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1、泄压装置的检测SY/T6499-2000 1概述1 1范围本标准描述了普遍用于石油和石化工业的自动泄压装置。作为用户工厂中这些装置的检验和管理的指南,本标准的目的是确保这些装置良好的工作性能。本标准所涉及的内容包括弹簧泄压阀、液压先导操作泄压阀和爆破片等。本标准的内容并不取代对调整装置本身的需求。本标准不包括贮罐上薄弱的焊缝和部位、防爆门、易熔塞、控制阀和其他以外动力源为能量操作或手动操作的装置。本标准也不包括在制造厂的检验和试验,其检验和试验通常在相应的规范和购货要求中说明。本标准不包含对检验和维修泄压装置的机械人员的培训要求。如需查阅这部分内容,请看SY/T65072000压力容器检验规范
2、 维护检验、定级、修理和改造,其中给出了质量系统的要求并指明了维修部门如何建立和制定培训计划以培养合格人员。1 2引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。SY/T65072000 压力容器检验规范 维护检验、定级、修理和改造API RP 520 I 炼油厂压力泄放装置的尺寸确定、选择和安装 第一部分 尺寸确定和选择(第5版)API RP 520 II炼油厂压力泄放装置的尺寸确定、选择和安装推荐作法 第二部分 安装 (第3版)API RP 521 泄压和减压系统指
3、南(第3版,1990年11月)API Std 527 泄压阀阀座的紧密度(第3版)API Std 620 大型焊接低压储罐的设计和制造(第8版,1990年6月)ASME 锅炉及压力容器规范ASME PTC 25.3 安全阀和泄压阀 2 泄压装置2 1概述泄压装置通过在预设压力下自动开启,防止工艺系统和储存容器因超压而破坏,从而保护人员和设备。其基本类型包括弹簧式泄压阀、先导泄压阀、爆破片、配重装置、压力负荷式安全装置和压力或真空通风阀。泄压装置由入口处静压力启动,并被设计为在紧急情况或非正常条件下启动,防止内部流体或蒸汽压力上升超过设定值。该类装置还可以设计成防止设备内部真空度过大。22泄压装
4、置类型221泄压阀2211概述泄压阀是一种在其工作介质侧静压过大时开启,使介质流出直至恢复正常压力值的自动泄压装置。该装置在工作介质侧达到一定的静压时开启,防止介质压力增长到超过预先确定的最大安全值。一旦系统压力下降至低于该阀的整定压力,恢复到正常情况时,该阀就会自动关闭,以防止介质过量流失。整定压力(开启压力)和回座压力取决于阀的类型和调整。它可以是安全阀、泄放阀、安全泄放阀或先导操作安全泄放阀。2212安全阀22121概述安全阀是一种弹簧式泄压装置,在阀入口压力达到足够静压时爆发开启,气体或蒸汽的动能克服弹簧作用在阀瓣上的力使其抬起并允许少量超压。阀门回座压力低于开启压力整定值,阀门排放后
5、即可关闭。安全阀的弹簧通常完全露在阀帽之外,以防止因泄漏介质温度造成劣化。常见的安全阀有提升手柄,可以手动开启以确保工作部件的灵活操作。开式阀帽安全阀在下游侧无压。图1是一个全开启顶端导向安全阀。图1 顶端导向安全阀 22122应用安全阀用在蒸汽锅炉的汽包上和过热器上,也可以用于炼油厂中一般的以空气和蒸汽为介质的装置上。安全阀排放管包括一个能通向大气的排放弯头或一个通向大气的排放短管。22123限制条件安全阀不能在以下方面使用:a) 有腐蚀的炼制设备里;b) 任何存在背压的装置中(见API RP 520 I);c) 排放管必须接到远处;d) 溢出的流体不允许在安全阀周围扩散;e) 液体介质;f
6、) 作为压力控制或旁通阀。2213泄放阀22131概述泄放阀是弹簧式压力释放装置,用于以液体为介质的设备。当入口压力达到整定值时,克服弹簧阻力将阀瓣顶离阀座,并随着入口压力和阀瓣提升高度的增加,液体流量增加。阀回座压力值低于整定压力值,介质排出后压力即可达到回座压力值。泄放阀按用途可选择超压10%或25%的类型。为防止腐蚀、有毒或贵重流体放出,阀盖为封闭设计,它们可根据需要配有提升手柄、平衡波纹管和软阀座,图2表示一种泄压阀。ASME规范要求从1986年1月1日后,液体装置泄放阀出厂需带有参数证明和标记。图2 泄放阀 22132 应用泄放阀通常用于不可压缩流体(见API RP 520 I)22
7、133限制条件下列情况不能使用泄放阀:a) 水蒸气、空气、气体或挥发气介质设备中;b) 背压易变化的设备中,除非阀设计有平衡波纹管或活塞;c) 作为压力控制或旁通阀。ASME规范要求1986年1月1日以后安装的泄放阀必须带有参数证明和标记,无标记的阀不能用于液体设备。2214安全泄放阀22141概述安全泄放阀是一种弹簧式泄压阀,当用于气体或挥发气的设备时,作为安全阀使用;用于液体设备时,作为泄放阀使用。有封闭弹簧的阀盖形成压力密封的安全泄放阀称为常规型,能够降低背压对操作的影响的安全泄放阀称为平衡型。安全泄放阀在可压缩介质中压力超出整定值的10%或在不可压缩介质中压力超出整定值的25%即全部开
8、启,见图3。图3 常规型安全泄放阀 22142常规型安全泄放阀221421概述常规型安全泄放阀有一个与排放侧相通的弹簧室。其操作参数(开启压力、回座压力和排放能力)直接受安全泄放阀背压变化的影响。221422应用常规型安全泄放阀用于炼制加工工业处理可燃、高温或有毒的介质,并通过封闭的排放系统,将介质排放至安全的地方。它们用于下列条件:a) 在一般的气体、挥发气、水蒸气、空气或液体的炼制设备中;b) 在腐蚀性炼油设备中;c) 当阀的排放物必须管输至偏远的地点时。(见2.2.1.4.2.3关于此项应用的限制条件。)221423限制条件常规型安全泄放阀不可以用在2.2.1.4.2.2中所述的、有稳定
9、的叠加背压的或任何背压压力超过整定压力的10%的设备,同时,下列情况也不应使用:a) 在蒸汽锅炉的汽包或过热器上;b) 背压变化的情况(见API RP 520 I);c) 作为压力控制或旁通阀。22143平衡型安全泄放阀221431概述平衡型安全泄放阀是一种有压力平衡波纹管、活塞或两者都有以减少背压对操作参数(开启压力、回座压力和排放能力)影响的安全泄放阀。下游方向是否有压力密封作用取决于设计,提升手柄是可选择的。图4是平衡波纹管型安全泄放阀,图5是带辅助平衡活塞的平衡波纹管安全泄放阀。图4 平衡波纹管型安全泄放阀 图5 带辅助平衡活塞的平衡波纹管安全泄放阀 221432应用平衡型安全泄放阀通
10、常用于炼制加工工业处理可燃、高温或有毒介质,并通过封闭的排放系统将介质排放至安全的偏远地点。阀按下列情况使用:a) 在炼厂中用于一般的气体、挥发气、水蒸气、空气或液体介质;b) 有腐蚀性介质的炼制设备中;c) 排放物必须通过排泄管排放至偏远处时。(见2.2.1.4.3.3关于这些应用的限制条件。)221433限制条件平衡型安全泄放阀不应在下列环境中使用:a) 在蒸汽锅炉汽包上或过热器上;b) 作为压力控制或旁通阀。由于平衡型阀有能排气的阀帽,因此必须考虑用接管将排气引至安全地点。如果平衡波纹管损坏,则该类阀门不管有或没有辅助平衡活塞都将从阀盖排气处排出液体。阀门制造手册中的数据表列出了背压的极
11、限,该极限是依据波纹管的机械强度而定的,因而不应超出。2215先导操作安全泄放阀22151概述先导操作安全泄放阀是一种其主泄放阀由一个小型弹簧(设置开关)泄压阀控制的泄压阀。根据设计,先导阀机构(控制组件)和主阀或者安装在一起或者独立安装。先导阀是一种弹簧阀,用以测量压力,并根据压力的大小开启或关闭。工艺的压力或者通过先导阀打开主阀而泄压,或者传递到主阀的非平衡活塞、膜片或波纹管的顶部使之关闭。ASME规范第卷要求,如果先导阀的基础部件失灵,先导安全泄放阀在不超过整定压力值全部开启和泄放。图6所示低压膜片型先导泄放阀,图7、图8所示高压先导泄放阀,带有非平衡活塞,具有完整连接的先导液压器;图8
12、也表明了可选的双重管的压力信号来源于容器中和具有平衡作用的双重出口管。图6 低压膜片型先导泄放阀 图7 高压先导泄放阀 图8 带可选双重出口管的高压先导泄放阀 22152应用先导操作安全泄放阀通常在下列情况下使用:a) 高压装置大幅泄压的地方,因为许多先导阀能被设置在入口法兰的最高压力处;b) 容器工作压力和阀门开启压力差很小的地方;c) 大型低压储罐上(见API Std 620);d) 需短时放空的地方;e) 背压高和要求平衡设计的位置,因为带有通向大气的先导元件的先导阀能做到充分平衡;f) 使用经济且不被2.2.1.5.3中的条件所限的一般工艺设备;g) 工艺条件要求在某一地点进行压力传感
13、而其他地点进行液体排放。22153限制条件先导操作安全泄放阀一般不用于下列情况:a) 设备中流体很脏时;b) 设备中液体粘稠时,因为先导阀具有的许多小喷孔易被粘液堵住;c) 挥发气易在阀内发生聚合反应;d) 介质工作温度超出所选膜或密封片的安全极限;e) 当承载流体与膜或密封材料的化学兼容性有问题或形成的腐蚀阻碍先导元件动作时。222压力或真空通气阀2221概述压力或真空通气阀(也叫压力或真空泄放阀)是储罐上由在一定压力或真空度下启动的压力或真空泄压装置,压力或真空通气阀可分为下列三种基本类型:a) 配重盘式通气阀(见图9); 图9 配重盘式通气阀b) 先导操作通气阀(见图6);c) 弹簧配重
14、盘式通气阀(见图10)。 图10 弹簧配重盘式通气阀2222应用压力或真空通气阀常用作保护常压和低压储罐免受储罐内的压力或真空度与外界大气压过大的压差造成的损坏。呼吸阀是由压力释放阀和真空释放阀组成的组合体,也叫转换释放阀,建议用在所装油的闪点低于38的常压储罐上,也可用于重油。2223限制条件设计压力或真空通气阀是用于保护常压储罐的,通常不作其他使用。223爆破片2231概述爆破片是一种薄片,通常置于特定的法兰盘之间,在预定压力下破裂以泄放容器或系统的压力。图11是典型的预形成的或预膨胀的爆破片。爆破片可由各种金属材料、多金属材料、塑料金属、包层金属制成;还有非金属爆破片,如那些不可渗透的石
15、墨平板;爆破片和它的夹持法兰合称为爆破片装置或一次性泄压装置。图12为典型的爆破片装置。 图11 爆破片 图12 爆破片装置典型夹具中的爆破片某些弧形曲面金属膜片设计安装成凹面对着压力源。这种设置使膜片材料承受拉力。如果被保护系统持续或周期性负压,则需与负压相适应的真空支撑。图13所示为爆破片与安全泄放阀结合在一起。反拱形的爆破片通常适用于挥发气设备。未经制造商同意不可用于充满液体的设备。预制的反拱形薄膜通常安装成凸面,一边对着压力源。这样,膜片的材料处于压迫状态,不需真空支撑。如果系统压力升至预设值,膜片将突然变形或在蹦断处完全翻转。翻转后爆破片在沿着划线处或由利刃或剪刀切割处撕开,这样就提
16、供了全流开启。 图13 反拱形膜片部件的组件及安全泄放阀非渗透石墨薄膜爆破片有几个独特的性质,它的优点包括强防腐性、抗疲劳性、设计范围内抗热冲击能力和准确压力下破裂而与正常的操作温度无关。然而,由于它是平面形的,当被保护的容器或系统真空工作时,则需要真空支撑。当石墨薄膜爆破片用于容器、系统或与泄压阀一起使用时,与其相连的管道应装有过滤网,以防止石墨薄膜碎片落入系统内并保护泄压阀的上游一侧。2232应用爆破片装置有时用于下列情况:a) 防止泄压阀上游一侧受系统流体的腐蚀;b) 保护泄压阀,防止粘性流体或易聚合产品将其阻塞或粘结;c) 若被保护系统能够允许爆破片破裂时工艺中断或流体损失,可以代替泄
17、压阀;d) 当工作压力和破裂压差很大时,可作为辅助泄压装置,视所选爆破片的种类而定(见2.2.3.1和2.2.3.3);e) 保护泄压阀下游一侧免受从上向下流体的腐蚀或大气腐蚀;f) 将渗漏减小到最小。正确地接收、储存、搬运和安装爆破片对于它的良好运行是很重要的,制造商的说明,尤其是那些关于紧固螺栓扭力矩的限制,应认真执行。当在安全泄放阀上游安装爆破片时,ASME规范第卷的一些重要建议应予以考虑。例如,不仅安全泄放阀的能力应设置在设计能力的90%,而且组合阀的综合能力应根据ASME规范(见2.2.3.3)确定。通常在安装前应考虑ASME规范和其他有关标准。当采用刀刃切割法令爆破片开启时,爆破片
18、常常不能适时打开,应咨询制造厂家有关刀刃切割法爆破片的正确安装方法。2233限制条件弧形曲面金属爆破片的安装应使压力作用在凹面;对于平面金属爆破片,被保护系统的工作压力通常限制在爆破片预设爆破压力的65%85%,准确的百分比视所用膜片的类型而定。如果系统中出现下列两种情况之一,应使用这一范围的低限:a) 压力脉动变化;b) 连续或周期摆动的压力。正常工作条件下,这些爆破片工作寿命是1年。尤其是在高温工作下,它们会因遭受相对迅速的蠕变应力而失效。如果不进行定期更换,它们可能在常压下无任何警示而报废。爆破片凹面反向使用时工作压力可能达到爆破片设计压力的90%。如果膜片的凹面被安装在压力源一侧时,由
19、于工作压力波动和周期变化引起较小的疲劳导致爆破片寿命比预期要长。绝大多数反向凹面膜片不应用于充满液体的设备。然而,如果膜片凹面装有一个支撑气袋,且经膜片制造商同意,则可以考虑用于液体设备。由于寿命有限,应定期更换膜片,更换频次参考制造商的推荐。非渗透石墨爆破片与反凹面安装金属型爆破片的优缺点几乎相同。然而有非渗透石墨膜片时,管路布置要复杂一些(见2.2.3.1),而且在管路中因法兰螺栓紧固力不均匀或管道热应力会使膜片破裂。注意,当爆破片因检验而需移动或与泄放阀在一起使用时,膜片易损坏或因再次使用而过早失效。在每次维护时,更换膜片可以减少损少和失效的可能性。当设计安装爆破片时,应咨询制造商有关膜
20、片在各种尺寸、设计、温度和工作压力下使用的破裂准确性方面的资料。在泄压阀入口的爆破片与阀(见图13)之间应插装一块压力表、一个旋塞、一个排气通道或一块适用的记数显示器,允许对爆破片或渗漏情况进行试验。爆破片必须充满管截面,并且膜片破裂后不能使破裂碎片落入安全泄放阀的入口。当爆破片与泄压阀一起使用时,应符合ASME规范关于爆破片的能力的规定(见2.2.3.2)。23由弹性阀座引起的变化231概述一些泄放阀和安全泄放阀制造成用弹性O形环或其他类型的柔软材料做密封或替代常规型金属-金属的阀座表面。该类阀门通常在各方面与上述阀基本相同,除了下述不同之处外:阀瓣设计成包括某种类型的密封环以将密封程度提高
21、到超过通常的金属阀座的密封紧度,图14所示一种类型的O形环阀密封。 图14 O形环密封的安全泄放阀232应用弹性阀座用于需要比金属 金属阀座紧密度更强的情况比较多。弹性阀座也用于下述情况:a) 当设备内流体具有腐蚀性或金属阀座难以密封时。腐蚀性气体、蒸汽或液体的微小渗漏会因腐蚀产物而使阀的活动件劣化。b) 防止爆炸性的、有毒的、刺激性的流体或贵重产品的流失或将外溢减少到最低限。c) 操作压力与整定压力非常接近的位置。因为工作压力接近整定压力时作用在断面上的纯压差变小,这会降低阀座的紧密度。当工作压力接近阀的整定压力时,弹性阀座比金属-金属型的阀座能提供更高的接合紧密度。d) 当流体中有小块、坚
22、硬的异物颗粒时。在这种情况阀门排放时异物颗粒通常会划伤或遗留在金属阀座上,在阀关闭时导致渗漏。弹性阀座能缓解异物的干扰作用,保护密合的金属阀座表面,减少渗漏的可能性。e) 当安全泄放阀受较小压力波动影响时。在这种情况,阀座提升度几乎只能令人听见轻微的流体外溢的声音或几乎只看见液体下滴。虽然系统压力释放了,阀却没有爆发开启或较大开启。这种情况对于金属-金属阀座来说,阀将持续渗漏直至系统压力低于工作压力阀瓣才能完整回座。而弹性阀座的安全泄放阀却会在系统压力稍微泄放降低后紧紧关闭。f) 当安全阀和泄放阀受振动或脉冲压力影响时。振动和脉冲压力会降低弹簧力作用在阀瓣上的效果,弹性力降低将引起阀瓣摩擦阀座
23、,导致渗漏。在这种情况下,弹性密封将比金属-金属阀座保持更大的紧密度。233限制条件阀的密封座可利用多种弹性材料,没有哪种材料对所有的压力、温度、化学物质或其他作用能完全有效。一些物质的抗化学性可能非常好,但却不适于设备的温度,反之亦然。因此,选择特定弹性阀座要考虑特定的工作条件。O形密封环的使用受工作压力范围的限制。过高的压力可能将O形环从固定槽中挤出或损坏O形环使其失去正常功能。装置操作经验是选择密封材料和压力极限的最佳指南。当没有该类经验时,应参考制造厂家的数据。3检验的原因3 1保护人员和设备工艺设备上安装泄压装置用来释放因操作不当、外部火灾和其他危害引起的超压。这些危害列在API R
24、P520 I中第一部分表2中,并在API RP 521中讨论。在需要时,泄压装置失灵可以导致它所保护的容器、换热器、锅炉或其他设备超压。保持良好运行工况的,经正确设计、应用和安装的泄压装置,对于非正常环境下保护设备和人员安全是必不可少的。检测泄压设备的一个基本原因是确保其提供这种保护。32确定装置的情况泄压装置的检验必须确定它的一般功能和工作条件,确保其性能满足既定安装的需要。其包括下述两个方面:a) 室内检验泄压阀,以确定其内部情况及在试验台上的可操作性和与规范的符合程度(见7.2.1);b) 被保护设备的检验,以便发现可能阻碍泄压阀发挥正常功能的条件或状态,包括查验有无妨碍活动部件或限制流
25、体出入的炭焦沉积或腐蚀;应检查入口和出口管内部沉积情况并保存记录,如果查出有沉积,应对管路进行彻底清洗;必要时,应将管线拆下来进行检查、清洗;应定期进行直观在线检测(见5.2.6)。33评估检验频率泄压装置的检验可以提供数据用以确定安全经济的周期检验频次。这个频次随泄压装置服役的工作条件和环境的不同而变化较大。如果工作状况良好,可以减少检验频次。当出现腐蚀、淤塞和渗漏问题时,频次要增加。每个泄压装置阶段检验结果和运行经历的历次记录,对于确定安全和经济的检验频次是有价值的指导性资料。4不能发挥正常功能的原因41腐蚀几乎所有类型的腐蚀都会出现在炼制设备中,腐蚀是大部分问题出现的基本原因。腐蚀通常表
26、现为:凹坑或阀门部件断裂,腐蚀残渣沉积物妨碍活动部件运作,泄放装置材料的普遍劣化。图15至图21表明泄压阀腐蚀的影响。除内部部件以外,露在外部的螺栓易受环境腐蚀的侵害。 图15 由阀座表面泄漏引起的酸蚀 图16 18Cr8Ni钢入口接管的酸蚀 图17 18Cr8Ni钢阀帽(机械加工的阀座表面)的氯腐蚀 图18 原油蒸馏装置中的碳钢阀瓣的硫腐蚀 图19 18Cr8Ni钢阀瓣的氯损伤 图20 18Cr8Ni钢(316型)波纹管的点腐蚀 图21 酸气介质中的蒙乃尔合金爆破片的腐蚀通过选择适当的泄压装置材料或较好的车间维护和维修,确保更好的阀门密封性通常可以缓解或阻止腐蚀。渗漏阀使得腐蚀流体在阀的上部
27、部件周围循环,使活动部件遭受腐蚀,图22所示腐蚀保护层已在许多装置中应用。 图22 涂有防腐环氧漆的阀体、阀帽在许多情况下,采用不同结构的阀可能避免、减少甚至完全可以控制腐蚀的影响。在安全泄放阀上使用O形密封环有时能阻止在阀座表面的渗漏,并且避免在阀的工作部件上造成腐蚀(见图14)。如果不能完全阻止渗漏或如果引起背压的介质具有腐蚀性,可用波纹管来保护阀的活动部件免受腐蚀性流体的腐蚀(见图4)。42阀座表面损伤由于必须尽量减小压差,以防止承载流体渗漏,必须使泄压阀阀座表面的粗糙度符合在光谱三段(0.0008838mm,见API Std 527)的可选精密度。阀座面的任何缺陷都将导致设备中阀的失效
28、。在炼油或化工装置设备中有许多原因使阀座受损,包括下述情况:a) 腐蚀。b) 当阀开启时外部颗粒物进入阀入口,流经阀门,例如矿物质、焊渣或炉渣,腐蚀沉积物,炭焦或脏物、杂物,颗粒物可能损伤其接触的阀座,而大多数泄压阀需要紧密配合。这种破坏可能出现在维修车间维修时或在工作状态中。c) 阀入口管不适当、过长或者管线堵塞,这将导致阀受水击作用。来自阀座下方的压力足够大时,可将阀打开。然而,流体一进入,连接管内的压降就相当大,以至于压力下降、阀关闭。一个开、关循环形成并越来越快,使阀座表面受到水击的损伤,有时这种损伤无法修理,图23和图24所示阀座表面受水击和频繁的压力波动的破坏情况。 图23 水击引
29、起的阀瓣密封面变形 图24 阀整定压力与工作压力差太小引起阀频繁开启,从而造成阀座和阀瓣的损伤d) 维护期间的不精心搬运,例如阀部件的碰撞、摔落、震动或划伤。e) 阀安装后阀座表面的渗漏。这种渗漏会引起划痕或阀座表面腐蚀,从而导致阀座受损,并逐渐恶化。其原因可能是维护或安装不当,诸如零件不对中、支撑不当引起管路变形或排泄管路无支撑。产生此类泄漏的其他原因还有阀杆不同心,弹簧与弹簧垫圈装配不当,弹簧垫圈与它们各自的支撑点间或阀杆与阀瓣及阀盘之间的受力不均,因此阀杆应直观检查其直度。在弹簧服役期间,弹簧及其垫圈作为组合件必须保持在一起。f) 不合适的放空环路设计。这种情况能引起泄压阀中产生水击。对
30、用于液体和挥发气的泄放阀,厂商应提供特定的排放环路装置。43弹簧的失效弹簧失效有两种形式,一种是弹性减弱,导致整定压力降低和阀过早开启;第二种是弹簧完全失效(全部断裂),导致阀失控开启。泄压阀弹簧失灵几乎都是由腐蚀引起的。在炼制设备中的以下两种腐蚀易引起这种失灵:a) 表层腐蚀损伤弹簧表面,直至弹簧环绕部分无法提供充分、必需的弹力。它也可能产生凹坑,使应力增加及引起弹簧表面裂纹,进而导致弹簧失灵(见图25)。 图25 腐蚀造成的弹簧失效b) 应力腐蚀有时会迅速引起弹簧脆断。这种腐蚀很难预测,因为在弹簧断裂前很难被检测出。在图26中示出由应力腐蚀引起的弹簧脆断。硫化氢(H2S)引起的应力腐蚀,经
31、常造成化工厂内安全阀的弹簧脆断。 图26 应力腐蚀造成的弹簧失效弹簧是否在预定的时间内失效,取决于弹簧的类型、腐蚀的速度、弹簧所受应力的水平以及弹簧材料和已经投入使用的时间。在腐蚀经常发生的地方,可以采取以下三种预防措施:a) 弹簧材质具有抗腐蚀性能;b) 弹簧可以用波纹管保护起来;c) 弹簧可用特殊的适应工作温度和环境的镀膜包覆以抗腐蚀。44不适当的定压和调整由于操作疏忽或操作人员培训维修技术不足、维修车间的所用设备较差或不知道如何正确调整泄压装置,而造成的定压不准是经常发生的。泄压阀制造厂商提供的说明书,已经提供了如何考虑温度、背压和其他因素,以减少所受的影响。在炼油厂、化工厂中,采用利用
32、工作介质流经泄压阀的方法,对被保护设备上的泄压阀定压通常是不现实的。所以,它有别于锅炉安全阀,需要在维修车间的相应的设备上定压。在检查和修理泄压阀时,利用专门设计的试验台上的装置定压和调整压阀(见6.2),泄压阀铭牌上标注的项目,需要通过修理工作达到。参见ASME规范第卷第一节UG129段,它说明泄压装置铭牌标注的意义。水、空气、瓶装氮气一类的惰性气体一般是车间采用的检测介质。整定安全泄放阀使用空气或其他气体要比用水好些,这取决于所被检测阀的类型。气体调试过程中,压力达到整定压力时能产生明显的爆发声或清晰的声音。为保证阀开启,采用某些过压时需小心施加压力,否则可听到的泄漏声可能被误认为是达到了
33、整定压力。但是大多数安全泄放阀达到整定压力时都会出现明显的爆发声,误解可能性不大。试验台尺寸设计不当的话,由于试验台没有足够的冲击容量,不足以引起明显的爆发声,整定压力也会有偏差。介质为气体的阀,应该利用空气整定开启压力。介质为水蒸气的泄压阀,应该用水蒸气整定压力。如果欲避免腐蚀,也可以用空气整定压力。介质为液体的阀,应用水为介质整定压力。使用标定不正确的压力表是另一个经常致使泄压阀调压不正确的原因。要保证精确度,压力表应该经常在正规的定负荷式标定试验台上标定。压力表的压力范围选择的原则是,泄压阀定压值为表量程的2/3,一般不推荐在压力表前装缓冲器,因为这能产生阻塞或产生压力滞后。如何调整控制
34、阀的单环或环组,经常难以掌握。调整环或环组控制的阀是控制排放一开启压力值和回座压力值的压差,或是控制阀放空和慢泄,这决定于被测定阀的设计资料。因为阀采用的材料的密度和膨胀特性是变化的,试验设备的尺寸也是有限的,所以在维修车间的试验容器上,要把环调整到最佳状态通常是不可能的。所以在试验容器上,阀的环组调整也只能获得一个爆发响声,然后按照生产厂商的意见再检验及再调整至正确的排放,重新安装时应保证阀达到最佳平均特性。对于介质为液体或气体的阀的正确排放,环的调整应按照泄压阀生产厂家的要求,充分理解术语是十分重要的(见ASME PTC 25.3)。45堵塞和粘结在化工装置中,有时会产生工艺固体,例如油焦
35、或固态产品,堵塞各种阀件和管道的现象。图27为严重的淤塞情况,它显示出阀入口被油焦和催化剂的混合物所塞堵;图28示出阀的出口被公用排放汇管中来自其他阀门的排放沉积物所堵淤;图29、图30展示了轻度的淤塞,也可能使阀难以正常运作。阀的所有部件,特别是阀杆表面,都应彻底检查清除其上的粘结物。活动表面和螺纹都应使用硫化钼或石墨及推荐的润滑脂进行润滑。泄压阀也可能由于阀瓣或阀盘粘污而失去作用,这可能由于金属的磨损或腐蚀或者为导向部分外部颗粒物所致,如图31所示,阀瓣的导向部分粘结是由于周围酸气腐蚀的结果。如果因腐蚀造成粘结,可利用两种方法消除,一是利用波纹管,使活动部件与腐蚀介质隔离,特别是在密闭系统
36、(见图4);第二是可以利用O形环(见图14)密封导向面,使之与承载的液体隔离,导向部件表面的外部颗粒物,有积压于金属表面的趋势,使泄压装置磨损,可使用波纹管隔开外部的颗粒物。阀的粘结可能使阀杆的机械部件配合超出生产厂家确定的公差。 图27 反应器气相线上使用9个月后油焦和催化剂造成的入口管堵塞 图28 公用排放汇管中来自其他阀门的沉积物造成的阀出口堵塞 图29 FeS2造成的阀移动部件的淤塞 图30 FeS2沉积而导致阀卡滞 图31 由酸性蒸气介质腐蚀产物沉积造成的导向上阀瓣卡滞当导向部分的金属磨损不是由于腐蚀和外部颗粒物造成时,常常是因为不适当的进出口接管或阀门尺寸过大产生的振动或颤动造成的
37、。纠正这些接管尺寸不当就能停止磨损,导向面的磨损也可能与这些表面不正确的粗糙度有关,为减少磨损的可能,应该将它们抛光,并尽可能的光滑。因抗腐蚀金属在泄压阀上的应用,不可避免地存在磨损,且经常发生,故应采用所有的预防磨损措施。磨损可以通过选择不同材料、改变接触部分的硬度得到最佳效果而减少。泄压阀粘结也可能由于阀瓣同心度差引起,这通常是因为阀杆和阀体之间接触表面不干净或者垫片组装不同心(见API RP 520 II)。46材料使用不当一般情况,泄压装置所需要的材料,决定于其所在工艺中的温度、压力和抗腐蚀要求以及工艺装置的大气环境。应合理选择满足要求、适当环境条件的标准阀,但是,也需特殊考虑偶尔发生
38、的工艺腐蚀、特殊的压力和温度。制造厂家通常能提供适合特殊工艺要求的阀门设计和阀门材料。产品目录中列出了适应各种化工产品和温度条件材料的阀,以供选择。图18示出了硫化氢对碳钢阀瓣的侵蚀作用,图19示出了氯化物对18Cr8Ni钢阀瓣的侵蚀,证明了错用材料的后果。如果运行经历证明,某类型的阀或某种材料不适合此种工艺条件,那么为保证运行平稳,就应立即更正。要小心地记录好某种特殊材料的区别和所需部位,正确的记录还应包括修理、适应特殊工艺调整资料以及制定新的购货要求所需要的资料。47安装不当、运行记录和识别如果泄压阀安装在不正确的位置,会使其推动作用,不能提供正常的保护。为协助识别阀和对阀进行正确的修理和
39、安装提供必要的资料,应建立一组综合的性能和运行史的记录,以便拆移、修理时参考。制造厂在大多数泄压阀上做出一个识别签、印证或由用户在阀上做出的一个识别的序号或车间号码等其他印记。这个识别签列出阀的位置并以专项记录作参考提供了它的限制条件和结构(见第8章)。4 8野蛮搬运481概述因为对大多数泄压阀,做到绝对的密闭性是很困难的,制造厂家按工艺密闭推荐标准(API Std 527)制造阀,阀的密闭性在工厂里检查。图31显示了在使用中阀片由于酸性油蒸气设备中的腐蚀产物的堆积而卡住。通常阀在用户使用前,检验单位已在修理车间对其进行了清洗、修理或试验。然而,在随后的搬运中因不小心可能改变这些阀的整定压力值
40、,破坏提升手柄,损坏阀的密封,并使阀在今后的使用中产生过量的泄漏。在阀的运输、维护、安装过程中都可能有野蛮搬运现象的发生。482运输过程中由于结构的原因,大多数泄压阀的外观都显得非常结实,使人们忽视了它们是配合公差要求高的精密装置。商业搬运工有时野蛮地搬运它们,导致泄压阀在使用和试验中过量泄漏。这些野蛮的般运行为也可能将阀入口暴露在脏物或其他杂物中,这些外界颗粒可能在阀首次开启时破坏泄压阀的密封面,并在以后产生泄漏。在运输过程中,泄放阀应该垂直放立,对大的泄放阀的低整定压力值的泄放阀来说尤为重要。如果这些泄放阀任意侧放的话,其弹簧就不会对阀座表面施加均匀的力,这样弹簧就会产生震动并导致损坏。4
41、83维护过程中泄压阀的部件都是十分精密的,制造加工时保证了其紧密的配合公差,在维护车间野蛮的搬运也可能破坏这种配合。野蛮的搬运还可能破坏那些精密组合的阀内部元件的对中性。这是阀能精细、准确工作特性所主要依靠的。在维护的各个阶段,细心地搬运是十分重要的。无论是在修理前还是在修理后,都应避免野蛮搬运那些已经完全装配好的阀。在阀离开车间之前,阀的入口和出口都应该被封住。在维护当中,野蛮操作包括施加过大的背压,这对波纹管安全阀来说在相关的维护试验中是不允许的,应核查制造商对波纹管确定的承压值并遵照执行。484安装过程中在阀离开车间之前,它的入口和出口都应该被封住。在安装前,如果发现阀没有被封住,就应采
42、取一些措施,以确保以后阀在离开车间时是被封住的。在泄压阀的安装过程中,由于人为的野蛮操作,会引起使用中泄压阀的使用性能变差。碰撞和跌落阀都应避免。图32所示的就是维修之后从卡车厢里掉下来的泄压阀(阀的入口和出口应该被封住),其结果是安装后马上就泄漏了。 图32 应避免野蛮搬运阀49工作压力和整定压力之间的不正确的差值工作压力和整定压力的差使座部受载,也使阀关闭紧密。由于阀的设计条件和工作条件不同、因此在设计当中只能给出一般的使用标准。ASME规范第卷和第卷都可以作为十分有用的参考,但是最终要依靠具体用途和个人经验来确定。尽管整定压力和工作压力的差值较大能减少操作麻烦,但同时增加了设备的费用。检
43、验时应记录运行中得到的经验并提供信息反馈。供今后的设计和修正工作参考。410不合适的管道试验程序当进行排放管的液压实验时,排放管必须装上盲板,否则就会发生下列问题:a) 阀瓣、弹簧和装有泄放阀一侧的阀体会被淤塞;b) 已经平衡的泄放阀的波纹管会被过大的背压损坏。5检验的周期和时间51检验周期511概述为了确保泄压装置具有良好的性能,一定要确定好运行装置上每个泄压装置的检验周期。根据运行经历,每个安装位置的泄压装置的检验时间间隔是不一样的,一定要严格遵守检验周期,保证按期检验;但是也可灵活掌握,允许按过去的检验记录进行修正。注意,在确定检验周期时,首先要考虑安全问题,其次考虑经济方面的问题。在S
44、Y/T 6507中,泄压安全装置的小结已经提到10年使用期的最大检验间隔时间。它同时提到了泄压装置的检验和检查间隔要由它在特殊相关的工艺条件下的运行情况决定。512一般依据泄压装置的检验周期一定不能超过满足设备安全使用所必须的时间间隔。检验周期一般是由不同的工作环境下的运行经历来确定的。很显然,相同的设备,在腐蚀和淤塞的情况下,要比干净的和不淤塞的情况下的检验周期要短得多。同理,对因振动载荷、脉冲载荷、整定压力与工作压力差别小和其他易导致阀的泄漏和性能变差的环境等因素,弹簧泄压阀检验和检测周期要缩短。通过较长时期有足够的检验记录反映出检验结果稳定且符合定压值,运行中无变化,不与现有法规要求冲突
45、时,就可以考虑延长检验周期。如果反映出的检验结果有偏差或与整定压力相差太大,检验间隔就应缩短或为提高它的性能(如安装爆破片)而进行适当修改。在检验台上,如果阀在整定压力下没有开启,那么就说明紧急情况下在这个压力时也不会开启。当不能准确预测工作环境是否存在腐蚀、淤塞以及其他不良情况时(如一个新工艺),实际运行中就应建立一个安全、适用的检验周期,之后应对阀进行首次检验。513制造商的依据泄压阀的制造商有时能帮助用户制定检验周期,特别是该产品有自己的设计特点和某一部件需要作特殊考虑的情况下。例如,或许需检验或替换某一部件,如先导阀上的非金属膜片,在检查更换频率上与其他普通阀的部件的要求不同,爆破片和波纹管型阀也可能需要特殊考虑。由于制造商非常熟悉他们设计的产品的载荷性能、应力水平、运行限制条件,因而他们能够为其装置提供合适的检验周期。514其他依据在有些情况下,泄压装置的检验和试验要求的周期是由规章条例规定的,。安装单位应调查当地的相应规定,以防弄错。5 2检验的时间521概述如果设备是因正常原因停止运行的,应按已建立的检验计划进行检验和检测。常压储罐上的压力或真空通气阀应在安装后、液压试验或投入使用前进行检验,检查的项目在7.3.2中已说明。522新安装的检验依靠调整弹簧保证性能准确的所有泄压阀和其他自动泄压装置,安装在工艺设备之前应予以检验和试验。该