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下列术语和定义适用于本标准。
3. 1
安全阀
一种自动阀门,它不借助任何外力而利用介质本身的力来排出一额定数量的流体,以防止压力超过额定的安全值。当压力恢复正常后,阀门再行关闭并阻止介质继续流出。
3. 1. 1
直接载荷式安全阀
一种仅靠直接的机械加载装置如重锤、杠杆加重锤或弹簧来克服由阀瓣下介质压力所产生作用力的安全阀。
3.1.2
带动力辅助装置的安全阀
该安全阀借助一个动力辅助装置,可以在压力低于正常整定压力时开启。即使该装置失灵,阀门仍能满足本标准对安全阀的所有要求。
3.1.3
带补充载荷的安全阀
这种安全阀在其进口压力达到整定压力前始终保持有一个用于增强密封的附加力。该附加力(补充载荷)可由外部能源提供,而在安全阀进口压力达到整定压力时应可靠地释放。补充载荷的大小应这样设定,即假定该载荷未能释放时,安全阀仍能在其进口压力不超过国家法规规定的整定压力百分数的前提下达到额定排量。
3.1.4
先导式安全阀
一种依靠从导阀排出介质来驱动或控制的安全阀。该导阀本身应是符合本标准要求的直接载荷式安全阀。
3.2
压力
3.2.1
整定压力
安全阀在运行条件下开始开启的预定压力,是在阀门进口处测量的表压力。在该压力下,在规定的运行条件下由介质压力产生的使阀门开启的力同使阀辨保持在阀座上的力相互平衡。
3.2.2
超过压力
超过安全阀整定压力的压力增量,通常用整定压力的百分数表示。
3.2.3
回座压力
安全阀排放后其阀辨重新与阀座接触,即开启高度变为零时的阀进口静压力。
3.2.4
冷态试验差压力
安全阀在试验台上调整到开始开启时的进口静压力。该压力包含了对背压力及温度等运行条件所作的修正。
3.2.5
3.2.6
由于介质流经安全阀及排放系统而在阀出口处形成的压力。
3.2.7
附加背压力
安全阀即将动作前在其出口处存在的静压力,是由其他压力源在排放系统中引起的。
3.2.8
启闭压差
整定压力与回座压力之差。通常用整定压力的百分数来表示;而当整定压力小于0.3 MPa时则以MPa为单位表示。
3.3
开启高度
阀瓣离开关闭位置的实际行程。
3.4
流道面积
阀进口端至关闭件密封面间流道的最小横截面积,用来计算无任何阻力影响时的理论流量。
3.5
流道直径
3.6
排量
3.6.1
理论排量
流道横截面积与安全阀流道面积相等的理想喷管的计算排量,以质量流量或容积流量表示。
3.6.2
额定排量
实测排量中允许作为安全阀应用基准的那一部分。额定排量可以取为下列三者之一:
a)
b)
c)
3.6.3
当量计算排量 equivalent calculated capacity
当压力、温度或介质情况等使用条件与额定排量的适用条件不同时,安全阀的计算排量。
3.7
机械特性
3.7.1
频跳
安全阀阀瓣快速异常地来回运动,运动中阀辨接触阀座。
3.7.2
颤振
安全阀阀瓣快速异常地来回运动,运动中阀瓣不接触阀座。
3.8
独立监察机构
承担监督试验、审核安全阀排量计算书及证明书等各方面职责的机构。
3.9
检查机构
负责审核是否符合本标准的主管机构。其与独立监察机构可能是,也可能不是同一机构。
4 设计和性能要求
4.1 设计、材料和结构
4.1.1 总则
4.1.1.1
应设计有导向机构以保证动作和密封的稳定性。
4.1.1.2
除非阀座与阀体做成一体,否则阀座应可靠地固定在阀体上以防止在运行时松动。
4.1.1.3
应对所有外部调节机构采取上锁或铅封措施,以防止或便于发现对安全阀未经许可的调节。
4.1.1.4
用于有毒或可燃介质的安全阀应为封闭式,以防止介质向外界泄漏。
4.1.1.5
除非另外采取排泄措施,否则应在安全阀的阀体内液体可能积聚的最低部位设置排泄接口。
4.1.1.6
受力部件的设计应力应不超过相应国家标准的规定。
4.1.2 公称通径和公称压力
4.1.2.1 阀门的公称通径应符合GB/T
1047的规定。
4.1.2.2 阀门的公称压力级应符合GB/T
1048的规定。
4.1.2.3 压力—温度等级按GB/T 9124的规定。
4.1.3 端部连接
4.1.3.1 端部连接型式
a) 法兰连接按GB/T 9113,GB/T 17241.6,JB/T
79或JB/T 2769的规定。
b) 螺纹连接按GB/T 7306.1~7306.2或JB/T
1752的规定。
c) 焊接端部按GB/T 12224的规定。
d)
根据用户的要求,端部连接也可按其他标准的规定。
4.1.3.2 端部连接设计
安全阀端部连接的设计,不论其型式如何,都应使连接管道或支管的通道面积至少等于安全阀进口截面积(见图1)。
4.1.4 对安全阀弹簧的最低要求
4.1.4.1 弹簧材料
制造安全阀弹簧的材料应符合相应的材料标准的要求,并同其工作条件相适应。
4.1.4.2 弹簧标记
弹簧标记,包括打钢印或蚀刻,应限于做在其非有效圈上。
当弹簧钢丝直径小于6 mm时,可采用挂金属标牌或其他合适的方法来进行标记。
4.1.4.3 弹簧质量保证书
弹簧制造厂应提供有关弹簧的质量保证书,表明弹簧按安全阀制造厂的技术要求完成加工和试验。
4.1.4.4 许用应力
许用应力应参照GB/T 1239.6并根据以往满意的经验来确定。对弹簧的使用温度及其工作环境都应加以考虑。
4.1.4.5 弹簧圈间距
弹簧圈节距应均匀。当安全阀阀瓣达到其额定排量对应的开启高度时,弹簧工作圈之间不应发生接触。此时弹簧的变形量应小于或等于弹簧圈并紧时变形量的80%。
4.1.4.6 检查、试验及公差
弹簧的制造质量、试验和公差应保证满足其使用功能。
所有弹簧应进行永久变形试验。即将弹簧用安全阀制造厂规定的试验负荷压缩至少3次后,测量其原始自由高度;然后再将弹簧用试验负荷压缩3次,再次测量其最终自由高度。两次测量的自由高度的差值即弹簧的永久变形量应不超过其原始自由高度的0.5%。
4.1.5 安全阀材料
4.1.5.1
安全阀材料应适合于流程介质、邻接部件以及其使用环境。
4.1.5.2
导向面的材料应耐腐蚀,并应加以选择以便把产生咬伤或卡阻的可能性降至最低限度。
4.1.5.3
用于承压部件的材料应由安全阀制造厂根据技术规范来加以控制。该技术规范应确保控制材料的质量、化学成分和机械性能至少相当于相应标准的规定。
4.2 动作性能和排量
4.2.1 动作性能
4.2.1.1 整定压力偏差
整定压力偏差不应超过±3%整定压力或土0.015MPa的较大值。
4.2.1.2 排放压力
排放压力的上限应服从有关标准或规范的规定。
4.2.1.3 开启高度
不得小于阀门制造厂标示的设计值。
4.2.1.4 启闭压差
4.2.1.4.1
对于启闭压差可调节的阀门,启闭压差的极限值根据使用要求可选择下列二者之一:
a) 启闭压差最大值为7%整定压力,最小值为2.5%整定压力;
b) 启闭压差最大值为15%整定压力。
下列情形不受上述限制:
当流道直径小于15mm时,启闭压差最大值为15%整定压力;
当整定压力0.3MPa时,启闭压差最大值为0.03MPa。
4.2.1.4.2
对于启闭压差不可调节的阀门,启闭压差的最大值为15%整定压力。
4.2.1.4.3
对用于不可压缩介质的阀门,启闭压差的最大值为20%整定压力。但当整定压力小于0.3MPa时,启闭压差的最大值为0.06MPa。
4.2.2 额定排量
安全阀的额定排量应不大于试验测定排量的90%。当采用排量系数方法时,额定排量应按下列二者之一计算:
a) 理论排量乘以排量系数,再乘以0.9;
b) 理论排量乘以额定排量系数。
5 试验
5.1 出厂试验
5.1.1 目的
所有安全阀成品应进行出厂试验。试验的目的在于确保每台安全阀都满足其设计要求,其承压部件或连接部位不发生任何形式的渗漏,并调整到适合其指定的运行条件。
5.1.2 总则
所有临时用于试验的管道、连接件以及封闭装置应能足够承受试验压力。
试验后,应仔细地除去所有临时焊接上的附件,并将留下的焊疤磨到与基体齐平,然后用液体渗透或磁粉等无损探伤方法进行检查。
试验设备上的所有压力测量装置应按照相应国家标准的规定定期进行校准,以保证精度。
5.1.3 壳体液压试验
5.1.3.1 应用说明
封闭安全阀阀座密封面,在进口侧体腔部位施加试验压力,试验压力为其公称压力的1.5倍。
当安全阀承受附加背压力或安装于封闭的排放系统时(封闭式安全阀),应在其排放侧部位进行液压试验。试验压力为最大背压力的1.5倍。
对于向空排放的安全阀或仅在排放时产生背压力的安全阀,不需在其排放侧部位进行液压试验。
5.1.3.2 试验持续时间
试验压力应在要求的数值时保持足够长的时间,以便对各个表面和连接部位进行目视检查。试验压力的持续时间在任何情况下不得少于表1的规定。排放侧部位试验的持续时间按5.1.3.1规定的压力和出口通径来确定。
4.1
4.1.1
4.1.1.1
4.1.1.2
4.1.1.3
4.1.1.4
4.1.1.5
4.1.1.6
4.1.2
4.1.2.1
4.1.2.2
4.1.2.3
4.1.3
4.1.3.1
a)
b)
c)
d)
4.1.3.2
安全阀端部连接的设计,不论其型式如何,都应使连接管道或支管的通道面积至少等于安全阀进口截面积(见图1)。
4.1.4
4.1.4.1
制造安全阀弹簧的材料应符合相应的材料标准的要求,并同其工作条件相适应。
4.1.4.2
弹簧标记,包括打钢印或蚀刻,应限于做在其非有效圈上。
当弹簧钢丝直径小于6 mm时,可采用挂金属标牌或其他合适的方法来进行标记。
4.1.4.3
弹簧制造厂应提供有关弹簧的质量保证书,表明弹簧按安全阀制造厂的技术要求完成加工和试验。
4.1.4.4
许用应力应参照GB/T 1239.6并根据以往满意的经验来确定。对弹簧的使用温度及其工作环境都应加以考虑。
4.1.4.5
弹簧圈节距应均匀。当安全阀阀瓣达到其额定排量对应的开启高度时,弹簧工作圈之间不应发生接触。此时弹簧的变形量应小于或等于弹簧圈并紧时变形量的80%。
4.1.4.6
弹簧的制造质量、试验和公差应保证满足其使用功能。
4.1.5
4.1.5.1
4.1.5.2
4.1.5.3
4.2
4.2.1
4.2.1.1
整定压力偏差不应超过±3%整定压力或土0.015MPa的较大值。
4.2.1.2
排放压力的上限应服从有关标准或规范的规定。
4.2.1.3
不得小于阀门制造厂标示的设计值。
4.2.1.4
4.2.1.4.1
a) 启闭压差最大值为7%整定压力,最小值为2.5%整定压力;
b) 启闭压差最大值为15%整定压力。
下列情形不受上述限制:
当流道直径小于15mm时,启闭压差最大值为15%整定压力;
当整定压力0.3MPa时,启闭压差最大值为0.03MPa。
4.2.1.4.2
4.2.1.4.3
4.2.2
安全阀的额定排量应不大于试验测定排量的90%。当采用排量系数方法时,额定排量应按下列二者之一计算:
a) 理论排量乘以排量系数,再乘以0.9;
b) 理论排量乘以额定排量系数。
5
5.1
5.1.1
所有安全阀成品应进行出厂试验。试验的目的在于确保每台安全阀都满足其设计要求,其承压部件或连接部位不发生任何形式的渗漏,并调整到适合其指定的运行条件。
5.1.2
所有临时用于试验的管道、连接件以及封闭装置应能足够承受试验压力。
试验后,应仔细地除去所有临时焊接上的附件,并将留下的焊疤磨到与基体齐平,然后用液体渗透或磁粉等无损探伤方法进行检查。
试验设备上的所有压力测量装置应按照相应国家标准的规定定期进行校准,以保证精度。
5.1.3
5.1.3.1
封闭安全阀阀座密封面,在进口侧体腔部位施加试验压力,试验压力为其公称压力的1.5倍。
当安全阀承受附加背压力或安装于封闭的排放系统时(封闭式安全阀),应在其排放侧部位进行液压试验。试验压力为最大背压力的1.5倍。
对于向空排放的安全阀或仅在排放时产生背压力的安全阀,不需在其排放侧部位进行液压试验。
5.1.3.2
试验压力应在要求的数值时保持足够长的时间,以便对各个表面和连接部位进行目视检查。试验压力的持续时间在任何情况下不得少于表1的规定。排放侧部位试验的持续时间按5.1.3.1规定的压力和出口通径来确定。
表1 壳体液压试验的试验压力最短持续时间
公称通径
DN/mm
|
公称压力或最大背压力/MPa
|
||
≤4.0
|
>4.0~6.4
|
>6.4
|
|
试验压力的最短持续时间/min
|
|||
≤50
|
2
|
2
|
3
|
>50~65
|
2
|
2
|
4
|
>65~80
|
2
|
3
|
4
|
>80~100
|
2
|
4
|
5
|
>100~125
|
2
|
4
|
6
|
>125~150
|
2
|
5
|
7
|
>150~200
|
3
|
5
|
9
|
>200~250
|
3
|
6
|
11
|
>250~300
|
4
|
7
|
13
|
>300~350
|
4
|
8
|
15
|
>350~400
|
4
|
9
|
17
|
>400~450
|
4
|
9
|
19
|
>450~500
|
5
|
10
|
22
|
>500~600
|
5
|
12
|
24
|
|
5.1.3.3 安全要求
用适度纯净的水作为试验介质,试验时应排除阀体及试验管路内的空气。试验介质温度应在5℃~52℃。试验时,阀门或其部件不应承受任何形式的冲击载荷,例如锤击。
5.1.4 壳体气压试验
5.1.4.1 应用说明
应避免用气体来进行壳体试验。但在下列情况下并经有关各方同意后,可以将5.1.3规定的壳体液压试验用空气或其他合适的气体来进行:
a) 设计和结构上不适于充灌液体的阀门;
b) 使用工况不允许有任何微小水迹的阀门。
试验压力和加压方法按5.1.3.1的规定。
5.1.4.2 试验持续时间
试验持续时间和试验条件按5.1.3.2的规定。
5.1.4.3 安全要求
应考虑到气压试验中存在的危险性,并采取足够的预防措施。对下列有关因素要引起特别注意:
a) 若在试验加压过程中的某个阶段阀门发生较大的破裂时,则会释放出大量的能量。因此,在升
压过程中不允许人员靠近。
b) 在设计阶段就应对试验条件下发生脆断的危险性予以充分评估,在选择要进行气压试验阀门
的材料时应考虑避免在试验中发生脆断危险。这就需要在各部件材料的脆变温度和试验温度之间规定一个足够的差值。
c) 应注意到当储罐的高压气体减压到阀门的试验压力时温度会下降这一实际情况。
d) 对在进行气压试验的阀门,只有当升压过程完成后才可作靠近的检查。
e)
对在进行气压试验的阀门,不得给予任何形式的冲击载荷。
f)
应采取措施防止压力超过试验压力。
5.1.5 冷态试验差压力的调整
除非安全阀已预先通过了5.1.3或5.1.4规定的壳体试验,否则不允许用空气或其他气体作为试验介质对安全阀进行冷态试验差压力的调整。
5.1.6 密封试验
安全阀的密封试验按有关标准或规范的规定。
用适度纯净的水作为试验介质,试验时应排除阀体及试验管路内的空气。试验介质温度应在5℃~52℃。试验时,阀门或其部件不应承受任何形式的冲击载荷,例如锤击。
5.1.4
5.1.4.1
应避免用气体来进行壳体试验。但在下列情况下并经有关各方同意后,可以将5.1.3规定的壳体液压试验用空气或其他合适的气体来进行:
a) 设计和结构上不适于充灌液体的阀门;
b) 使用工况不允许有任何微小水迹的阀门。
试验压力和加压方法按5.1.3.1的规定。
5.1.4.2
试验持续时间和试验条件按5.1.3.2的规定。
5.1.4.3
应考虑到气压试验中存在的危险性,并采取足够的预防措施。对下列有关因素要引起特别注意:
a) 若在试验加压过程中的某个阶段阀门发生较大的破裂时,则会释放出大量的能量。因此,在升
b) 在设计阶段就应对试验条件下发生脆断的危险性予以充分评估,在选择要进行气压试验阀门
c) 应注意到当储罐的高压气体减压到阀门的试验压力时温度会下降这一实际情况。
d) 对在进行气压试验的阀门,只有当升压过程完成后才可作靠近的检查。
5.1.5
除非安全阀已预先通过了5.1.3或5.1.4规定的壳体试验,否则不允许用空气或其他气体作为试验介质对安全阀进行冷态试验差压力的调整。
5.1.6
安全阀的密封试验按有关标准或规范的规定。
10 安全阀的安装
10.1 环境条件
对于可能给安全阀性能造成负面影响的气候条件、工艺流程条件或其他环境条件应给予适当的考虑。
10.2 安装
10.2.1
振荡或锤击现象会导致安全阀排量减少或使密封面及其他零件受到损伤。为把这样的危险降至最低限度,在安装安全阀时对下列各点应予以考虑。
10.2.2
如果打算将安全阀安装于非垂直向上的位置,应得到制造厂的同意,并注意使指示介质流向的箭头(按8.1的要求)指向正确的方向。,
10.2.3
安全阀安装于一个进口支管上时,该支管的通道最小截面积应不小于安全阀进口截面积(见4.1.3.2)。这一点很重要。
10.2.4
安全阀的安装位置应尽可能靠近被保护的系统,其进口支管应短而直。对于高压力和/或高排量的场合,进口支管在其人口处应有足够大的圆角半径,或者具有一个锥形通道,锥形通道的入口处截面积近似为出口处截面积A的两倍(如图2所示)。
10.2.5
安全阀的进口支管决不应设置在某一支管的正对面。
注:在本文中,切换阀或Y型接头不被看作是支管。
10.3 进口管道
10.3.1
在进口支管中或在被保护设备与安全阀之间的压力降应不超过整定压力的3%或最大允许启闭压差的1/3(以在实际排放时的较小者为准)。
10.3.2
对安装安全阀的管道或容器应给予足够的支撑,以保证振动不会传递到安全阀。
10.3.3
所有相关管道的安装方式应避免对安全阀产生过大的应力,以防导致阀门变形和泄漏。
10.3.4
在安全阀进口安装隔离装置时,应不违背国家的法律或规范的要求。
10.4 排放管道
10.4.1
同安全阀连接的排放管道的设计和安装应不影响安全阀的排量,同时应充分考虑安全阀排放反作用力对安全阀进口连接部位的影响。
10.4.2
排放管道的横截面积应不小于安全阀出口截面积。当多个安全阀向一个总管排放时,计算排放总管的横截面积应保证排放总管能够接受所有可能同时向其排放的安全阀的排放量。此处还应考虑10.4.3的要求。
10.4.3
对安全阀出口侧存在的可能影响整定压力和/或排量的背压力(排放背压力和/或附加背压力)应予以考虑。
10.4.4
安全阀的排放或疏液应导至安全地点。应特别注意危险介质的排放及疏液。
10.4.5
应避免出现任何可能导致排放管道系统阻塞的条件。凡适用的场合都应设置疏水管。
10.4.6
在安全阀出口安装隔离装置时,应不违背国家的法律或规范的要求。
10.5 安全阀的可接近性
安全阀的安装应使人员可以接近以进行功能试验和维修。
10.1
对于可能给安全阀性能造成负面影响的气候条件、工艺流程条件或其他环境条件应给予适当的考虑。
10.2
10.2.1
10.2.2
10.2.3
10.2.4
10.2.5
注:在本文中,切换阀或Y型接头不被看作是支管。
10.3
10.3.1
10.3.2
10.3.3
10.3.4
10.4
10.4.1
10.4.2
10.4.3
10.4.4
10.4.5
10.4.6
10.5
安全阀的安装应使人员可以接近以进行功能试验和维修。