前办理有关手续，并经公司领导批准后才能实施。压力容器安全附件校验记录如图3-17所示。

图3-17 压力容器安全附件校验记录

8.压力容器压力表损坏时应采取相应的防范措施

【案例3-8】山东某化工有限公司年检时，发现在全公司521只在用压力表，有14只压力表存在严重缺陷，其中6只压力表工作时指针不动，5只卸压后指针不回到零位，2只压力表指针越限到限止钉处，1只压力表指针发现已脱落，在用压力表损坏达2.7％，严重影响安全运行。

1）压力表损坏的原因。

①泵工作性能影响：该公司压力容器种类多，运行参数不一，同时配套有各种泵，主要采用容积式滑片泵。生产运行时液体在出口管道内产生压力脉动，压力表的指针就会忽高忽低，并伴随着回流阀启闭时液力冲击，两个振源频率几乎相当而产生共振现象，对压力表产生破坏作用。

②管路布置的影响：通过检查发现部分管路安装不规范，特别在最高点不设置放空阀，部分有放空阀的，其阀门也严重锈死无法开启。

③气温影响：由于某种原因使泵的进口处压力，低于液态介质在该温度下的饱和蒸汽压力，运行时产生汽蚀现象，不但能损坏压力表，还造成泵的性能下降。

④操作影响：部分新上岗操作人员违反安全操作规程。

2）防范措施：综上所述，泵出口压力表损坏的根源在于振动，要防范压力表的损坏，必须从减少振动着手。

①合理选用泵并规范安装：选用泵时，不但要考虑泵的适应介质，还要考虑泵的扬程能否满足液体输送压力、高度及管路阻力等要求，以及泵的流量能否满足卸液和装液的要求。为了避免泵在工作时发生汽蚀现象，保证泵入口有一定的静压头，泵的安装高度要尽量低于储罐的高度，一般要求储罐液面与泵进口的垂直距离应大于0.6m。

②管路要规范安装：请专业的设计单位整体设计，由具有安装资格的、有经验的安装单位安装。严格按照图样要求，合理布局。泵的入口管路长度不应大于5m，且呈水平略有下倾的与泵体连接，以保证入口管有足够的静压头，避免发生汽阻和抽空。如入口管路大于5m，应提高储罐高度，用产生的静压力克服管道阻力。在最高点应设置防空阀，使用防空阀要规范操作。

③适时调整安全回流阀：回流阀普遍都是露天布置，受温度影响是不可避免的，只要合理安装，精心管理，汽蚀和汽阻现象可以降到最低限度。

④操作人员必须熟练掌握烃泵安全操作规程和灌装安全操作规程。在夏季，起动泵前要打开放空阀，排除泵出口管道段内的气体，以降低汽蚀现象。若压力表指针晃动剧烈，应缓慢调整手动回流阀，避免安全回流阀频跳引起的液力冲击。

⑤目前该公司普遍使用的都是一般压力表，其结构简单、价格低廉，抗振性能差。建议采用耐振压力表，并安装缓冲管。耐振压力表可在环境振动和介质脉动场合下正常工作，因为其壳体中充有阻尼液，用以缓解外部的环境振动，接口处设有阻尼器，以确保压力表正常运行。

9.确保压力容器安全阀的密封性能

【案例3-9】河北某化工有限公司，由于其公司1台关键的压力容器安全阀密封性能不好，造成有毒介质严重泄漏，使车间内23人操作人员发生严重中毒情况，其中3人经医院抢救无效造成死亡。

1）安全阀密封性能：安全阀作为压力容器、压力管道的安全附件，对设备系统的安全运行有非常重要的作用，安全阀的密封性能是安全阀性能的重要指标。安全阀除超压时必须开启泄压外，其他工作时间应能可靠地达到密封要求，不得出现泄漏现象。在正常工作状态下，安全阀的密封性不好是安全阀结构的一个很严重的缺陷。安全阀泄漏一方面会造成工作介质损耗，另一方面泄漏的有毒、易燃易爆介质还会严重污染环境和危及人员的生命财产。此外，安全阀的泄漏还会加速密封面的破坏与安全阀内件的腐蚀，最终导致安全阀的完全失效。

①安全阀其密封性能指标一般应满足GB/T 12243—2005《弹簧直接载荷式安全阀》的要求。该标准对安全阀密封性能的规定是：当整定压力≤0.3MPa时，密封试验压力＝整定压力－0.03MPa；当整定压力＞0.3MPa时，密封试验压力为90％整定压力或最低回座压力（取较小值）。

②以弹簧式安全阀为例，由于安全阀的密封是靠弹簧的压力维持的，那么为建立密封需要一个力使密封面保持全面接触，这个加于密封面上的力叫比压。保持密封的最小比压取决于密封结构和密封面的材料、质量和宽度。当工作压力升高到一定程度，密封面上的比压减少，密封的可靠性降低；当密封面上的比压低于保证密封的最小比压时，虽然安全阀还未达到开启的条件（工作压力小于外部弹簧力），但安全阀已处于泄漏状态。

③合格的安全阀产品保证密封的最少比压p_min是0.03MPa或10％p_z。这意味着实际工作过程中设定的比压应该等于或高于这个规定值，否则安全阀的密封性能就没有了保证。

④按《固定式压力容器安全技术监察规程》要求，当固定式压力容器上只装一个安全阀时，安全阀的开启压力p_z不应大于压力容器的设计压力p，且安全阀的密封试验压力p_t应大于压力容器的最高工作压力p_w，即p_z≤p，p_t＞p_w。

2）结论意见：因此在用安全阀定期校验进行的密封试验应该是最高工作压力下的试验。

3）具体措施。根据以上分析，为适应安全阀使用中由于生产工艺和安全要求产生的更小的p_z－p_w（最高工作压力p_w和安全阀的开启压力p_z接近），应该采取措施：①安全阀设计、制造采用其他更加有效的密封材料、结构型式，降低安全阀产品的最小比压。②使用点如允许安全阀泄漏，应安装泄漏介质回收和应急保护装置，当压力容器最高工作压力p_w和安全阀的开启压力p_z接近时，安全阀产生泄漏不可避免，在使用过程中加强监测。③安全阀校验修理过程中提高研磨水平，提高安全阀密封性能等级。压力容器安全阀定期校验过程中的密封试验压力应该是压力容器的最高工作压力。

压力容器安全附件的选择和处理方式

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