張小文 武建文
(甘肅省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院)
中、 高壓安全閥是指公稱壓力在2.5 ~80.0MPa 之間,或者是整定壓力不小于1.6MPa 的安全閥。 安全閥屬于自動(dòng)閥類,在裝置正常運(yùn)行過(guò)程中處于常閉狀態(tài);當(dāng)裝置內(nèi)介質(zhì)壓力升高超過(guò)規(guī)定值(整定壓力)時(shí),通過(guò)向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來(lái)防止裝置內(nèi)壓力超過(guò)規(guī)定值。 中、高壓安全閥主要應(yīng)用于鍋爐、壓力容器及壓力管道等承壓裝置,其控制系統(tǒng)壓力要求不得超過(guò)規(guī)定值,以保證操作人員的人身安全和裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
現(xiàn)有的中、高壓安全閥離線校驗(yàn)整定壓力方法單一,沒(méi)有對(duì)低、中、高壓進(jìn)行區(qū)別劃分,各檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的校驗(yàn)水平也參差不齊,都是參考傳統(tǒng)的離線校驗(yàn)方式并結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外中、高壓安全閥種類日漸增多,安全閥關(guān)閉件的結(jié)構(gòu)特性也隨之多樣,這給目前的校驗(yàn)工作帶來(lái)了很大的困擾。 為此,必須根據(jù)中、高壓安全閥的特性來(lái)改進(jìn)相應(yīng)的整定壓力調(diào)整方法。
拆去安全閥罩帽, 將鎖緊螺母擰松后首先緩慢升高安全閥的進(jìn)口壓力(當(dāng)升壓到整定壓力的90%后,升壓速度不高于0.01MPa/s)使安全閥起跳一次,若整定壓力偏低,則按順時(shí)針?lè)较蛐o調(diào)整螺桿;若整定壓力偏高,則按逆時(shí)針?lè)较蛐烧{(diào)整螺桿。當(dāng)調(diào)整到所需要的整定壓力時(shí),再連續(xù)進(jìn)行3 次調(diào)試, 每次測(cè)得的數(shù)值偏差不超過(guò)整定壓力的±3%或者符合相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范要求后,將鎖緊螺母擰緊,裝上罩帽。 需要注意的是,當(dāng)需要旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿時(shí), 應(yīng)把介質(zhì)壓力降低至整定壓力90%以下,然后再旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿,以免閥瓣跟著旋轉(zhuǎn)從而損傷密封面。 另外,進(jìn)行整定壓力調(diào)整時(shí),考慮到背壓力和溫度的影響, 需要加入一定的修正值。但在常溫校驗(yàn)臺(tái)上很難把控修正值,而是通常結(jié)合工作條件與允許偏差來(lái)進(jìn)行調(diào)整。
綜合國(guó)內(nèi)外相關(guān)的安全閥標(biāo)準(zhǔn),中、高壓安全閥的整定壓力允許偏差見(jiàn)表1,其中ps為整定壓力。
這種方法在調(diào)整中、 高壓安全閥整定壓力時(shí), 會(huì)頻繁發(fā)生響聲傷害校驗(yàn)人員的耳膜和心理,也會(huì)造成安全閥密封面的損傷,同時(shí)校驗(yàn)效率低,花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。 另外,常溫安全閥校驗(yàn)臺(tái)不能完全接近實(shí)際工作條件(介質(zhì)種類、溫度和流量)。 大量研究數(shù)據(jù)表明,在常溫下調(diào)整而實(shí)際用于高溫工況時(shí),常溫下的整定壓力值會(huì)略大于要求的整定壓力值。 該方法的整定壓力允許偏差范圍較大,且整定壓力值越高,這一現(xiàn)象越明顯。
離線校驗(yàn)整定壓力調(diào)整方法能夠確保安全閥在介質(zhì)壓力達(dá)到整定壓力時(shí), 動(dòng)作性能良好(開(kāi)啟靈敏、排放穩(wěn)定、回座及時(shí)且密封可靠)。 而對(duì)于中、高壓安全閥,可以有效提高工作效率和合格率,減少響聲的發(fā)生率。 同時(shí),縮小偏差范圍,達(dá)到精準(zhǔn)調(diào)壓的目的。
表1 中、高壓安全閥的整定壓力允許偏差 MPa
2.1.1 蒸汽介質(zhì)
升高安全閥進(jìn)口壓力達(dá)到70%整定壓力,對(duì)于有提升手柄的安全閥: 手動(dòng)拉開(kāi)提升手柄,達(dá)到最高處;同時(shí)持續(xù)提供進(jìn)口壓力,讓校驗(yàn)介質(zhì)從安全閥出口排出,從而沖洗出安全閥進(jìn)口處有可能夾雜在密封面間的臟物。 關(guān)閉進(jìn)氣閥門,然后緩慢放低提升手柄,恢復(fù)到正常狀態(tài),再進(jìn)行整定壓力調(diào)試。 此時(shí),最好先做2~3 次手動(dòng)排放試驗(yàn),以檢測(cè)安全閥動(dòng)作的靈敏性。
若開(kāi)啟壓力不符合整定壓力, 需要手動(dòng)調(diào)試。 此時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣閥停止升壓,然后打開(kāi)排氣閥放空氣體,再拆除有關(guān)附件裝置進(jìn)行調(diào)整。 此處沒(méi)有將校驗(yàn)臺(tái)壓力降至90%整定壓力后再去調(diào)整,是因?yàn)殄仩t用中、高壓安全閥都帶有散熱部件,安全閥閥體較大、較高且較重,彈簧較粗,彈簧間隙較小,而且其夾緊方式是法蘭盤與相配底座平面擠壓夾緊,中間含有密封圈和密封墊。 若帶壓調(diào)整,則會(huì)輕微帶動(dòng)安全閥搖擺,降低擠壓夾緊的可靠性, 存在底部夾緊裝置爆裂的可能性,使校驗(yàn)工作處在危險(xiǎn)的環(huán)境中。 同時(shí),由于彈簧較粗、間隙較小,調(diào)試過(guò)程緩慢,調(diào)整時(shí)極易帶動(dòng)閥瓣旋轉(zhuǎn)損傷密封面, 造成安全閥校驗(yàn)不合格。
2.1.2 氣體和液體介質(zhì)
靜態(tài)緩慢升壓,升壓過(guò)程中耳聽(tīng)或目視判斷安全閥是否開(kāi)啟; 當(dāng)進(jìn)口壓力達(dá)到97%~99%整定壓力時(shí),停止升壓,近距離耳聽(tīng)和目視判斷安全閥是否開(kāi)啟;繼續(xù)升壓至整定壓力,當(dāng)達(dá)到整定壓力值時(shí)安全閥未開(kāi)啟, 則再加壓0.05~0.10MPa,若此時(shí)安全閥還未動(dòng)作,則用扳手輕微敲擊安全閥閥體部位,觀察其狀態(tài)。
拆去安全閥罩帽,將鎖緊螺母擰松后首先按逆時(shí)針?lè)较蛐烧{(diào)整螺桿30°,然后緩慢升高安全閥的進(jìn)口壓力(當(dāng)升壓到整定壓力的50%時(shí),保壓1min,對(duì)所有連接部位進(jìn)行初次檢查;如無(wú)泄漏, 則繼續(xù)升壓至整定壓力的90%, 保壓1min,再次檢查;如無(wú)泄漏,則繼續(xù)升壓,升壓速度不高于0.01MPa/s)使安全閥起跳一次,若整定壓力偏低,則按順時(shí)針?lè)较蛐o調(diào)整螺桿,若整定壓力偏高,則按逆時(shí)針?lè)较蛐烧{(diào)整螺桿(旋轉(zhuǎn)角度15~30°,壓力范圍在0.5~1.3MPa)。 當(dāng)調(diào)整到所需要的整定壓力后, 安全閥開(kāi)啟并回座,對(duì)安全閥排出口進(jìn)行檢查,如無(wú)泄漏,則繼續(xù)升壓至整定壓力的97%~99%,保壓1min,再次檢查;如無(wú)泄漏,則降低安全閥進(jìn)口壓力至整定壓力的90%或工作壓力(兩者取最大值),再次檢查;如無(wú)泄漏,則此時(shí)的壓力值可視為安全閥整定壓力。當(dāng)測(cè)得的偏差不超過(guò)整定壓力的±3%或者符合相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范要求后,將鎖緊螺母擰緊,裝上罩帽。 這種方法在調(diào)整高壓安全閥整定壓力時(shí),會(huì)消除上次校驗(yàn)正誤差,減少調(diào)整次數(shù),做到精準(zhǔn)調(diào)壓,在減少響聲發(fā)生的同時(shí)降低了風(fēng)險(xiǎn)。
采用改進(jìn)后的中、高壓調(diào)整方法分別校驗(yàn)安全閥,分析數(shù)據(jù)結(jié)果(表2)從而優(yōu)化實(shí)際操作過(guò)程中的整定壓力偏差(表3)。
表2 校驗(yàn)結(jié)果
表3 實(shí)際操作過(guò)程中的整定壓力偏差 MPa
校驗(yàn)過(guò)程中,整定壓力偏差可以控制在表盤的一個(gè)刻度線內(nèi),通過(guò)查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)[1~6],經(jīng)過(guò)計(jì)算分析,改進(jìn)后的調(diào)整方法,其整定壓力偏差趨向于正偏差,動(dòng)作性能、校驗(yàn)結(jié)果均符合要求。
針對(duì)安全閥離線校驗(yàn)調(diào)整定壓螺母,校驗(yàn)人員可以憑經(jīng)驗(yàn)和單圈變化率來(lái)推算應(yīng)調(diào)節(jié)圈數(shù),得到同一廠家系列產(chǎn)品的各角度變化量,從而進(jìn)行快速調(diào)節(jié)。
中、高壓安全閥離線校驗(yàn)整定壓力的調(diào)整方法改進(jìn)后,為安全閥離線校驗(yàn)提供了參考,通過(guò)對(duì)中、高壓安全閥采取對(duì)應(yīng)的調(diào)整方法,極大地提高了工作效率和合格率,減少了密封面損傷風(fēng)險(xiǎn)和響聲的發(fā)生率,同時(shí)縮小了偏差范圍,有助于實(shí)現(xiàn)快速、精準(zhǔn)調(diào)壓。