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目前我國對安全閥的檢驗(yàn),已基本形成制度,但檢驗(yàn)方法、合格標(biāo)準(zhǔn)均無統(tǒng)一規(guī)定。因而在安全閥檢驗(yàn)中出現(xiàn)了一些問題,本文就這些問題進(jìn)行探討,以期得到共同提高。安全閥是鍋爐重要的安全附件之一,它的準(zhǔn)確與可靠程度,直接影響到鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
1“規(guī)程”和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
1.1對制造的要求:“規(guī)程”第148條規(guī)定“安全閥出廠時(shí),應(yīng)標(biāo)有金屬銘牌。銘牌上應(yīng)載明項(xiàng)目”,但對以下問題沒有規(guī)定:1)制造的資格;2)產(chǎn)品的性能是否合格,即產(chǎn)品的合格證;3)閥門所用的材質(zhì)。
安全閥銘牌上的內(nèi)容:(1)項(xiàng)安全閥的型號和(5)項(xiàng)公稱壓力,依據(jù)JB/T308-2004《閥門型號編制方法》,型號有中有一部分已標(biāo)明公稱壓力數(shù)值,顯然這是重復(fù)了。而對其工作壓力范圍沒有規(guī)定。工作壓力范圍對安全閥的開啟壓力的確定,尤其是對彈簧式安全閥十分重要;(8)項(xiàng)排放系數(shù)。據(jù)了解,現(xiàn)在我國絕大多數(shù)廠家生產(chǎn)的安全閥,銘牌上注明的是排量系數(shù),或只注明提升高度。對此可有幾種判定而結(jié)果安全不同:1)注明排量系數(shù)的,照“規(guī)程”其項(xiàng)目不符,可判為不合格;2)將排量系數(shù)換算成排放系數(shù)(C=0.506a),為合格;3)注明提升高度而未注明排量系數(shù)者,選擇排放系數(shù)而按合格對待。因此有必要明確規(guī)定。
1.2對安全閥性能的要求:在GB50273-2009中規(guī)定“安全閥應(yīng)檢驗(yàn)其始啟壓力、起座壓力及回座壓力”。但是始啟壓力和起座壓力參數(shù),但是在“規(guī)程”中沒有確切的定義,在實(shí)際中難以判斷,爭議也較大。按GB/T12243-2009《彈簧直接載荷式安全閥》附錄一名詞術(shù)語解釋,采用安全閥的密封性能和開啟壓力來評定始啟壓力。由于安全閥的密封性較差時(shí),介質(zhì)從小到大連續(xù)排出,開啟壓力已無法確定,只有當(dāng)密封性能較好時(shí),開啟壓力才有明顯的界限,對于起座壓力則以排放壓力較合適。由于起座壓力對閥辨提起的高度沒有規(guī)定,在杠桿式安全閥的開啟過程中沒有多大的影響,而對彈簧式安全閥則不同,它是隨提升高度增加而增大。排放壓力是當(dāng)閥辨達(dá)到規(guī)定的高度測定排量時(shí)的進(jìn)口壓力。但對排放壓力,應(yīng)做為制造產(chǎn)品的性能指標(biāo),同時(shí)在工作壓力范圍的上下限提供排放壓力參數(shù),以便選擇時(shí)參考。并且在鍋爐熱態(tài)試驗(yàn)時(shí)檢驗(yàn),主要檢驗(yàn)當(dāng)鍋爐上所有安全閥開啟后,鍋筒(鍋殼)內(nèi)蒸汽壓力是否超過設(shè)計(jì)壓力的1.1倍,即“規(guī)程”第133條規(guī)定。另外,密封性能試驗(yàn),“規(guī)程”中沒有規(guī)定,GB/T12243-2009標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,鍋爐用安全閥應(yīng)采用飽和蒸汽。但后期檢驗(yàn)使用的介質(zhì)、合格標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定。
1.3安全閥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),是制造和選用等環(huán)節(jié)的重要依據(jù),可是制造與其標(biāo)準(zhǔn)脫節(jié)的現(xiàn)象嚴(yán)重,選用和檢驗(yàn)十分困難。如JB2202《彈簧式安全閥參數(shù)》標(biāo)準(zhǔn)表—中A27W-10T型安全閥,規(guī)定適用介質(zhì)為空氣、適用溫度≤120℃,公稱通徑為15、20mm兩種,而許多制造廠生產(chǎn)的這種安全閥,將適用范圍擴(kuò)大,介質(zhì)為空氣、蒸汽和水,適用溫度≤200℃,公稱通徑為15~50mm之間,也有少數(shù)是65mm。
2鍋爐安全閥使用中的問題
2.1參數(shù)選擇不當(dāng)。由于鍋爐出廠時(shí)所配的安全閥,幾乎都是以額定參數(shù)選配的,而在實(shí)際使用中鍋爐降壓運(yùn)行非常普遍。有些是因工藝需要,也有的是人為降壓,但安全閥降壓卻受到限制。對彈簧式安全閥來講,每一根彈簧都只能在一個(gè)有限壓力范圍內(nèi)工作,才能保證其動作性能符合要求,否則,使其開啟的重復(fù)性和密封性能顯著降低。正確的做法是按額定參數(shù)調(diào)整或更換符合運(yùn)行壓力要求的安全閥。
2.2運(yùn)行壓力變化范圍過大,安全閥頻繁啟跳。由于安全閥的開啟壓力是根據(jù)鍋爐運(yùn)行壓力的高值確定的,并且兩者之間的差值較小。如果對鍋爐運(yùn)行管理不嚴(yán)格,很容易引起蒸汽壓力達(dá)到或超過開啟壓力,致使安全閥開啟排放。沒有回座又繼續(xù)運(yùn)行。這樣安全閥經(jīng)常開啟排放,不僅損傷密封面,也容易使閥芯卡塞,到關(guān)鍵時(shí)刻不能啟跳而失去應(yīng)有的作用。因此鍋爐的運(yùn)行壓力距安全閥的開啟壓力應(yīng)有一定的差值,盡量減少無意識啟跳,以保證其靈敏可靠。
2.3安全閥排汽管的裝設(shè),應(yīng)當(dāng)保證排汽暢通,盡量減少阻力。實(shí)際情況比較復(fù)雜,有的為了將排汽管接到室外,管子長彎頭多,阻力較大。這對排放壓力和回座壓力很有影響。因此對排放管的流動阻力降一般應(yīng)小于閥門開啟壓力的10%以免造成過高的背壓。
此外,目前我國制造廠家生產(chǎn)的安全閥其部件的互換性較差,故檢修時(shí),閥辨、彈簧不要輕易更換,以免影響閥門的動作性能。
3安全閥檢驗(yàn)方法及可靠性
安全閥的檢驗(yàn)、除制造產(chǎn)品的強(qiáng)度檢驗(yàn)、性能檢驗(yàn)等外,還有后期的運(yùn)行檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)。運(yùn)行檢驗(yàn),主要檢驗(yàn)安全閥在鍋爐上的開啟壓力、回座壓力及密封性能,這項(xiàng)工作可以由檢驗(yàn)員或有經(jīng)驗(yàn)的操作者進(jìn)行。定期檢驗(yàn)是運(yùn)行一定時(shí)間后,由檢驗(yàn)單位進(jìn)行全面清洗、檢查并進(jìn)行冷態(tài)定壓調(diào)校。這項(xiàng)檢驗(yàn)很有必要,也很重要。因此對銹蝕、沉積物的清除;密封面的研磨;部件質(zhì)量以及裝配質(zhì)量的檢查,能否符合要求,將是安全閥后期運(yùn)行中能否靈活動作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。安全閥的冷態(tài)定壓調(diào)校,現(xiàn)在都用壓縮空氣或氮?dú)猓谛×髁康脑囼?yàn)設(shè)備上進(jìn)行,主要是確定開啟壓力和密封性能試驗(yàn)。
安全閥的開啟,從理論上講,只與閥門進(jìn)口處的壓力大小有關(guān),而與其介質(zhì)無關(guān)。影響的主要因素則是溫度,隨著溫度的增高,材料的強(qiáng)度降低,部件將膨脹增大。因而對彈簧式安全閥,將使開啟壓力略有降低,而對杠桿式安全閥沒有影響。在安全閥開啟后的排放過程中,隨著閥門的反沖機(jī)構(gòu)、介質(zhì)及流向的不同,對閥辨的升程、排放壓力和回座壓力的影響較大。
3.1嚴(yán)格區(qū)分安全閥的開啟與泄漏,在現(xiàn)行的大部分安全閥校驗(yàn)臺上調(diào)試安全閥的開啟壓力,往往是由校驗(yàn)者的視覺、聽覺來判定的,如觀測壓力表指針的變化,或聽安全閥氣體排出時(shí)發(fā)出的聲音。對于密封性差,在調(diào)試中,安全閥未進(jìn)入前泄?fàn)顟B(tài)時(shí),已發(fā)生氣體泄漏排出,此時(shí)必須嚴(yán)格區(qū)分是開啟還是屬于泄漏,以免造成誤判。
3.2對帶有下調(diào)節(jié)圈的安全閥,應(yīng)適當(dāng)降低其位置,使之在冷態(tài)調(diào)校時(shí),不致產(chǎn)生“砰、砰”的沖擊聲。這樣既可以防止強(qiáng)烈沖擊損壞密封面,也可較好地觀察測壓儀表,重要的是防止密封不良而排出的介質(zhì)使其開啟。同時(shí)還應(yīng)控制升壓速度,以免成為虛假的開啟現(xiàn)象。然后恢復(fù)調(diào)節(jié)圈的位置,并復(fù)核開啟壓力。
3.3安全閥冷態(tài)調(diào)校的測壓儀表,其精度等級不應(yīng)低于1.0級,最好是使用0.4級的壓力表。主要是由于開啟壓力的允許偏差較小,如GB/T12243-2009標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:當(dāng)Ps<0.5MPa時(shí),±0.015;0.5MPa≤Ps≤2.3MPa時(shí),±3%Ps;2.3MPa≤Ps≤7.0MPa時(shí),±0.07;Ps>7.0MPa時(shí)≤1%Ps。現(xiàn)在,鍋爐上大都使用1.5級或1.6級壓力表,它除基本誤差外,還存在溫度誤差。如量程0~1.6MPa,精度為1.5級壓力表,基本誤差值可達(dá)到±0.024MPa。顯然,用鍋爐上的壓力表來評定開啟壓力的準(zhǔn)確性,勢必超出其允許偏差。因此,需用精度較高的壓力表來測量,特別是鍋爐上復(fù)核開啟壓力時(shí),應(yīng)當(dāng)對其壓力表進(jìn)行標(biāo)定后才能使用,以便進(jìn)行必要的修正。
3.4對新投用的安全閥,應(yīng)當(dāng)注意檢查活動部件的膨脹間隙,并轉(zhuǎn)動彈簧,復(fù)核其開啟壓力。由于有此安全閥質(zhì)量差,彈簧彎曲等,開啟的靈活性和重復(fù)性很差。最好的做法是對不夠了解的安全閥,進(jìn)行解體檢查。對新投用的安全閥還要注意理解安全閥的開啟壓力、公稱壓力和彈簧壓力等級幾個(gè)不同的概念。由于用戶缺乏對安全閥知識的了解,在送檢的安全閥調(diào)試要求中,出現(xiàn)開啟壓力高于公稱壓力,或開啟壓力遠(yuǎn)高于或低于彈簧工作壓力級的錯(cuò)誤要求,因此在檢驗(yàn)中必須把好這一關(guān),防止不符合要求的安全閥投入使用。
關(guān)于安全閥的密封性能檢驗(yàn),標(biāo)準(zhǔn)雖然規(guī)定,蒸汽用時(shí)采用飽和蒸汽。但是,在冷態(tài)定壓調(diào)校時(shí),蒸汽介質(zhì)的來源和管理比較困難。加之對密封性能合格的判定問題。因此,在校驗(yàn)臺上,將使其空氣壓力緩慢升至試驗(yàn)壓力或接近開啟壓力,壓力若能穩(wěn)定或沒有滲漏氣現(xiàn)象,憑聽覺或感知比較容易判定合格與否,并可重復(fù)進(jìn)行,這樣做是否可行,有待進(jìn)一步研究。
4安全閥的停用或判廢
對于下列情況的安全閥、停用或判廢;
4.1彈簧不合格或嚴(yán)重腐蝕
彈簧是安全閥中十分關(guān)鍵的部件,其剛度可由下式表示:K=
式中:K——彈簧的計(jì)算剛度,N/mm;
G——金屬材料剪切彈性模量,N/mm;
d——彈簧鋼絲直徑,mm;
D——彈簧圈的中徑,mm;
n——彈簧有效圈數(shù)。
由上式可知,彈簧的剛度與彈簧的材料及結(jié)構(gòu)尺寸d、D、n有密切的關(guān)系,d、D的微量變化,對剛度有很大的影響,因此,作為安全閥制造廠,應(yīng)嚴(yán)格按要求制造或選用彈簧,檢驗(yàn)彈簧成品質(zhì)量,而作為檢驗(yàn)者,在檢驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)彈簧不符合要求的,或受嚴(yán)重腐蝕的,應(yīng)及時(shí)更換,否則應(yīng)予以停用或判廢。
4.2安全閥的公稱壓力、彈簧工作壓力等級與開啟壓力不相匹配。
4.3動作性能不穩(wěn)定,重復(fù)性差。
4.4閥體與閥座聯(lián)接處泄漏。
4.5零部件殘缺不全,密封面有裂紋、凹坑、嚴(yán)重腐蝕等缺陷無維修價(jià)值。
5幾點(diǎn)建議
5.1安全閥后期檢驗(yàn)與正確使用,是保證鍋爐正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié),檢驗(yàn)部門和使用單位對此應(yīng)當(dāng)高度重視,建立必要的規(guī)章制度和技術(shù)檔案。
5.2對安全閥后期檢驗(yàn)的方法、合格標(biāo)準(zhǔn)等應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一規(guī)定,建立一套完整的質(zhì)量管理體系。
5.3目前安全閥的檢驗(yàn),一般中限于開啟壓力和密封性兩項(xiàng),但安全閥的排放壓力,開啟高度,回座壓力等參數(shù)以及彈簧的性能等對安全閥性能均有重要的影響。目前,安全閥產(chǎn)品質(zhì)量尚未能得到有效的控制,建議對一些重要的裝置上使用的安全閥定期進(jìn)行全性能的校驗(yàn)。
5.4現(xiàn)行的安全閥安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中,對氣密性試驗(yàn)規(guī)定,未考慮介質(zhì)的影響。在氣密性試驗(yàn)對空氣、蒸汽等無毒介質(zhì),其要求不高,但對毒性程度為極度或高度中度的介質(zhì),則要求太低。因此,建議,根據(jù)介質(zhì)的毒性程度,寫出相應(yīng)的泄漏量標(biāo)準(zhǔn),較切合實(shí)際。
5.5安全閥的運(yùn)行檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn),應(yīng)當(dāng)同期進(jìn)行在做好定期檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行運(yùn)行檢驗(yàn),以保證安全閥檢驗(yàn)的完整性和可靠性。