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),對在設(shè)置整定壓力時的一些設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)進行闡述,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,就需要對其設(shè)置相關(guān)的術(shù)語進行一下簡單的了解。
(1)整定壓力:這個壓力是產(chǎn)生于安全閥開始狀態(tài)之下,因此這個壓力是相對好確定的,浮動范圍較小。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)計溫度一起作為容器的基本設(shè)計載荷條件,其值不低于工作壓力。
(4)工作壓力:這個壓力產(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)容針對這三個標(biāo)準(zhǔn)的具體規(guī)定進行了闡述與討論。
2.1 TSGR0004—2009的相關(guān)規(guī)定與討論
這項規(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)督檢驗總局,在這項規(guī)定中,對與整定壓力有關(guān)的幾個壓力設(shè)置進行了闡述:
(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,其數(shù)值一般要小于設(shè)計壓,也就是說設(shè)計壓力要大于整定壓力。
(2)在某些設(shè)計圖樣上,如果對最高允許工作壓力的數(shù)值進行了明確的規(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,針對這樣的壓力容器,是需要進行氣密性實驗的。
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驗,而且試驗壓力的數(shù)值與容器設(shè)計壓力的數(shù)值是相同的,那么在進行壓力容器安全閥設(shè)置時需要注意,一定要處理好安全閥的整定壓力與容器設(shè)計壓力、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)計壓力),并且低于Pmax數(shù)值(最高允許工作壓力)。然而在實際的設(shè)置工作中,由于此點在規(guī)程中沒有進行明確規(guī)定,導(dǎo)致工作人員在進行氣密性實驗時出現(xiàn)了認(rèn)識上的不足,從而阻礙了實驗工作的順利進行。
2.2 GB 150的規(guī)范與討論
2.2.1 第一項規(guī)定
GB 150是國家明確制定的,進行安全閥設(shè)置時,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值。關(guān)于超壓泄放裝置的規(guī)定有以下兩個方面。
(1)如果容器上安裝了泄放裝置,那么在進行安全閥的設(shè)置時,容器的設(shè)計壓力值需要等于超壓限度的起始壓力。如果設(shè)計圖樣上規(guī)定了最高允許工作壓力,設(shè)計壓力就不用額外進行設(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,應(yīng)該處理好泄放裝置的動作壓力與其設(shè)計壓力的關(guān)系,一般其動作壓力力應(yīng)該不大于其設(shè)計壓力,同時也要處理好容器的超壓限度與其設(shè)計壓力的關(guān)系。
2.2.2 第二項規(guī)定
在GB 150規(guī)程中規(guī)定,為了保證壓力容器的正常運轉(zhuǎn),需要安裝安全閥,那么在設(shè)置設(shè)計壓力時需要嚴(yán)格按照以下事項來進行:在設(shè)置整定壓力時,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)計壓力要不小于安全閥的整定壓力。
通過對第一項和第二項規(guī)定進行比較,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,在第一項規(guī)定中設(shè)置整定壓力時,其設(shè)計壓力和最高允許工作壓力這兩項數(shù)值已經(jīng)明確規(guī)定出來了,而第二項規(guī)定中,工作壓力的數(shù)值沒有給出,需要對其進行提前的預(yù)測,預(yù)測出后再來確定安全閥的整定壓力。
2.3 ASME B&PV; Ⅷ
此項規(guī)定在全世界得到了廣泛的應(yīng)用,在此項規(guī)范中,在設(shè)置安全閥整定壓力時,按照容器的最高允許工作壓力為基準(zhǔn)來進行設(shè)定。在這項規(guī)范中,同時也規(guī)定,在設(shè)計Ps時參照著Pmax來進行,在對待這項規(guī)范上,每個人持著不同的態(tài)度。有些人認(rèn)為此項規(guī)范的執(zhí)行有一定的風(fēng)險性,然而筆者認(rèn)為此規(guī)范有其合理性,因為Pmax是以各個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行液壓試驗,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,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。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算方法和嚴(yán)格的出廠試驗方面進行了明確的規(guī)定,這些明確的規(guī)定措施保證了壓力容器的強度可靠性,因此這項規(guī)定的設(shè)計基準(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,在保證機器設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的同時,也能促進工業(yè)生產(chǎn)的正常運轉(zhuǎn),避免了因為機器故障而給工業(yè)生產(chǎn)帶來損失。在設(shè)置時,工作人員要依據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來進行,才能保證壓力容器的安全性與可靠性,最終促進我國工業(yè)的健康、可持續(xù)、快速的發(fā)展。
參考文獻:
[1]胡萬明,閆麗明.安全閥整定壓力的探討[J].氯堿工業(yè),2016.