安全閥和爆破片協(xié)作保護(hù)

之前介紹組合式減壓閥在國(guó)華惠州熱電應(yīng)用，現(xiàn)在介紹安全閥和爆破片協(xié)作保護(hù)介紹了安全閥和爆破片的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍以及使用中應(yīng)注意事項(xiàng)。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(jié)構(gòu)分為安全閥、爆破片、防爆帽、易熔塞及安全閥與爆破片構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)HG/T20570.2《安全閥的設(shè)置和選用》以及HG/T20570.3《爆破片的設(shè)置和選用》中對(duì)安全閥和爆破片的計(jì)算、選形、設(shè)置等做較為詳盡的規(guī)定，在《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和GB150.1~150.4-2011《壓力容器》中對(duì)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(shí)應(yīng)對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有個(gè)明確的認(rèn)識(shí)。

1、安全閥和爆破片協(xié)作保護(hù)特點(diǎn)
上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調(diào)式減壓閥,自力式減壓閥安全閥的特點(diǎn)是開啟壓力可以調(diào)節(jié)，根據(jù)設(shè)定的開啟壓力能自動(dòng)開閉，不致造成中斷生產(chǎn)，但安全閥的密封性較差，會(huì)有微量泄漏，動(dòng)作滯后，不適用于快速泄壓的場(chǎng)合，對(duì)黏性或含固體顆粒的介質(zhì)，可能會(huì)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(fù)原來的狀態(tài)，會(huì)造成操作中斷，但爆破片的密封性好、反應(yīng)迅速、靈敏度高、泄放量大，能適應(yīng)黏性大、毒性大、腐蝕性強(qiáng)的介質(zhì)，特別是因異?；瘜W(xué)反應(yīng)導(dǎo)致壓力瞬間急劇升高或達(dá)到燃爆的場(chǎng)合。安全閥與爆破片構(gòu)成的組合型式，在一些特殊場(chǎng)合可有效地發(fā)揮它們各自的優(yōu)點(diǎn)，規(guī)避其缺點(diǎn)。

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

安全閥與爆破片的組合應(yīng)用

圖1 安全閥與爆破片的組合應(yīng)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(jí)泄放裝置，當(dāng)因物理原因超壓時(shí)，由安全閥排放;爆破片作為二級(jí)泄放裝置，當(dāng)發(fā)生異常工況(如產(chǎn)生異?；瘜W(xué)反應(yīng))致壓力容器內(nèi)的壓力迅速升高或發(fā)生火災(zāi)需較大泄放面積時(shí)，由爆破片與安全閥同時(shí)排放。此時(shí)，爆破片的標(biāo)定爆破壓力略高于安全閥的設(shè)定壓力，且不大于壓力容器的設(shè)計(jì)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(nèi)壓力有脈動(dòng)的場(chǎng)合或泄放總管有可能存在腐蝕性氣體的環(huán)境。安全閥對(duì)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(hù)安全閥不受泄放總管內(nèi)腐蝕性氣體腐蝕的作用。此時(shí)，爆破片的大設(shè)計(jì)爆破壓力不超過彈簧式安全閥設(shè)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(yīng)用形式適用于密封和耐腐蝕要求高以及有粘污介質(zhì)的情況下，爆破片對(duì)安全閥起保護(hù)作用，安全閥也可使容器繼續(xù)運(yùn)行，同時(shí)可降低因爆破片的破裂而損失大量的工藝物料。此時(shí)，爆破片的標(biāo)定爆破壓力與安全閥的設(shè)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(shí)應(yīng)加以考慮。在選擇爆破片時(shí)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(shí)，必須在爆破片與安全閥之間設(shè)置壓力表和放空閥，并經(jīng)常檢查壓力表，以確認(rèn)爆破片是否破裂。

3、安全閥與爆破片應(yīng)用中應(yīng)注意事項(xiàng)
安全閥應(yīng)盡量靠近被保護(hù)的設(shè)備或管道安裝，在其入口或出口管道一般不設(shè)切斷閥，如必須要設(shè)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(bǔ)償量。安全閥必須保持垂直。其出口管道由于泄放時(shí)的作用力、振動(dòng)、自重和熱脹冷縮等原因，應(yīng)設(shè)支架支撐。對(duì)于特殊工藝物料，如易自聚、易結(jié)晶等，應(yīng)在排放管設(shè)氮?dú)獯祾呖?，連續(xù)通入氮?dú)?。?dāng)安全閥排放的氣體溫度高于物料的自燃溫度時(shí)，排出管要設(shè)置滅火蒸汽。

當(dāng)安全閥的開啟壓力接近于操作壓力時(shí)，存在著較大的潛在危險(xiǎn)。在實(shí)際情況中，安全閥在壓力接近起跳點(diǎn)時(shí)有滲漏的傾向，其結(jié)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(dǎo)致安全閥不能正常工作。對(duì)于毒性、腐蝕性或特別貴重的流體，應(yīng)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(zhì)向外排放。

閥門的機(jī)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(dòng)和水錘現(xiàn)象可能會(huì)產(chǎn)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)定的大壓力的峰值壓力。管道連接引起的載荷會(huì)對(duì)閥門的密封性和操作的輕便性產(chǎn)生不利的影響。

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

入口管道應(yīng)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(yīng)泄向安全場(chǎng)所或密閉回收系統(tǒng)，出口管道應(yīng)有足夠的支撐，還要考慮爆破時(shí)的反沖力和振動(dòng)。

當(dāng)工藝介質(zhì)十分貴重或有劇毒時(shí)，應(yīng)與安全閥串聯(lián)使用或設(shè)置密閉回收系統(tǒng)，回收因泄漏或因壓力劇增而導(dǎo)出的工藝物料。在選擇爆破片材料時(shí)，要特別注意爆破片不能被介質(zhì)腐蝕。同時(shí)，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(yàn)，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(yīng)當(dāng)定期更換。爆破片裝置(Rupture Disk Device)-非自動(dòng)閉合的、由入口側(cè)和出口側(cè)的靜態(tài)壓力差驅(qū)動(dòng)的壓力泄放裝置，球罐組裝完成后，進(jìn)行預(yù)熱和焊概后對(duì)全部焊縫進(jìn)行無損檢驗(yàn)合格后進(jìn)行水壓試驗(yàn)綜合考核。 壓力容器是工業(yè)生產(chǎn)過程中*的一種設(shè)備。由于生產(chǎn)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(gè)壓力容器的設(shè)計(jì)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(yùn)行過程中不能超過設(shè)計(jì)參數(shù)。在這些設(shè)計(jì)參數(shù)內(nèi)，壓力容器可以安全運(yùn)行，否則，壓力容器就有可能因強(qiáng)度、剛度或穩(wěn)定性不夠而失效破壞，造成設(shè)備事故和人員傷亡。為了確保生產(chǎn)工藝的正常進(jìn)行和壓力容器的安全運(yùn)行，必須在壓力容器上裝設(shè)能隨時(shí)掌握工藝參數(shù)和防止異常工況時(shí)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(cè)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(xiǎn)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(dāng)容器內(nèi)壓力超過規(guī)定值時(shí)，它能自動(dòng)開啟迅速排放容器內(nèi)過壓介質(zhì)，使容器內(nèi)的壓力始終保持在高允許壓力范圍以內(nèi)，不致因超壓而釀成事故。

設(shè)計(jì)為通過爆破片的爆破或破裂來實(shí)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(zhǔn)確動(dòng)作的配合件。

有些爆破片設(shè)計(jì)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(dòng)作時(shí)，爆破片兩側(cè)的壓力差值。設(shè)計(jì)爆破壓力(Specified Burst Pressure)-在確定爆破片要求時(shí)，由需方提出的對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)爆破溫度下的爆破壓力值。標(biāo)定爆破壓力(Marked burst pressure)可大于或小于設(shè)計(jì)爆破壓力，但標(biāo)定爆破壓力必須在制造范圍內(nèi)。

設(shè)計(jì)爆破溫度(Specified Burst Temperature)-爆破片爆破時(shí)的溫度，設(shè)計(jì)爆破溫度是爆破片制造商用于確定標(biāo)定爆破壓力的溫度，設(shè)計(jì)爆破溫度很少是設(shè)備設(shè)計(jì)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(gòu)造。標(biāo)定爆破壓力(Marked Burst Pressure 或 Rated Burst Pressure)-一批爆破片在設(shè)計(jì)爆破溫度下進(jìn)行爆破試驗(yàn)，所得爆破壓力的算術(shù)平均值；標(biāo)定爆破片可以是制造范圍內(nèi)的任意值除非用戶有特別要求，同批次的所有爆破片的標(biāo)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(biāo)定爆破壓力的壓力分布范圍, 一般以設(shè)計(jì)爆破壓力的百分比或正負(fù)偏差來表示。

操作比或操作率(Operating Ratio)-系統(tǒng)大操作壓力相對(duì)于爆破片標(biāo)定爆破壓力的比值，不同形式爆破片的操作比不同，詳情請(qǐng)咨詢供應(yīng)商。 爆破壓力允差(Burst Tolerance)-在設(shè)計(jì)爆破溫度下爆破片爆破時(shí)，爆破壓力相對(duì)于標(biāo)定爆破壓力的大偏差，其值是正負(fù)相等的值或相對(duì)標(biāo)定爆破壓力的百分?jǐn)?shù)；制造范圍為零時(shí)，其允差即表示對(duì)設(shè)計(jì)爆破壓力的大偏差。

 批次(Lot of rupture disk)-同一時(shí)間制造的，具有相同的型號(hào)、尺寸、設(shè)計(jì)爆破壓力、計(jì)爆破溫度、制造范圍、材質(zhì)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(cè)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(hù)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(shí)亦稱真空托架(Vacuum Support).無碎片爆破片(Non-Fragmenting Rupture Disk)-爆破片破裂時(shí)無碎片產(chǎn)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)為因彎曲或剪切而破裂的爆破片。

4、振動(dòng)對(duì)安全閥的影響
當(dāng)彈簧式安全閥承受底座引起的振動(dòng)時(shí)，許多重要的閥門零件會(huì)自由滑動(dòng)或搖動(dòng)，零件之間會(huì)出現(xiàn)一種復(fù)雜而又相互關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)。零件之間的這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(dòng)條件下，將低于靜態(tài)條件下預(yù)期的壓力值。此外，如果由零件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力足夠高時(shí)，會(huì)使閥門過磨損，大大縮短閥門的工作壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因零件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致閥門發(fā)生早期磨損和失效。有的閥門在使用了幾個(gè)月后，由于振動(dòng)力使手柄的銷釘頭剪斷，造成手柄脫落。在某些振動(dòng)嚴(yán)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(diào)節(jié)環(huán)的螺紋被破壞，閥門的表面損傷以及導(dǎo)向套和閥瓣支持套被嚴(yán)重擦傷。

閥門的彈簧機(jī)構(gòu)在振動(dòng)條件和靜止條件下的力平衡有很大不同。因此，假若振動(dòng)很嚴(yán)重，安全閥實(shí)際開啟壓力將不同于預(yù)計(jì)在非振動(dòng)條件下的開啟壓力，其改變依賴于振動(dòng)的大小。這種情況對(duì)設(shè)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(dòng)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(shè)置管道支架，都能起到減小振動(dòng)影響的作用。

5、小結(jié)
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(huì)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(shí)必須加以充分考慮，分析工藝介質(zhì)的特性以及可能出現(xiàn)的異常工況。通過選擇適當(dāng)?shù)陌踩箟貉b置，合理地進(jìn)行匹配，嚴(yán)格按照規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行使用，確保安全生產(chǎn)。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：200X先導(dǎo)隔膜式水用減壓閥安裝要求