2021年中级注册安全工程师《技术基础》高频考点:压力容器安全阀密封性能的重要性

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压力容器安全阀密封性能的重要性：

安全阀作为压力容器、压力管道的安全附件对设备系统的安全运行有非常重要的作用，安全阀的密封性能是安全阀性能的重要指标。安全阀除超压时必须开启泄压外，其他工作时间应能可靠地达到密封要求，不得出现泄漏现象。在正常工作状态下，安全阀的密封性不好是安全阀结构的一个很严重的缺陷。安全阀泄漏一方面造成工作介质损耗，另一方面有毒、易燃易爆介质的泄漏，还会严重污染环境和危及人员的生命财产。此外，安全阀的泄漏还会加速密封面的破坏和安全阀内件的腐蚀，最终导致安全阀的完全失效。在用安全阀的定期校验和维修，应采取必要的措施进行阀瓣研磨和试验以保证安全阀的密封性能满足使用要求。

2安全阀产品与使用对密封性能要求的侧重点分析

安全阀密封性能产品标准的规定

作为合格产品的安全阀在没有其他特殊规定的情况下，其密封性能指标一般应满足GB/T 12242-89《安全阀性能试验方法》的要求。该标准对安全阀密封性能的规定是当整定压力pz < 0.3MPa时，密封试验压力pt = 整定压力pz-0.03MPa;当整定压力pz ≥ 0.3MPa时，密封试验压力pt = 90%整定压力pz。

安全阀产品性能试验标准之所以有如此规定是基于安全阀的结构和工作原理。以弹簧式安全阀为例，安全阀的密封是靠弹簧的压力维持的，为建立密封需要一个力使密封面保持全面接触。这个加于密封面上的力叫比压，保持密封的最小比压取决于密封结构和密封面的材料、质量和宽度。当工作压力升高到一定程度，密封面上的比压减少，密封的可靠性降低，当密封面上的比亚低于保证密封的最小比压时，虽然安全阀还未达到开启的条件(工作压力小于外部弹簧力)，但安全阀已处于泄漏状态。

根据标准提出的试验要求，在标准的设计和生产条件下，合格的安全阀产品保证密封的最少比压pmin是0.03MPa或10%pz。这意味着实际工作过程中设定的比压应该等于或高于这个规定值，否则安全阀的密封性能就没有了保证。

压力容器安全阀密封性能使用要求

按规程要求：固定式压力容器上只装1个安全阀时，安全阀的开启压力pz不应大于压力容器的设计压力p，且安全阀的密封试验压力pt应大于压力容器的最高工作压力pw，即pz ≤ p，pt > pw。

实际生产使用过程中，对于已经选定的合格安全阀的最小比压pmin一定，那么压力容器安全阀在非开启的工作状态下保证密封可靠的条件是：

(1)如果设计压力p确定，在容器上安装的安全阀开启压力pz等于设计压力p时，则容器选择的最高工作压力pw不得大于设计压力p - pmin。即最高工作压力必须小于设计压力(pw < p)。

(2)如果按生产工艺要求规定了容器的最高工作压力pw，则容器设计时应该考虑设计压力p大于等于pw + pmin。而不是仅仅考虑满足最大工作压力的要求(p ≥ pw)。

(3)如果按生产系统安全生产要求规定了安全阀的开启压力pz，则容器的最高工作压力pw不应大于pz - pmin。

另一方面，如果基于设计、生产和安全考虑压力容器的设计压力p、最高工作压力pw和安全阀的开启压力pz都已经确定，那么确保工作中安全阀保证密封的条件是安全阀最小比压pmin应小于pz - pw。这是工业使用对安全阀产品超出标准部分的要求。

事实上，在石油化工生产过程中，压力容器最高工作压力pw和安全阀的开启压力pz之差小于0.03MPa或10%pz的情况屡见不鲜。根据统计某石化公司炼油厂1年中检定的1483台安全阀中，出现这种情况的安全阀为32台，占总数的2.16%。这些安全阀在校验过程中安全阀密封试验压力pt可以达到GB/T 12242-89安全阀性能试验方法规定的要求，但由于产品的先天条件决定其难以达到安全阀密封试验压力pt大于最高工作压力pw的要求。在这样的情况下如果仅仅按产品的标准要求校验试验，那么这种校验试验并不能满足实际生产的需要。因此在用安全阀定期校验进行的密封试验应该是最高工作压力下的试验。

3安全阀产品与使用密封性能不一致解决办法

根据以上分析，为适用于安全阀使用中生产工艺和安全要求的更小的pz - pw，(最高工作压力pw和安全阀的开启压力pz接近)应该采取的解决办法有：

(1)压力容器安全阀使用方以合同附加要求的形式对安全阀密封性能向产品生产方提出比现行标准更高的要求。

(2)安全阀设计、制造采用其他更加有效的密封材料、结构和形式，降低安全阀产品的最小比压。

(3)使用方允许安全阀泄漏，安装泄漏介质回收和应急保护装置，意识到压力容器最高工作压力pw和安全阀的开启压力pz接近时，安全阀产生泄漏不可避免，在使用过程中加强监测。

(4)安全阀校验修理过程中提高研磨水平，提高安全阀密封性能等级。压力容器安全阀定期校验过程中的密封试验压力应该是压力容器的最高工作压力。

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