浅谈安全阀出厂存在的问题及安全阀的正确选用

龙　波（池州市特种设备监督检验中心，安徽　池州　247000）

浅谈安全阀出厂存在的问题及安全阀的正确选用

龙波
（池州市特种设备监督检验中心，安徽池州247000）

摘要：安全阀是承压类特种设备上重要的安全保护装置之一，本文简单介绍了实际工作中遇到的安全阀出厂存在问题及安全阀选型方面的常见问题，并从安全阀的性能参数、结构型式等方面阐述了安全阀的正确选用方法，对用户在安全阀选用方面提供一定的指导依据，减少因选型错误而导致的设备安全隐患和企业的投入成本。

关键词：安全阀；出厂问题；选用

1　前言

安全阀作为承压类特种设备重要的安全附件之一，在锅炉、压力容器、压力管道等特种设备中起到了十分重要的作用。它是一种自动阀门，可以在设备内压力超过预设的安全压力值时自动开启，排出一定量的流体，在设备压力降至或低于安全压力值时又自动关闭，起到保护设备,防止设备因超压而发生事故。

安全阀作为特种设备安全附件安全阀的种类繁多，不同的场合、介质种类应选用不同型式的安全阀，安全阀选型是否正确，对其设备的保护作用及安全阀本身的使用寿命起着至关重要的作用。本文主要结合笔者实际工作中碰到的问题，简单阐述安全阀出厂存在的一些问题，并针对校验过程中经常碰到过企业安管人员由于对安全阀的不了解导致购买的安全阀出现各种与自己生产工艺装置不配套的情况，从而导致安全阀使用寿命缩短，造成企业成本增加。鉴于此，笔者就从安全阀的性能参数、结构型式简单介绍安全阀的选用方法。

2　安全阀出厂存在的问题

（1）安全阀铭牌中未按规定设置出厂编号或出厂编号为空白，此类现象在小型安全阀中比较常见，尤其一些用于小型空压机，制冷设备上的安全阀铭牌根本没有，无法确认基本的参数，这给检验造成很大的问题，相同的安全阀无法区分。

（2）安全阀未标出弹簧压力等级，无法确认安全阀整定压力的可调范围。

（3）安全阀铭牌中只有公称通径，没有标出流道直径大小，在一些小型安全阀中较常见。因为安全阀的排放量是以流道直径为基础计算的，所以无流道直径就无法确认此安全阀的实际排放量是否满足设备的安全排放。

（4）未按规定在阀体的适当位置打印出厂编号，此种情况在一些大型制造厂不存在，小型制造厂和新的制造厂生产的安全阀中较常见。

（5）铭牌中无制造许可证号或制造许可证号没有年份，无法确认制造许可证是否在有效期内

（6）有些微启式安全阀（如型号为A47型、A27型）铭牌标明的适用介质中包含有蒸汽介质，明显与相关规程中要求不符，《锅炉安全技术监察规程》中明确规定蒸汽锅炉用安全阀应选用全启式安全阀，这反应的制造单位缺少对相关规范的深入理解。

（7）某些厂家生产的小型空气储罐用安全阀的阀帽紧固螺丝选用内六角螺丝，此种螺丝比较小，使用一段时间后，螺丝容易生锈，在校验过程中专用工具没法松开来，阀帽没法下下来，安全阀开启压力就没法调整。建议厂家以后不要使用这种紧固形式的阀帽紧固件。

（8）铭牌上标明的的整定压力不准确，实际校验时开启压力与其有较大差距，因为很多用户对规范规定的安全阀的校验不是很了解，认为新的安全阀出厂校验过了，所以不需要重新校验。这就导致了用户新买的阀门就直接安装在设备上，所以出厂整定压力不准确，安全隐患比较大。有些新出厂的安全阀在校验时出现很小的压力下就开始漏气，拆卸后检查发现阀门密封元件完好无损，问题出在阀杆的同心度上，这反映了安全阀质量检验不负责任，质量管理体系流于形式。

（9）部分厂家用于液体或蒸汽介质的安全阀未按规范要求在低于阀座密封面的部位设置排泄孔。

（10）某些小型螺纹连接形式的安全阀接头螺纹上部用于扳手的位置过短，扳手卡不进去，在拆装安全阀时，只能把扳手搭在阀体上拆卸，这样拆卸时容易把阀体拆卸来，而阀座还留在设备上。所以建议制造厂家在安全阀设计时应把上述部位长度加长一点，保证扳手能卡进去，方便以后的安装和校验。

3　安全阀常见的选型错误

（1）有一使用单位送校的安全阀安装在锅炉上，弹簧全启式安全阀，公称通径为25mm，流道直径为16mm，而《锅规》中规定蒸汽锅炉用安全阀流道直径应当大于或等于20mm。这种情况显然违背规范要求。

（2）对安全阀全启式和微启式混淆不分，设备设计要求选择全启式安全阀，实际购买的是微启式安全阀，不符合工况要求。因为同样公称通径的全启式和微启式安全阀所对应的流道直径不同，排放量也不相同。所以选择错误就会使安全排放量达不到所需要求。

（3）对弹簧压力等级的忽视，要求整定的压力超出安全阀的压力等级范围。此种问题为比较常见的问题。

（4）安全阀使用场合不符合要求，有一化工企业生产车间蒸馏釜上安装的安全阀，工作介质是冰醋酸，安全阀入口被结晶的介质完全堵死，导致安全阀不能正常开启。

（5）对阀门封闭式和敞开式选择错误，用于蒸汽介质的安全阀选用的是不带扳手的封闭式安全阀，用于易燃、易爆，有毒有害介质的安全阀却选择敞开式的安全阀。

（6）阀体材料选择错误，安全阀安装环境腐蚀比较严重，却选择阀体为球墨铸铁或普通碳钢的阀体材料。

4　常用安全阀的正确选用方法

首先不是所有场合都适合利用安全阀来泄压的，安全阀有其使用的场合，安全阀只适用于清洁、不含固体颗粒、黏度低的介质，不宜单独用于压力快速增长、阀座与阀瓣密封面可能被介质粘连或介质可能生成结晶体的场合。安全阀的选用可以从以下几个方面考虑：

4.1公称通径

安全阀的公称通径用介质进口侧的公称通径表示，安全阀的选用首先应考虑公称通径，在选择安全阀时首先要根据所要安装的设备要求的安全泄放量计算出所需安全阀的流道直径，然后根据流道直径确定安全阀的公称通径，常用公称直径与流道直径的关系见表1。公称通径的选择能确保设备内压力的正常释放，过大与过小都不行，过大会导致安全阀频跳，损坏密封面，过小则达不到安全排放能力，起不到超压保护的作用。

表1　安全阀公称通径DN 与流道直径d0

各种承压设备对排放量的要求如下：

①对于蒸汽锅炉用安全阀，保证锅筒上的安全阀和过热器上的安全阀的总排放量应当大于蒸汽锅炉的额定蒸发量。

②热水锅炉安全阀的泄放能力应当满足所有安全阀开启后锅炉内的压力不超过设计压力的1.1倍。

③压力容器用安全阀应保证安全阀的排放能力应当大于或等于压力容器的安全泄放量。

④管道用安全阀的额定泄放面积应当大于安全泄放量计算得到的最小泄放面积。

安全泄放量的计算可依据各类承压设备相关标准规范规定来执行。

4.2公称压力

公称压力是一个圆整的压力数值，是为了使用的通用性而认为设定的。安全阀的公称压力是指安全阀进口处所能承受的最高压力，安全阀的公称压力一定要大于整定压力，最好是安全阀的公称压力大于其达到全开启时的压力，这样才能保证安全阀的安全。安全阀常用公称压力系列如表2所示。

表2　安全阀常用公称压力系列/MPa

4.3压力—温度等级

选用安全阀时必须考虑温度的影响，当温度升高时，在同一公称压力下，其最大允许工作压力也随之降低。应根据被保护设备所装介质情况、阀门材料、工作温度和最大工作压力来确定阀门的公称压力。阀门在各种温度下的最高允许工作压力可按下面公式计算：

Ptmax—最高允许工作压力，MPa

PN—公称压力，MPa

4.4弹簧压力等级

对于弹簧直接载荷式安全阀，要确定弹簧的工作压力等级，其指的是弹簧允许的工作范围，安全阀的整定压力范围指的也就是弹簧的工作压力等级。同一公称压力的安全阀按弹簧设计的整定压力调整范围划分为不同的工作压力等级，在选用时应根据整定压力来确定合适的弹簧压力等级，保证整定压力必须在弹簧压力等级范围之内。这样才能保证安全阀的工作性能的准确性。目前较普遍的安全阀的弹簧工作压力等级的划分方法见表3。

4.5安全阀结构型式的选择

4.5.1安全阀作用形式和阀瓣开启高度的选择

表3　弹簧的工作压力等级/MPa

安全阀按作用形式主要分为：弹簧式、先导式、静重式。静重式安全阀随着近几年弹簧式安全阀技术的发展逐渐被取代。先导式安全阀用的也比较少，主要用于高压、大口径的场合，现今常用的安全阀大都属于弹簧式安全阀，而弹簧式安全阀按阀瓣开启高度的可分为全启式和微启式。全启式安全阀适用于泄放气体、蒸汽、液化气体介质，微启式安全阀主要适用于泄放液体介质。全启式与微启式的区分可以通过两种方法来判别：一种是通过安全阀型号的含义来区分：如表5所示。另外也可以通过公称通径与流道直径来判断，全启式安全阀的流道直径比公称通径小两个通径等级，微启式的流道直径比公称通径小一个通径等级。

4.5.2阀盖封闭式或开放式

安全阀有封闭式的和开放式两种，封闭式安全阀的阀盖和阀帽等是封闭的，对于有毒、有害或易燃、易爆等类介质应选用这种形式的安全阀，防止其介质溢出、泄漏。开放式安全阀的阀盖是敞开的，可以降低弹簧腔室温度，蒸汽等无毒、非可燃，温度较高的介质应选用此形式的安全阀。

4.5.3提升扳手的选用与否

若要求对安全阀做定期开启试验时，应选用带提升扳手的安全阀。水蒸汽介质应选用带扳手的安全阀，其他无毒、非可燃气体也可选用此种结构的安全阀，定期对阀门进行手动开启，检查阀门开启的灵活性。

4.6阀体及密封元件材质的选择

安全阀阀体可为碳钢、不锈钢、铜及铜合金等，选择阀体材料时，要根据阀门安装的工况、阀门的采购成本等相结合来选择。密封元件材质的选择要考虑到工作介质，密封元件材质要与工作介质要相容，不能发生腐蚀。

4.7特殊结构安全阀的选用

4.7.1带散热器安全阀

用于介质温度较高的场合，以便降低弹簧腔室的温度。一般当封闭式安全阀的使用温度超过235℃时，以及开放式安全阀使用温度超过350℃时，应选用带散热器的安全阀。

4.7.2平衡波纹管式安全阀

以下两种情况应选用平衡波纹管式安全阀；①当安全阀的背压大于其整定压力的10%，而小于30%时，应选用此种形式安全阀，此安全阀在开启前背压对阀瓣的作用力处于平衡状况，背压变化不会影响整定压力。②当介质具有腐蚀性、易结垢、易结焦，会影响安全阀弹簧的正常工作时，此种安全阀可以利用波纹管把弹簧及导向机构等与介质隔离，从而防止这些部位因受介质腐蚀而失效。

4.7.3先导式安全阀

先导式安全阀是依靠从导阀排出的介质来驱动或控制主阀的，它的导阀本身是一个直接作用式安全阀。下列情况应选用先导式安全阀：①高压、大口径的场合；②安全阀的背压大于其整定压力的30%以上时；③对要求安全阀的密封性能特别好的场合；④对于介质有毒、有害时，应选用不流动式导阀（当导阀打开时，它不向外排放介质）。4.8在实际应用中，对于几种特殊情况下安全阀的选用如下：

（1）液化气体槽（罐）车，应选用内置式安全阀；

（2）对于介质较稠且易堵塞的可以选用安全阀与爆破片的串联组合式的泄放装置；

（3）含氨介质不能选用铜或含铜的安全阀；

（4）低温介质贮槽和管道，应选用低温介质专用安全阀，即安全阀型号前带有“D”的安全阀；

（5）对密封性要求高的有毒、易燃、易爆气体可选用密封面为软密封的安全阀，如密封面为四氟乙烯（F）的；

图1

5　安全阀型号的含义

在选用安全阀时，可以通过阀门的型号来判别安全阀的结构型式及材质等情况：

在国内，安全阀的型号一般是根据JB/T308-2004《阀门型号编制方法》规定来表示的，阀门型号由7个单元组成，其具体含义如图1。

当阀门还具有其他功能时，类型代号A前加注一个汉语拼音字母。

例如：B—保温型；D—低温型；F—防火型；W—波纹管等。

公称压力代号表示时是以表2所列的公称压力的10倍来表示；

温度超过425℃时标注最高工作温度下的压力代号；

公称压力小于等于1.6MPa的灰铸铁阀体材料代号可以省略；

公称压力大于等于2.5MPa的碳素钢阀门阀体材料代号可以省略。

随着安全阀新技术的发展，有些制造厂家生产的新型安全阀型号并不是按照JB/T308的要求来编制，针对这样的安全阀，可以联系制造厂家了解其型号的具体含义；对于进口的国外安全阀，也可以参考国外制造商的编制说明。

表4　阀门连接形式代号

表5　结构形式代号

表6　密封面或衬里材料代号

表7　阀体材料代号

6　建议

总之，安全阀作为承压设备重要的安全附件，要从设计、制造、选用各个环节把握好，作为设备设计人员在安全阀选择时要充分熟悉安全阀相关规范，各类型号阀门的适用范围，为用户在安全阀选型方面提供正确的依据；作为安全阀制造单位，要严格执行国家相关标准规范，按照本单位质量管理体系执行，确保出厂的每个安全阀都符合规范要求。使用单位在购买安全阀时，要根据本单位工艺装置的工艺参数、工艺工况为依据，必要时咨询相关专业人士选择符合要求的安全阀，这样才能保证选用的安全阀即能保证工艺装置的安全，又能提高其性价比，减少企业的成本投入。

参考文献：

[1]安全阀[S].中国特种设备检验协会.

[2]TSG G0001-2012,锅炉安全技术监察规程[S].

[3]TSG R0004-2009，固定式压力容器安全技术监察规程[S].

[4]TSG D0001-2009，压力管道安全技术监察规程 —工业管道[S].

[5]JB/T308-2004，阀门型号编制方法[S].

[6]TSG ZF001-2006,安全阀安全技术监察规程[S].

[7]GB/T12243-2005，弹簧直接载荷式安全阀[S].

作者简介：龙波（1984-），男，陕西咸阳人，助理工程师，承压类检验员，研究方向：承压类特种设备。