對TSG ZF001-2006《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的修訂建議
從出廠檢驗、校驗設(shè)備、整定壓力的判定、校驗介質(zhì)、校驗程序和校驗周期等方面對TSGZF001-2006《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了分析,并提出了修訂建議。
一、前言
安全閥是一種自動閥門,它不借助任何外力而利用介質(zhì)本身的力來排出一額定數(shù)量的流體,以防止壓力超過額定的安全值;當(dāng)壓力恢復(fù)正常后,閥門自行關(guān)閉并阻止介質(zhì)繼續(xù)流出。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,安全閥作為承壓特種設(shè)備的安全附件被廣泛應(yīng)用于石油化工、燃?xì)狻犭姷刃袠I(yè)。安全閥產(chǎn)品的好壞,直接影響著設(shè)備的安全運(yùn)行。2006年發(fā)布的TSG ZF001-2006《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對規(guī)范安全閥的設(shè)計、制造、型式試驗與校驗工作起到了重要作用。但隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,真空技術(shù)網(wǎng)(http://m.mp99x.cn/)認(rèn)為該規(guī)程中諸多條款存在不適用或無法實現(xiàn)的現(xiàn)象。
二、出廠檢驗
《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》附件B3.2規(guī)定:安全閥出廠檢驗項目包括耐壓試驗、氣密性試驗、整定壓力調(diào)整、密封試驗及合同規(guī)定的檢驗項目。同時B3.2條款規(guī)定了整定壓力調(diào)整、密封試驗的試驗介質(zhì)、試驗次數(shù)及試驗結(jié)果判定等,但對于調(diào)整的具體整定壓力值、密封試驗壓力值并未明確規(guī)定。
購置的安全閥是否能夠調(diào)整到需要的整定壓力、整定壓力偏差是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求以及在需要的整定壓力調(diào)整后密封面是否具有良好的密封性能是安全閥用戶最關(guān)注的問題。如果安全閥用戶在其采購合同中明確提出了需求的整定壓力值,出廠試驗時只要將安全閥調(diào)整到用戶需求的整定壓力,并按照規(guī)程的規(guī)定取90%整定壓力或者整定壓力減0.03MPa作為密封試驗壓力。但由于安全閥所保護(hù)承壓設(shè)備運(yùn)行工況的不穩(wěn)定,安全閥用戶往往提供的只是壓力等級范圍,而不能提供具體的整定壓力值,此時密封試驗壓力也無法確定。查閱閥門設(shè)計手冊,對于鋼、硬質(zhì)合金密封面安全閥的密封面必需比壓qMF按下式計算:
式中 pN——公稱壓力,單位為MPa;bM——密封面寬度,單位為mm。
對于給定規(guī)格型號的安全閥,公稱壓力和密封面寬度為定值,因此密封面必需比壓為定值。安全閥如要保持密封面密封性,則必須滿足:
q1≥qMF (2)
式中 q1——密封面比壓力,單位為MPa。安全閥密封面密封比壓的設(shè)計原理如圖1所示,當(dāng)介質(zhì)壓力為p時密封面比壓力q1按下式計算:
q1=Dm(ps-p)/(4b) ( 3 )
式中 Dm——關(guān)閉件密封面平均直徑,單位為mm;ps——安全閥整定壓力,單位為MPa;p——設(shè)備正常運(yùn)行壓力,單位為MPa;b——關(guān)閉件密封面寬度,單位為mm。
圖1 平面密封安全閥在關(guān)閉狀態(tài)下作用力示意
當(dāng)整定壓力與設(shè)備運(yùn)行壓力差值越大,密封面比壓力越大;當(dāng)整定壓力與設(shè)備運(yùn)行壓力越接近,密封面比壓力越小。出廠試驗時密封試驗壓力取值一般為90%整定壓力,因此,整定壓力值越小,安全閥密封面的比壓力越接近必需比壓力。
建議《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》附件B3.2中添加關(guān)于出廠檢驗中整定壓力值的確定條款,即“按合同規(guī)定進(jìn)行整定壓力的調(diào)整,如合同中未明確規(guī)定整定壓力值,按選用安全閥壓力等級的最低值進(jìn)行調(diào)整。”
六、校驗程序與校驗周期
《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》附件E規(guī)定了安全閥校驗先后順序為校驗前的檢查、整定壓力校驗和密封試驗。安全閥校驗前要對安全閥進(jìn)行清洗,并且進(jìn)行宏觀檢查,然后將安全閥解體,檢查各零部件。校驗前檢查是必須的,因為如果不進(jìn)行檢查和清洗,如密封面處有雜質(zhì),在進(jìn)行整定壓力調(diào)整時,安全閥啟跳后再回座會損壞密封面。但是,隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,安全閥使用的數(shù)量越來越多,以深圳為例,一年校驗的安全閥數(shù)量超過30 000只,不可能做到每個安全閥都進(jìn)行清洗、解體檢查。同時,較多的安全閥密封面為非金屬,比如A42F類的安全閥,其密封面為石棉,如進(jìn)行解體檢查,石棉密封面必將損壞。另外,對于一些進(jìn)口的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的安全閥,解體檢查后裝配質(zhì)量往往無法保證。
另外,TSG ZF001-2006《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》附件B6.3.1規(guī)定:安全閥定期校驗,一般每年至少一次,滿足有清晰的歷史記錄、被保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行工藝條件穩(wěn)定、安全閥內(nèi)件材料沒有被腐蝕等條件的安全閥校驗周期可以適當(dāng)延長。在對大量安全閥進(jìn)行校驗后發(fā)現(xiàn),較多的安全閥第一次開啟壓力往往與冷態(tài)試驗差壓力有較大偏差,特別是非金屬密封結(jié)構(gòu)的安全閥,第一次開啟壓力一般比冷態(tài)試驗差壓力大很多。顯然是校驗周期過長,又沒有定期進(jìn)行手動排放試驗,密封面粘連在一起所致。對于此類安全閥應(yīng)縮短校驗周期。
綜合考慮校驗程序與校驗周期,建議如下:
1)對于外觀比較臟,有明顯雜質(zhì)存在的安全閥,應(yīng)進(jìn)行清洗和解體檢查,而對于外觀較好、干凈的安全閥則不需要進(jìn)行清洗和解體檢查。
2)對于第一次開啟壓力大于冷態(tài)試驗差壓力的安全閥,應(yīng)適當(dāng)縮短校驗周期,或在報告中注明手動排放試驗周期。