壓力容器用安全閥的整定壓力探討

汪耀武　陳鐘秋

摘 要：隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，壓力容器安全閥在工業(yè)生產(chǎn)中也得到廣泛的應(yīng)用。本文在以壓力容器用安全閥整定壓力工作相關(guān)的定義為基礎(chǔ)，對(duì)在設(shè)置整定壓力時(shí)的一些設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行闡述，提出了有效設(shè)置壓力容器用安全閥整定壓力的相關(guān)策略。

關(guān)鍵詞：壓力容器；安全閥；工作壓力；設(shè)計(jì)壓力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.045

1 相關(guān)定義

為了做好安全閥整定壓力設(shè)置工作，就需要對(duì)其設(shè)置相關(guān)的術(shù)語進(jìn)行一下簡單的了解。

（1）整定壓力：這個(gè)壓力是產(chǎn)生于安全閥開始狀態(tài)之下，因此這個(gè)壓力是相對(duì)好確定的，浮動(dòng)范圍較小。是入口可以清晰看到的數(shù)值。

（2）超過壓力：從字面意思就可以看出，這個(gè)壓力是產(chǎn)生于排放階段，一旦壓力超過整定壓力就需要釋放，這個(gè)釋放階段所產(chǎn)生的壓力總值就稱為超過壓力，是壓力容器中比較常見的壓力值。

（3）設(shè)計(jì)壓力：是需要設(shè)置的容器頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為容器的基本設(shè)計(jì)載荷條件，其值不低于工作壓力。

（4）工作壓力：這個(gè)壓力產(chǎn)生于設(shè)備的正常工作階段，為了保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要確定容器頂部可能達(dá)到的最高壓力，最高壓力值就是壓力容器的工作壓力。

（5）最高允許工作壓力：顧名思義就是指工作壓力允許達(dá)到的最高值。

2 壓力容器用安全閥的整定壓力設(shè)置

為了保證壓力容器用安全閥整定壓力設(shè)置工作的正常進(jìn)行，國家規(guī)定了一些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在這中間應(yīng)用最廣泛的有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（TSGR0004—2009）、《壓力容器》（GB 150.1～150.4—2011）（以下簡稱GB 150）、《鍋爐與壓力容器規(guī)范》第Ⅷ篇（ASME）（簡稱ASME B&PV;Ⅷ）。以下內(nèi)容針對(duì)這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的具體規(guī)定進(jìn)行了闡述與討論。

2.1 TSGR0004—2009的相關(guān)規(guī)定與討論

這項(xiàng)規(guī)程為整定壓力的設(shè)置工作提供了技術(shù)支持，它的制定與頒布主體是國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)總局，在這項(xiàng)規(guī)定中，對(duì)與整定壓力有關(guān)的幾個(gè)壓力設(shè)置進(jìn)行了闡述：

（1）為了保證壓力容器用安全閥的正常應(yīng)用，在設(shè)置整定壓力時(shí)，其數(shù)值一般要小于設(shè)計(jì)壓，也就是說設(shè)計(jì)壓力要大于整定壓力。

（2）在某些設(shè)計(jì)圖樣上，如果對(duì)最高允許工作壓力的數(shù)值進(jìn)行了明確的規(guī)定，那么為了保證安全閥的正常工作，安全閥的整定壓力可以與最高允許工作壓力相同。

（3）有些壓力容器比較特殊，為了保證容器的安全性，當(dāng)其某些介質(zhì)規(guī)定不允許有泄漏，針對(duì)這樣的壓力容器，是需要進(jìn)行氣密性實(shí)驗(yàn)的。

從以上的規(guī)定內(nèi)容我們可以看出：有些壓力容器在投入使用前，為了保證其性能完好，其說明中明確表明需要開展氣密性的實(shí)驗(yàn)，而且試驗(yàn)壓力的數(shù)值與容器設(shè)計(jì)壓力的數(shù)值是相同的，那么在進(jìn)行壓力容器安全閥設(shè)置時(shí)需要注意，一定要處理好安全閥的整定壓力與容器設(shè)計(jì)壓力、最高允許工作壓力這兩者之間的關(guān)系，具體的要求如下：Ps數(shù)值（整定壓力）要大于Pd數(shù)值（容器設(shè)計(jì)壓力），并且低于Pmax數(shù)值（最高允許工作壓力）。然而在實(shí)際的設(shè)置工作中，由于此點(diǎn)在規(guī)程中沒有進(jìn)行明確規(guī)定，導(dǎo)致工作人員在進(jìn)行氣密性實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)了認(rèn)識(shí)上的不足，從而阻礙了實(shí)驗(yàn)工作的順利進(jìn)行。

2.2 GB 150的規(guī)范與討論

2.2.1 第一項(xiàng)規(guī)定

GB 150是國家明確制定的，進(jìn)行安全閥設(shè)置時(shí)，是必須要遵循的規(guī)范。API RP 528—2008《煉油廠泄壓裝置的定徑、選擇和安裝》為超壓泄放裝置中相關(guān)規(guī)定的制定提供了參考價(jià)值。關(guān)于超壓泄放裝置的規(guī)定有以下兩個(gè)方面。

（1）如果容器上安裝了泄放裝置，那么在進(jìn)行安全閥的設(shè)置時(shí)，容器的設(shè)計(jì)壓力值需要等于超壓限度的起始?jí)毫?。如果設(shè)計(jì)圖樣上規(guī)定了最高允許工作壓力，設(shè)計(jì)壓力就不用額外進(jìn)行設(shè)置，直接由最高允許工作壓力來代替就可以了。

（2）如果容器上安裝了泄放裝置，而且只安裝了一個(gè)，應(yīng)該處理好泄放裝置的動(dòng)作壓力與其設(shè)計(jì)壓力的關(guān)系，一般其動(dòng)作壓力力應(yīng)該不大于其設(shè)計(jì)壓力，同時(shí)也要處理好容器的超壓限度與其設(shè)計(jì)壓力的關(guān)系。

2.2.2 第二項(xiàng)規(guī)定

在GB 150規(guī)程中規(guī)定，為了保證壓力容器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要安裝安全閥，那么在設(shè)置設(shè)計(jì)壓力時(shí)需要嚴(yán)格按照以下事項(xiàng)來進(jìn)行：在設(shè)置整定壓力時(shí)，要以工作壓力的數(shù)值為設(shè)置參照數(shù)值，一般情況下，工作壓力的1.05～1.1倍為整定壓力，設(shè)計(jì)壓力要不小于安全閥的整定壓力。

通過對(duì)第一項(xiàng)和第二項(xiàng)規(guī)定進(jìn)行比較，我們可以看出，壓力容器安全閥整定壓力的設(shè)置參考標(biāo)準(zhǔn)截然不同，在第一項(xiàng)規(guī)定中設(shè)置整定壓力時(shí)，其設(shè)計(jì)壓力和最高允許工作壓力這兩項(xiàng)數(shù)值已經(jīng)明確規(guī)定出來了，而第二項(xiàng)規(guī)定中，工作壓力的數(shù)值沒有給出，需要對(duì)其進(jìn)行提前的預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)出后再來確定安全閥的整定壓力。

2.3 ASME B&PV; Ⅷ

此項(xiàng)規(guī)定在全世界得到了廣泛的應(yīng)用，在此項(xiàng)規(guī)范中，在設(shè)置安全閥整定壓力時(shí)，按照容器的最高允許工作壓力為基準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)定。在這項(xiàng)規(guī)范中，同時(shí)也規(guī)定，在設(shè)計(jì)Ps時(shí)參照著Pmax來進(jìn)行，在對(duì)待這項(xiàng)規(guī)范上，每個(gè)人持著不同的態(tài)度。有些人認(rèn)為此項(xiàng)規(guī)范的執(zhí)行有一定的風(fēng)險(xiǎn)性，然而筆者認(rèn)為此規(guī)范有其合理性，因?yàn)镻max是以各個(gè)原件承受的所有載荷為前提，根據(jù)材料在相應(yīng)溫度下的許用應(yīng)力值得到的最小值，并且按照ASME制造的壓力容器需要進(jìn)行液壓試驗(yàn)，那么需要應(yīng)按照將近1.3倍最高允許工作壓力來開展液壓試驗(yàn)，或者按照將近1.1倍的最高允許工作壓力操作氣密性試驗(yàn)。ASME B&PV;Ⅷ規(guī)定中安全閥的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)是最高允許工作壓力，此規(guī)定在最高允許工作壓力的計(jì)算方法和嚴(yán)格的出廠試驗(yàn)方面進(jìn)行了明確的規(guī)定，這些明確的規(guī)定措施保證了壓力容器的強(qiáng)度可靠性，因此這項(xiàng)規(guī)定的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是完全可行的。

3 結(jié)束語

總之，壓力容器用安全閥的整定壓力只有設(shè)置好，才能保證安全閥在工業(yè)生產(chǎn)中正常的發(fā)揮其作用，在保證機(jī)器設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，也能促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免了因?yàn)闄C(jī)器故障而給工業(yè)生產(chǎn)帶來損失。在設(shè)置時(shí)，工作人員要依據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來進(jìn)行，才能保證壓力容器的安全性與可靠性，最終促進(jìn)我國工業(yè)的健康、可持續(xù)、快速的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡萬明，閆麗明.安全閥整定壓力的探討[J].氯堿工業(yè)，2016.