安全閥和爆破片協(xié)作保護

之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應用，現(xiàn)在介紹安全閥和爆破片協(xié)作保護介紹了安全閥和爆破片的特點、應用范圍以及使用中應注意事項。安全泄壓裝置是壓力容器及壓力管道中主要的安全裝置。按其結構分為安全閥、爆破片、防爆帽、易熔塞及安全閥與爆破片構成的組合型式。比較常用的為安全閥、爆破片以及組合型式。在行業(yè)標準HG/T20570.2《安全閥的設置和選用》以及HG/T20570.3《爆破片的設置和選用》中對安全閥和爆破片的計算、選形、設置等做較為詳盡的規(guī)定，在《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》和GB150.1~150.4-2011《壓力容器》中對安全閥和爆破片的選用也做了規(guī)定。選用安全閥和爆破片時應對這些標準規(guī)范有個明確的認識。

1、安全閥和爆破片協(xié)作保護特點
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調式減壓閥,自力式減壓閥安全閥的特點是開啟壓力可以調節(jié)，根據(jù)設定的開啟壓力能自動開閉，不致造成中斷生產，但安全閥的密封性較差，會有微量泄漏，動作滯后，不適用于快速泄壓的場合，對黏性或含固體顆粒的介質，可能會造成堵塞或粘連而影響使用。

爆破片與安全閥不同。爆破片在完成泄壓后不能恢復原來的狀態(tài)，會造成操作中斷，但爆破片的密封性好、反應迅速、靈敏度高、泄放量大，能適應黏性大、毒性大、腐蝕性強的介質，特別是因異常化學反應導致壓力瞬間急劇升高或達到燃爆的場合。安全閥與爆破片構成的組合型式，在一些特殊場合可有效地發(fā)揮它們各自的優(yōu)點，規(guī)避其缺點。

2、安全閥和爆破片協(xié)作保護安全閥與爆破片的組合應用
安全閥與爆破片的組合應用，通常有以下三種情況，見圖1。

安全閥與爆破片的組合應用

圖1 安全閥與爆破片的組合應用

在圖1(a)中，將安全閥和爆破片分別安裝在壓力容器上，各自發(fā)揮作用。在這種形式中，將安全閥作為一級泄放裝置，當因物理原因超壓時，由安全閥排放;爆破片作為二級泄放裝置，當發(fā)生異常工況(如產生異常化學反應)致壓力容器內的壓力迅速升高或發(fā)生火災需較大泄放面積時，由爆破片與安全閥同時排放。此時，爆破片的標定爆破壓力略高于安全閥的設定壓力，且不大于壓力容器的設計壓力。

在圖1(b)中，將爆破片安裝在安全閥出口處。這種形式適用于壓力容器內壓力有脈動的場合或泄放總管有可能存在腐蝕性氣體的環(huán)境。安全閥對爆破片起穩(wěn)壓作用，而爆破片可起到防止安全閥泄漏以及保護安全閥不受泄放總管內腐蝕性氣體腐蝕的作用。此時，爆破片的大設計爆破壓力不超過彈簧式安全閥設定壓力的10%。

在圖1(c)中，將爆破片安裝在安全閥入口處。這種應用形式適用于密封和耐腐蝕要求高以及有粘污介質的情況下，爆破片對安全閥起保護作用，安全閥也可使容器繼續(xù)運行，同時可降低因爆破片的破裂而損失大量的工藝物料。此時，爆破片的標定爆破壓力與安全閥的設定壓力相同。

爆破片在安全閥入口處使用，將降低大約20%的安全閥泄放能力，在選用安全閥時應加以考慮。在選擇爆破片時還要注意爆破片爆破后不能有碎片。爆破片在安全閥入口處串聯(lián)使用時，必須在爆破片與安全閥之間設置壓力表和放空閥，并經(jīng)常檢查壓力表，以確認爆破片是否破裂。

3、安全閥與爆破片應用中應注意事項
安全閥應盡量靠近被保護的設備或管道安裝，在其入口或出口管道一般不設切斷閥，如必須要設置切斷閥，則要求切斷閥鉛封在開啟狀態(tài)下(C.S.O)，而且不影響安全閥的操作。要注意安全閥出入口管道熱脹冷縮的變化，要有足夠的補償量。安全閥必須保持垂直。其出口管道由于泄放時的作用力、振動、自重和熱脹冷縮等原因，應設支架支撐。對于特殊工藝物料，如易自聚、易結晶等，應在排放管設氮氣吹掃口，連續(xù)通入氮氣。當安全閥排放的氣體溫度高于物料的自燃溫度時，排出管要設置滅火蒸汽。

當安全閥的開啟壓力接近于操作壓力時，存在著較大的潛在危險。在實際情況中，安全閥在壓力接近起跳點時有滲漏的傾向，其結果可使閥座及閥瓣表面上的沉積物增加，從而使安全閥發(fā)生腐蝕或堵塞，導致安全閥不能正常工作。對于毒性、腐蝕性或特別貴重的流體，應規(guī)定安全閥的開啟壓力與操作壓力之間有較大的壓差，這樣可避免這些介質向外排放。

閥門的機械載荷主要來自管線中的流體及與其相連接的管道。流體在傳輸過程中的振動和水錘現(xiàn)象可能會產生遠遠超過規(guī)定的大壓力的峰值壓力。管道連接引起的載荷會對閥門的密封性和操作的輕便性產生不利的影響。

爆破片單獨用作泄壓裝置時，爆破片的入口管處應設置一切斷閥，以便于更換爆破片。此切斷閥應在開啟狀態(tài)下加鉛封(C.S.O)。爆破片的

入口管道應短而直，管徑不小于爆破片的公稱直徑。爆破片的出口管道應泄向安全場所或密閉回收系統(tǒng)，出口管道應有足夠的支撐，還要考慮爆破時的反沖力和振動。

當工藝介質十分貴重或有劇毒時，應與安全閥串聯(lián)使用或設置密閉回收系統(tǒng)，回收因泄漏或因壓力劇增而導出的工藝物料。在選擇爆破片材料時，要特別注意爆破片不能被介質腐蝕。同時，還要考慮使用的溫度和材料的抗疲勞特性。

爆破片與安全閥都必須定期檢驗，檢查表面是否有傷痕、腐蝕、變形和異物吸附。特別是爆破片，應當定期更換。爆破片裝置(Rupture Disk Device)-非自動閉合的、由入口側和出口側的靜態(tài)壓力差驅動的壓力泄放裝置，球罐組裝完成后，進行預熱和焊概后對全部焊縫進行無損檢驗合格后進行水壓試驗綜合考核。 壓力容器是工業(yè)生產過程中*的一種設備。由于生產工藝的決危任何壓力容器都有自己特定的工作壓力和工作溫度，而每一個壓力容器的設計參數(shù)都是擯特定的使用壓力、使用溫度確定的。因此從安全角度講，要求壓力容器在運行過程中不能超過設計參數(shù)。在這些設計參數(shù)內，壓力容器可以安全運行，否則，壓力容器就有可能因強度、剛度或穩(wěn)定性不夠而失效破壞，造成設備事故和人員傷亡。為了確保生產工藝的正常進行和壓力容器的安全運行，必須在壓力容器上裝設能隨時掌握工藝參數(shù)和防止異常工況時發(fā)生事故的安全裝置。 壓力容器的安全裝置可分為超壓泄放裝置、截流止漏裝置和參數(shù)監(jiān)測裝置三大類。 超壓泄放裝置是為防止壓力容器超壓的一種保險裝置。它具有這樣的性能，容器在正常工作壓力下能保持良好的密封；當容器內壓力超過規(guī)定值時，它能自動開啟迅速排放容器內過壓介質，使容器內的壓力始終保持在高允許壓力范圍以內，不致因超壓而釀成事故。

設計為通過爆破片的爆破或破裂來實現(xiàn)其作用。爆破片裝置包括爆破片和夾持器。

爆破片(Rupture Disk)-爆破片裝置中承受壓力的壓力和溫度元件。

夾持器(Safety Head 或 Holder)-爆破片裝置中固定并支撐爆破片位置，保證爆破片準確動作的配合件。

有些爆破片設計為不需要夾持器可直接安裝在法蘭之間的形式。

爆破壓力(Burst Pressure)-爆破片裝置在給定的爆破溫度下動作時，爆破片兩側的壓力差值。設計爆破壓力(Specified Burst Pressure)-在確定爆破片要求時，由需方提出的對應于設計爆破溫度下的爆破壓力值。標定爆破壓力(Marked burst pressure)可大于或小于設計爆破壓力，但標定爆破壓力必須在制造范圍內。

設計爆破溫度(Specified Burst Temperature)-爆破片爆破時的溫度，設計爆破溫度是爆破片制造商用于確定標定爆破壓力的溫度，設計爆破溫度很少是設備設計溫度，也可以不是操作溫度或泄放溫度，取決于泄放系統(tǒng)的構造。標定爆破壓力(Marked Burst Pressure 或 Rated Burst Pressure)-一批爆破片在設計爆破溫度下進行爆破試驗，所得爆破壓力的算術平均值；標定爆破片可以是制造范圍內的任意值除非用戶有特別要求，同批次的所有爆破片的標定爆破壓力一樣。制造范圍(Manufacturing Design Range)-由制造商和用戶商定的，一批爆破片的標定爆破壓力的壓力分布范圍, 一般以設計爆破壓力的百分比或正負偏差來表示。

操作比或操作率(Operating Ratio)-系統(tǒng)大操作壓力相對于爆破片標定爆破壓力的比值，不同形式爆破片的操作比不同，詳情請咨詢供應商。 爆破壓力允差(Burst Tolerance)-在設計爆破溫度下爆破片爆破時，爆破壓力相對于標定爆破壓力的大偏差，其值是正負相等的值或相對標定爆破壓力的百分數(shù)；制造范圍為零時，其允差即表示對設計爆破壓力的大偏差。

 批次(Lot of rupture disk)-同一時間制造的，具有相同的型號、尺寸、設計爆破壓力、計爆破溫度、制造范圍、材質以及相同加工工藝制造的一組爆破片即為同一批次。

背壓(Back Pressure)-存在于爆破片裝置出口側的壓力，背壓是凈背壓(Superimposed backpressure)和累積背壓(Build-up Backpressure)之和。

背壓托架(Backpressure Support)-爆破片裝置中保護爆破片不因背壓而受損的部件；防止由于系統(tǒng)壓力低于大氣壓而使爆破片受損的背壓托架，有時亦稱真空托架(Vacuum Support).無碎片爆破片(Non-Fragmenting Rupture Disk)-爆破片破裂時無碎片產生的爆破片，可用于隔離安全閥。

正拱型爆破片(Forward Acting Rupture Disk-Tension Loaded)-系統(tǒng)壓力作用在爆破片的凹面，設計為由于材料的拉伸而破裂的爆破片。

反拱型爆破片(Buckling Type Rupture Disk-Compression Loaded)-系統(tǒng)壓力作用在爆破片的凸面，設計為因爆破片反向扭曲、壓縮、剪切而破裂的爆破片。石墨爆破片(Graphite Disk)-由石墨制成的爆破片，設計為因彎曲或剪切而破裂的爆破片。

4、振動對安全閥的影響
當彈簧式安全閥承受底座引起的振動時，許多重要的閥門零件會自由滑動或搖動，零件之間會出現(xiàn)一種復雜而又相互關聯(lián)的運動。零件之間的這種相對運動將減少在閥瓣上的有效彈簧力。因此，安全閥的開啟壓力在振動條件下，將低于靜態(tài)條件下預期的壓力值。此外，如果由零件的相對運動產生的慣性力足夠高時，會使閥門過磨損，大大縮短閥門的工作壽命，嚴重時會因零件的相對運動導致閥門發(fā)生早期磨損和失效。有的閥門在使用了幾個月后，由于振動力使手柄的銷釘頭剪斷，造成手柄脫落。在某些振動嚴重的裝置上，安全閥工作不到一年就發(fā)生失效，其原因是調節(jié)環(huán)的螺紋被破壞，閥門的表面損傷以及導向套和閥瓣支持套被嚴重擦傷。

閥門的彈簧機構在振動條件和靜止條件下的力平衡有很大不同。因此，假若振動很嚴重，安全閥實際開啟壓力將不同于預計在非振動條件下的開啟壓力，其改變依賴于振動的大小。這種情況對設備系統(tǒng)的穩(wěn)定性和閥門的密封性都帶來不利影響。

減少振源或減小振動影響可采取以下辦法：合理選擇閥門在系統(tǒng)所處的位置和閥門入口連接件的形式及在合理的位置設置管道支架，都能起到減小振動影響的作用。

5、小結
因某些異常工況的出現(xiàn)，壓力容器以及壓力管道不可避免地會發(fā)生超壓現(xiàn)象。安全泄壓裝置作為壓力容器及壓力管道的重要安全裝置，*。在選擇安全泄壓裝置時必須加以充分考慮，分析工藝介質的特性以及可能出現(xiàn)的異常工況。通過選擇適當?shù)陌踩箟貉b置，合理地進行匹配，嚴格按照規(guī)范及標準進行使用，確保安全生產。與本產品相關論文：200X先導隔膜式水用減壓閥安裝要求