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文檔簡介

壓力管道第一頁,共七十頁。1.1概述壓力管道廣泛地應(yīng)用于石油、化工、機械、冶金、輕工、航空、航天、國防等工業(yè)部門的生產(chǎn)以及人民生活。壓力管道是是具有爆炸危險的特種承壓設(shè)備(特種輸送設(shè)備),承受著高壓、高溫、低溫、易燃、易爆、有毒或腐蝕介質(zhì),一旦發(fā)生爆炸或泄漏,往往并發(fā)火災(zāi)、二次爆炸與中毒等災(zāi)難性事故,造成嚴重的環(huán)境污染,給社會經(jīng)濟、生產(chǎn)和人民生命財產(chǎn)帶來巨大損失和危害。由于承壓設(shè)備(如壓力管道等)在高溫高壓或易燃易爆工況下工作,具有一定的危險性,因此世界各國均將壓力管道作為特種設(shè)備進行強制性管理,依據(jù)自己的生產(chǎn)技術(shù)水平和管理要求制定出符合本國國情的相應(yīng)安全法規(guī)和技術(shù)標準體系。第二頁,共七十頁。我國政府對承壓設(shè)備(壓力管道)的安全監(jiān)察工作十分重視,1996年4月頒布了《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》,有力的推動壓力管道安全管理工作。1998年后國家實行機構(gòu)改革,在國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督總局(后更名為“國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局”)設(shè)立了鍋爐壓力容器安全監(jiān)察局(后更名為“特種設(shè)備安全監(jiān)察局”),實施強制性的第三方監(jiān)督檢驗和許可證制度,建立和完善法律、法規(guī)、規(guī)章(管理規(guī)定、辦法)和技術(shù)法規(guī)等四個層次的法規(guī)管理體系,強化安全監(jiān)察。我國對壓力管道實行國家全過程安全監(jiān)察的制度,即把壓力管道設(shè)計、制造、安裝、使用、檢驗、改造、維修等各個環(huán)節(jié)作為一個系統(tǒng)實施管理。第三頁,共七十頁。1.2壓力管道的定義與分類

1.2.1壓力管道的定義根據(jù)《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》的規(guī)定,壓力管道的定義系指利用一定的壓力,用于輸送氣體或者液體的管狀設(shè)備,其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于0.1MPa(表壓)的氣體、液化氣體、蒸汽介質(zhì)或者可燃、易爆、有毒、有腐蝕性、最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體介質(zhì),且公稱直徑大于等于25mm的管道。包括其附屬的安全附件、安全保護裝置與安全保護裝置相關(guān)的設(shè)施。第四頁,共七十頁。1.2.2壓力管道的分類一、壓力管道根據(jù)不同的特性有各種不同的分類方法:根據(jù)管道承受內(nèi)壓的不同可以分為真空管道、中低壓管道、高壓管道、超高壓管道等;根據(jù)輸送介質(zhì)的不同可以分為工藝管道、蒸汽管道、燃氣管道等,其中工藝管道又以所輸送介質(zhì)的名稱命名各種管道;按管道采用的材料區(qū)分可以分為碳鋼和低合金鋼管道、高合金鋼管道、不銹鋼管道、有色金屬管道、非金屬管道以及復(fù)合材料管道。其中有色金屬管道又可分為鋁及鋁合金管道、鈦及鈦合金管道、銅及銅合金管道、鎳及鎳合金管道、因康鎳合金管道、巴氏合金管道等。復(fù)合材料管道又包括金屬復(fù)合管道、非金屬復(fù)合管道、金屬與非金屬復(fù)合管道。第五頁,共七十頁。二、根據(jù)《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》和有關(guān)規(guī)定,壓力管道按其用途可分為:工業(yè)管道、公用管道、長輸管道和動力管道。(1)長輸管道是指產(chǎn)地、儲存庫、使用單位間用于輸送商品介質(zhì)的管道。通常用GA表示,根據(jù)輸送介質(zhì)、距離和設(shè)計壓力共分GA1、GA2二個等級。(2)公用管道是指城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內(nèi)用于公用事業(yè)或民用的燃氣管道和熱力管道;通常用GB表示,級別劃分如下:①GB1:燃氣管道;②GB2:熱力管道。(3)工業(yè)管道是指企業(yè)、事業(yè)單位所屬的用于輸送工藝介質(zhì)的工藝管道、公用工程管道及其他輔助管道。通常用GC表示,根據(jù)輸送介質(zhì)、設(shè)計溫度和設(shè)計壓力共計分為GC1級、GC2、GC3三個等級。(4)動力管道是指電站鍋爐等大型鍋爐設(shè)備輸送高溫、高壓過熱蒸汽的壓力管道。第六頁,共七十頁。壓力管道技術(shù)規(guī)范對各類壓力管道進行了分級,具體規(guī)定如下:

①長輸(油氣)管道的分類分級

長輸(油氣)管道為GA類,分為GA1級和GA2級。

a.GA1級是指滿足符合下列條件之一的長輸管道:

a)輸送有毒、可燃、易爆氣體介質(zhì),設(shè)計壓力p>1.6MPa的管道;

b)輸送有毒、可燃、易爆液體介質(zhì),輸送距離L≥200km,且管道公稱直徑DN≥300mm的管道;

c)輸送漿體介質(zhì),輸送距離L≥50km且管道公稱直徑DN≥150mm的管道。

注:輸送距離是指產(chǎn)地、儲存庫、用戶間的用于輸送商品介質(zhì)管道的直接距離。

b.GA2級是指滿足符合下列條件之一的長輸管道:

a)輸送有毒、可燃、易爆氣體介質(zhì),設(shè)計壓力p≤1.6MPa的管道;

b)GA1中b)范圍以外的長輸管道;

c)GA1中c)范圍以外的長輸管道。

②公用管道的分類分級

公用管道為GB類,分為GB1級和GB2級。GB1級為燃氣管道;GB2級為熱力管道。第七頁,共七十頁。③工業(yè)管道的分類分級

按照《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程-工業(yè)管道》的分級方法,將工業(yè)管道劃分為GC1級、GC2級和GC3級。

a.符合下列條件之一的工業(yè)管道為GC1級:

a)輸送毒性程度為極度危害介質(zhì),高度危害氣體介質(zhì)和工作溫度高于其標準沸點的高度危害液體介質(zhì)的管道;

b)輸送火災(zāi)危險性為甲、乙類可燃氣體或甲類可燃液體(包括液化烴)的管道,并且設(shè)計壓力p≥4.0MPa的管道;

c)輸送除前兩項介質(zhì)的流體介質(zhì)并且設(shè)計壓力大于或者等于10.0MPa,或者設(shè)計壓力大于或者等于4.0MPa,并且設(shè)計溫度高于或者等于400℃的管道。b.符合下列條件的為GC2級:除GC3級管道外,介質(zhì)毒性程度、火災(zāi)危險性(可燃性)、設(shè)計壓力和設(shè)計溫度低于a規(guī)定的GC1級的管道。c.符合下列條件的為GC3級:輸送無毒、非可燃流體介質(zhì),設(shè)計壓力小于或者等于1.0MPa,并且設(shè)計溫度高于-20℃但是不高于185℃的管道。第八頁,共七十頁。壓力管道管系性能要求一、對管系性能的基本要求對壓力管道最基本的要求是在確保安全的前提下有效運行,保證生產(chǎn)的長期穩(wěn)定。這就需要壓力管道必須具備生產(chǎn)工藝要求的特定使用性能:結(jié)構(gòu)先進、安全可靠、制造安裝容易、維修方便、經(jīng)濟合理等。通常壓力管道至少應(yīng)保證以下性能:1、管道的強度管道強度是指管道和管道元件在限定的壓力、溫度條件下抵抗破裂或過量塑性變形的能力。如管道設(shè)計時強度不足,在壓力作用下會產(chǎn)生塑性變形,最后導(dǎo)致管道破裂失效。第九頁,共七十頁。2、管系的柔性通常對管系通過自身的變形而吸收熱脹冷縮和其它位移的特性叫做管系的柔性,管系的柔性是反映管系變形難易程度的一個物理概念。影響管系柔性的因素通常包括以下幾點:①管系中管道元件的規(guī)格(管徑和壁厚);②管系的空間幾何形狀和管道元件的數(shù)量;③管系端部相關(guān)設(shè)施的剛度;④管系中間支撐件的數(shù)量、支撐形式和約束效果;⑤管系中特殊管道元件(柔性元件)的影響,柔性元件通常包括波紋管膨脹節(jié)、U型膨脹節(jié)等。第十頁,共七十頁。3、管系的穩(wěn)定性管系的穩(wěn)定性(剛度)是指管線中管道或管道部件在限定的載荷條件下抵抗彈性變形的能力。與強度不同,管道或管道的受壓部件不會發(fā)生破裂和過量的塑性變形,但卻會由于彈性變形過大喪失正常的工作能力。其影響因素主要是管系內(nèi)管道的支撐、管道元件的布置和管道元件的規(guī)格。4、管系的密封性管系的密封不但指壓力管道可拆連接處密封性,而且也包括各種母材和焊縫的致密程度。對易燃、毒性程度為高度危害和極度危害介質(zhì)的管系,其密封性能要求更加嚴格。對盛裝這類介質(zhì)的管系不但要求采用可靠的密封結(jié)構(gòu),要求進行整體氣密性試驗,而且對制造和檢驗會有更多、更高的要求。第十一頁,共七十頁。壓力管道的失效型式一、壓力管道破壞的主要原因

壓力管道在實際使用過程中,由于在設(shè)計、制造、安裝及運行管理中存在各類問題,管道的破壞性事故時有發(fā)生。同時由于工作介質(zhì)往往有易燃易爆、腐蝕及劇毒的特點,因此給壓力管道的安全運行帶來一定的威脅。1、長輸管道在歐州國家長輸管線破壞事故的原因中,外力損傷占第一位,其次是腐蝕、制造缺陷、材料損傷等。美國長輸管線破壞事故的原因中,外力損傷占第一位,其次是腐蝕、材料損傷等。原蘇聯(lián)天然氣管道的事故原因主要是腐蝕、其次是制造缺陷、材料損傷和外力損傷。我國管線事故原因主要是腐蝕、外力損傷、制造缺陷和材料損傷等原因,與原蘇聯(lián)的事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)較為接近,和歐美國家情況相差較大,其主要原因在于當(dāng)時在管材、制管工藝、制造和安裝水平比較落后。近幾年,我國新建的西部油、氣管線由于所采用的設(shè)備、材料已接近國際水平,加之防腐、自動化操作水平的提高,設(shè)備故障、腐蝕、誤操作等原因造成的事故比例將會降低。第十二頁,共七十頁。2、公用管道城市煤氣和天然氣管線破壞事故的原因主要是腐蝕、外力損傷、制造缺陷和材料損傷等。3、工業(yè)管道

國外有關(guān)統(tǒng)計資料表明,工業(yè)管道的破壞性事故中,腐蝕破壞約占28.1%;疲勞破壞約占29.1%;蠕變破壞約占28.8%。可見腐蝕、疲勞、蠕變破壞是管道破壞的三大主要原因。將95年石化企業(yè)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類管道爆炸與嚴重損壞事故原因按圖1所示進行了分類,很明顯腐蝕與沖蝕比例偏高,而管理不善原因較低,其中腐蝕減薄引起的占29.8%,材料以及制造質(zhì)量引起的占24.5%,因安裝原因引起的失效占26.7%。第十三頁,共七十頁。二、壓力管道的主要失效形式和分類1、壓力管道的主要失效形式壓力管道的主要失效形式包括:①因存在原始制造性缺陷和使用過程中新生缺陷引發(fā)的彈塑性斷裂失效模式;②因環(huán)境或介質(zhì)影響造成的由腐蝕引發(fā)的破壞失效模式;③因高溫、高壓、臨氫、交變載荷環(huán)境造成的材料累積損傷失效模式,如珠光體球化、石墨化、回火脆化、蠕變破壞、疲勞破壞、氫損傷(包括氫腐蝕和氫脆)等。第十四頁,共七十頁。2、壓力管道失效型式的分類①壓力管道失效型式的分類方法有很多種。按破壞時宏觀變形量的大小可分為韌性破壞(延性破壞)和脆性破壞兩大類。a.韌性破壞韌性破壞是管道在壓力的作用下管壁上產(chǎn)生的應(yīng)力達到材料的強度極限,因而發(fā)生斷裂的一種破壞型式。金屬材料在外力的作用下,首先產(chǎn)生彈性變形,當(dāng)外力引起的應(yīng)力超過材料的彈性極限(屈服點)時,除繼續(xù)產(chǎn)生彈性變形外,同時還產(chǎn)生塑性變形。當(dāng)外力引起的應(yīng)力達到材料的強度極限時,材料便發(fā)生斷裂,這就是材料變形過程的彈性變形、彈塑性變形和斷裂的三個階段。韌性破壞是一種因強度不足而發(fā)生的破壞。如果管道不是由于存在明顯的缺陷,或者材料也沒有明顯脆化,而是由于超壓導(dǎo)致破壞時,都屬于韌性破壞。通常具有如下一些特征:1)發(fā)生明顯變形;2)一般不產(chǎn)生碎片;3)實際爆破壓力與理論值相近。第十五頁,共七十頁。b.脆性破壞脆性破壞是指管道破壞時沒有發(fā)生宏觀變形,破壞時的管壁應(yīng)力也遠未達到材料的強度極限,有的甚至還低于屈服極限。脆性破壞往往在一瞬間發(fā)生,并以極快的速度擴展。這種破壞現(xiàn)象和脆性材料的破壞很相似,故稱為脆性破壞。又因為它是在較低的應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生的,故也叫做低應(yīng)力破壞。脆性破壞的基本原因是材料的脆性和存在嚴重缺陷。前者可因焊接和熱處理工藝不當(dāng)而引起,后者主要包括制造安裝時焊接接頭中遺留的缺陷和使用中產(chǎn)生的缺陷。此外,加載的速度、殘余應(yīng)力、結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中等都會加速脆斷破壞的發(fā)生。第十六頁,共七十頁。②此外按破壞時材料的微觀(顯微)斷裂機制分類,也可以分為韌窩斷裂、解理斷裂、沿晶脆性斷裂和疲勞斷裂等。但實際工作中,往往采用一種習(xí)慣的混合分類方法,即以宏觀分類法為主,再結(jié)合一些斷裂特征。通常分為:制造時產(chǎn)生的原始缺陷破壞、腐蝕沖刷破壞、疲勞破壞、材料損傷和其他形式破壞。

壓力管道制造時產(chǎn)生的原始缺陷破壞a.壓力管道焊接接頭中常見的焊接缺陷b.鋼管中常見的制造缺陷:縱向裂紋、橫向裂紋、表面劃傷、折疊、夾雜和分層等。c.鍛件中常見的鍛造缺陷:白點、鍛造裂紋、龜裂、夾沙、非金屬夾雜物以及縮孔和縮管。d.鋼板中常見的制造缺陷:分層、裂紋、線狀缺陷、非金屬夾雜物、夾渣、折疊和偏析等。e.鑄件中常見的制造缺陷:氣孔、夾渣、夾沙、密集氣孔、冷隔、縮孔和縮松、裂紋(熱裂紋、冷裂紋等)。第十七頁,共七十頁。腐蝕破壞壓力管道的腐蝕是由于受到內(nèi)部輸送物料及外部環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)或電化學(xué)作用(也包括機械等因素的共同作用)而發(fā)生的破壞。特別是石油化學(xué)工業(yè),因其介質(zhì)腐蝕性強,并常常伴有高溫、高壓、磨損等,最易發(fā)生管道破壞事故。壓力管道的腐蝕破壞形態(tài),主要有全面腐蝕、局部腐蝕、應(yīng)力腐蝕破裂、腐蝕疲勞及氫損傷。其中危害最大的當(dāng)屬應(yīng)力腐蝕破裂,往往在沒有先兆的情況下突然發(fā)生,造成預(yù)測不到的破壞。a.全面腐蝕b.局部腐蝕c.應(yīng)力腐蝕開裂

第十八頁,共七十頁。

中國特種設(shè)備檢測研究院

疲勞破壞壓力管道的疲勞破壞是管道長期受到反復(fù)加壓和卸壓的交變載荷作用,而導(dǎo)致金屬材料出現(xiàn)的一種破壞形式。金屬在承受大小和方向都隨時間發(fā)生周期性變化的交變載何的作用時,盡管載荷所產(chǎn)生的應(yīng)力不大,而且往往低于材料的屈服極限,但如果長期受這類載荷的作用,也會發(fā)生斷裂破壞。疲勞破壞時一般沒有明顯的塑性變形,從型式上來講與脆性破壞很相似,但其產(chǎn)生原因和發(fā)展過程卻截然不同。金屬承受的交變應(yīng)力愈大,則所能承受的交變次數(shù)愈少;反之,交變應(yīng)力愈小,則至斷裂時所能承受的交變次數(shù)就愈多。當(dāng)金屬所承受的交變應(yīng)力不超過某一數(shù)值時,它可承受無數(shù)次的交變應(yīng)力而不會發(fā)生疲勞斷裂,該應(yīng)力值稱為材料的疲勞極限。疲勞極限與抗拉強度有一定的比例關(guān)系。在拉伸一壓縮對稱的應(yīng)力循環(huán)中,疲勞極限約為抗拉強度的40%,若僅承受拉伸的脈動循環(huán),則此比例還要高一些。第十九頁,共七十頁。

腐蝕疲勞交變應(yīng)力與化學(xué)介質(zhì)共同作用下引起金屬力學(xué)性能下降、開裂,甚至斷裂的現(xiàn)象稱為腐蝕疲勞。腐蝕疲勞裂紋往往有許多條,但無分支。一般是穿晶裂紋。

在用壓力管道的材料損傷室溫下材料的組織和性能一般均較穩(wěn)定,不隨使用時間增加而改變。但在高溫下材料的表現(xiàn)與室溫下材料的表現(xiàn)不同,材料會發(fā)生損傷。壓力管道材料損傷是指管道材料在高溫下長期運行所引起的組織和性能發(fā)生變化的現(xiàn)象。通常管道材料發(fā)生的組織和性能變化形式有:珠光體的球化和碳化物聚集;石墨化;回火脆化;蠕變和蠕變脆化;氫損傷(包括氫腐蝕和氫脆)等。a.珠光體球化和碳化物聚集b.石墨化c.蠕變破壞d.回火脆化e.氫損傷第二十頁,共七十頁。壓力管道安全保護裝置第二十一頁,共七十頁。(1)壓力表的分類

圖8-1彈簧管式壓力表圖圖8-2彈簧管式壓力表結(jié)構(gòu)圖1-表殼;2-彈簧管;3-指針;4-機芯;5-連桿;6-刻度盤;7-接頭壓力表的種類較多,有液柱式、彈簧式、活塞式和電量式四大類。在壓力管道系統(tǒng)最常使用的壓力表一般為彈簧式(如圖8-1)。工作原理是彈簧管在壓力作用下,產(chǎn)生彈性變形引起管端位移,其位移通過機械傳動機構(gòu)進行放大,傳遞給指示裝置,再由指針在刻有法定計量單位的分度盤上指出被測壓力量值。第二十二頁,共七十頁。表8-1壓力表所測不同介質(zhì)對應(yīng)的色標測壓介質(zhì)色標顏色氧氣表天藍色乙炔表白色氫氣表深綠色氨氣表黃色氯氣表褐色其他可燃性氣體紅色其他惰性氣體或液體黑色第二十三頁,共七十頁。(2)溫度計溫度計是用來測量物質(zhì)冷熱程度的儀表,可用來測量壓力管道介質(zhì)的溫度。根據(jù)測量溫度的方法不同,可分為接觸式溫度計和非接觸式兩種。接觸式溫度計有膨脹式、壓力式以及熱電阻和熱電偶等多種類型;非接觸式溫度計有光學(xué)高溫計、光電高溫計和輻射高溫計等,它們的感溫元件不與被測物質(zhì)接觸,利用受熱物質(zhì)的表面亮度和輻射能的強弱,通過比較或變換來間接測量溫度,常用來測量較高溫度。以下介紹常用的接觸式溫度計。第二十四頁,共七十頁。(1)溫度計的分類①固體膨脹式溫度計它是利用兩種不同熱膨脹系數(shù)的金屬,受熱時產(chǎn)生機械變形而使表盤內(nèi)的傳動齒輪轉(zhuǎn)動,通過指針來指示溫度的。測量范圍-50~600°,可測量液體、氣體和蒸汽的溫度。其示值清楚,機械強度較好,但精度較低,不能遠視。②壓力式溫度計壓力式溫度計是利用溫包里的氣體或液體因受熱而改變壓力的原理制成的。測量范圍一般為-80~400°,可測量液體、氣體的溫度,能實現(xiàn)集中測量,但精度較低。其毛細管機械強度差,損壞后不易修復(fù),因此敷設(shè)時應(yīng)避免機械損傷,并注意不要將毛細管沿冷熱介質(zhì)的管道壁敷設(shè),以免影響精度。第二十五頁,共七十頁。③熱電阻溫度計熱電阻是利用物質(zhì)在溫度變化時本身電阻也隨著發(fā)生變化的特性來測量溫度的。熱電阻的受熱部分(感溫元件)是用細金屬絲均勻地雙繞在絕緣材料制成的骨架上,當(dāng)被測介質(zhì)中有溫度梯度存在時,所測得的溫度是感溫元件所在范圍內(nèi)介質(zhì)層中的平均溫度。熱電阻溫度計由感溫元件、安裝固定裝置和接線盒等主要部件組成。鉑電阻的測量范圍一般為-200~650°,銅電阻的測量范圍一般為-50~150°。熱電阻溫度計可測量液體、氣體和蒸汽等的溫度,其精度較高,能遠距離顯示,最低溫度可測到-200°。和熱電偶相比,其維護工作量大,震動場合容易損壞,特別是鉑熱電阻。第二十六頁,共七十頁。圖8-3熱電偶溫度計1.熱電偶2.溫度指示儀3.補償導(dǎo)線④熱電偶溫度計它是由測溫元件熱電偶和溫度顯示儀表兩部分組成的,用補償導(dǎo)線將二部分連接起來。如圖8-3所示,熱電偶由兩種不同的金屬(或半導(dǎo)體)一端焊接而成。圖中a點一端放在測溫處,稱工作端(熱端),另一端(圖中b、c)稱自由端(冷端),當(dāng)兩端處于不同溫度時,就會產(chǎn)生熱電勢,溫度越高熱電勢就越大。采用冷端溫度補償方法,便可測量出熱端的溫度。熱電偶溫度計的測量范圍如表8-2。第二十七頁,共七十頁。表8-2熱電偶溫度計的測量范圍名稱鉑銠——鉑銠鉑銠——鉑鎳鉻——鎳硅鎳鉻——考銅鉑——考銅測量范圍(℃)≤600~1600≤600~1400≤400~1100≤400~600<350第二十八頁,共七十頁。(3)安全泄壓裝置安全泄壓裝置通過在預(yù)設(shè)壓力下自動開啟,防止工藝系統(tǒng)和儲存容器因超壓而破壞,從而保護人員和設(shè)備。安全泄壓裝置由入口處靜壓力啟動,并被設(shè)計為在緊急情況或非正常條件下啟動,防止內(nèi)部流體或蒸汽壓力上升超過設(shè)定值。該類裝置還可以設(shè)計成防止設(shè)備內(nèi)部真空度過大。安全泄壓裝置按結(jié)構(gòu)型式分為四種類型:(1)閥型閥型安全泄壓裝置就是常用的安全閥.它是通過閥的開啟排出內(nèi)部介質(zhì)來降低設(shè)備內(nèi)的壓力。這類安全泄壓裝置的情點是:僅僅排泄器內(nèi)高于規(guī)定的部分壓力,而當(dāng)器內(nèi)壓力降至正常工作壓力時,它即自動關(guān)閉,設(shè)備可繼續(xù)運行。裝置本身能重復(fù)使用多次,安裝調(diào)整也比較容易,但它的密封性能較差,泄壓反應(yīng)較慢,且閥口有被堵塞或閥瓣有被粘住的可能。閥型泄壓裝置適用于介質(zhì)比較純凈的設(shè)備,不宜用于介質(zhì)具有劇毒性的設(shè)備和器內(nèi)壓力有可能急劇升高的設(shè)備。第二十九頁,共七十頁。(2)斷裂型斷裂型安全泄壓裝置,常見的有爆破片。它是通過爆破片的斷裂來排放氣體的。這種裝置的特點是:密封性能較好,泄壓反應(yīng)較快,但卸壓后,爆破片不能繼續(xù)使用,容器也得停止運行。斷裂型泄壓裝置宜用于介質(zhì)有劇毒的容器和器內(nèi)因化學(xué)反應(yīng)使壓力急劇升高的容器,不宜用于液化氣體貯罐。(3)熔化型熔化型安全泄壓裝置就是常用的易熔塞。它是利用裝置內(nèi)低熔點合金在較高的溫度下熔化,打開通道而泄壓的。這種裝置的特點是:結(jié)構(gòu)簡單,更換容易,但降壓后不能繼續(xù)使用,排放面積小。它只能用于器內(nèi)壓力完全取決于溫度的小型容器,如氣瓶等。(4)組合型這是一種同時具有閥型和斷裂型或者是閥型和熔化型的泄壓裝置。常見的有彈簧安全閥和爆破片的組合型。它具有閥型和斷裂型的優(yōu)點,既能防止閥型安全泄壓裝置的泄漏,又可以在排放過高的壓力以后使容器繼續(xù)運行。容器超壓時,爆破片斷裂、安全閥開放排氣,待壓力降至正常壓力時,安全閥關(guān)閉,容器繼續(xù)運行。管道中采用的安全泄壓裝置主要有安全閥和爆破片。第三十頁,共七十頁。泄壓閥泄壓閥是一種在其工作介質(zhì)側(cè)靜壓過大時開啟,使介質(zhì)流出直至恢復(fù)正常壓力值的自動泄壓裝置。該裝置在工作介質(zhì)側(cè)達到一定的靜壓時開啟,防止介質(zhì)壓力增長到超過預(yù)先確定的最大安全值。一旦系統(tǒng)壓力下降至低于該閥的整定壓力,恢復(fù)到正常情況時,該閥就會自動關(guān)閉,以防止介質(zhì)過量流失。整定壓力(開啟壓力)和回座壓力取決于閥的類型和調(diào)整。它可以是安全閥、泄放閥、安全泄放閥或先導(dǎo)操作安全泄放閥。第三十一頁,共七十頁。(一)安全閥安全閥的作用是當(dāng)系統(tǒng)壓力升高超過允許值時,閥門能自動開啟并迅速全量排放內(nèi)部的過壓氣體;當(dāng)壓力恢復(fù)到允許值以下,閥門又自動關(guān)閉,從而有效地保護管路的安全運行。圖8-9安全閥

第三十二頁,共七十頁。(1)安全閥的基本結(jié)構(gòu)和工作原理安全閥通常由三個部分組成,即閥座、閥瓣和加載機構(gòu)。閥座與設(shè)備相通,閥瓣常連帶有閥桿,緊扣在閥座上。閥座上面是加載機構(gòu),載荷的大小是可以調(diào)節(jié)的。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的壓力在規(guī)定的工作壓力范圍內(nèi)時,內(nèi)壓作用于閥瓣上的力小于加載機構(gòu)施加在它上面的力,兩者之差構(gòu)成閥瓣與閥座之的密封力,使閥瓣緊壓著閥座,維持系統(tǒng)正常的工作狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力超過工作壓力達到安全閥的開啟壓力時,閥瓣離開閥座,安全閥開啟,內(nèi)部氣體即通過閥座排出。如果安全閥的泄放量足夠大,則經(jīng)過短時間的排放,系統(tǒng)內(nèi)壓力會降至正常工作壓力以下。此時內(nèi)壓作用于閥瓣上的力又小于加載機構(gòu)施加在它上面的力,閥瓣又緊壓著閥座,氣體停止排出,系統(tǒng)在工作壓力繼續(xù)運行。第三十三頁,共七十頁。(2)安全閥的類型及其特點按整體結(jié)構(gòu)及加載機構(gòu)的不同可分為重錘杠桿式安全閥、彈簧式安全閥和脈沖式安全閥三種。①重錘杠桿式安全閥重錘式械桿式安全閥結(jié)構(gòu)簡單,調(diào)整容易又比較準確;因加載機構(gòu)載彈性元件,在溫度較高的情況下及閥瓣升高過程中,施加于閥瓣上的載荷不發(fā)生變化。但它的加載機構(gòu)比較容易振動,因而影響密封性能;其閥桿頂端的刀口易磨損,造成閥瓣偏斜;回座壓力較低。②彈簧式安全閥彈簧式安全閥結(jié)構(gòu)輕便緊湊,靈敏度較高,安裝位置不受嚴格限制,是最常用的一種安全閥。彈簧的壓縮量可以通過轉(zhuǎn)動它上面的調(diào)整螺帽母來調(diào)節(jié),以此確定及校正安全閥的開啟(整定)壓力。其抗震性較好,但彈簧的伸縮性對閥門開啟速度有影響,且彈力隨溫度變化而改變。③

脈沖式安全閥脈沖安全閥是一種非直接作用式安全閥,它由主閥和脈沖閥構(gòu)成。脈動沖閥具有一套彈簧式的加載機構(gòu),它通過管子與主閥相連。當(dāng)系統(tǒng)超壓時,脈沖閥會像彈簧閥一樣先行開啟,續(xù)而帶動主閥動作。它適用于壓力較高或泄放量很大的場合;但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,影響動作的可靠性。第三十四頁,共七十頁。第三十五頁,共七十頁。表8-4代號0123456789安全閥A彈簧式脈沖式封閉式不封閉封閉不封閉帶散熱片全啟式微啟式全啟式帶扳手微啟式帶控制機構(gòu)帶扳手雙彈簧微啟式全啟式全啟式微啟式全啟式第三十六頁,共七十頁。②安全閥的主要性能參數(shù):a.公稱壓力。安全閥是按公稱壓力(PN)標準系列進行設(shè)計制造的,其壓力系列為1.6,2.5,4.0,6.4,10,16,32MPa。公稱壓力表示安全閥在常溫狀態(tài)下的最高許用壓力,因此高溫工況使用安全閥時還應(yīng)考慮高溫下材料許用應(yīng)力的降低。b.公稱直徑。為了保證安全閥在系統(tǒng)超壓泄放時,管道壓力不再繼續(xù)升高,要求安全閥的排量必須不小于預(yù)定的安全泄放量??筛鶕?jù)有關(guān)公式計算閥的流道直徑d0,選取稍大且接近于d0的標準系列直徑。c.開啟高度。根據(jù)閥芯提升高度的不同,可將安全閥分為微啟式和全啟式兩種:微啟式安全閥的開啟高度為閥座喉徑的1/20~1/40;全啟式安全閥的開啟高度為閥座喉徑的1/4以上。第三十七頁,共七十頁。(4)安全閥的選用與安裝①安全閥的選用應(yīng)符合下述原則:a.安全閥的制造單位必須按規(guī)定經(jīng)審查批準并取得制造許可證才準生產(chǎn);產(chǎn)品出廠應(yīng)有合格證和技術(shù)文件。b.安全閥上應(yīng)有銘牌,銘牌上應(yīng)標明主要技術(shù)參數(shù)。例如公稱壓力、閥座喉徑、適用介質(zhì)、排放量、開啟壓力、回座壓力等。c.安全閥的選用應(yīng)根據(jù)工藝條件和工作介質(zhì)的特性,從系統(tǒng)的安全泄放量、介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)以及工作范圍壓力等方面綜合考慮:一般應(yīng)選用彈簧式安全閥;在工作壓力低、工作溫度較高而以無震動的情況下可選用杠桿式安全閥。高壓、大型裝置要求安全泄放量大,應(yīng)選用全啟式安全閥;對工作壓力要求高度平穩(wěn),應(yīng)選用微啟式安全閥。對有毒、易燃或污染環(huán)境的介質(zhì)的管道應(yīng)選用封閉式安全閥。不要將公稱壓力很低的安全閥用在工作壓力很高的系統(tǒng)中,也不要將公稱壓力很高的安全閥用在工作壓力很低的系統(tǒng)中。第三十八頁,共七十頁。(二)泄放閥泄放閥是彈簧式壓力釋放裝置,用于以液體為介質(zhì)的設(shè)備。當(dāng)入口壓力達到整定值時,克服彈簧阻力將閥瓣頂離閥座,并隨著入口壓力和閥瓣提升高度的增加,液體流量增加。閥回座壓力值低于整定壓力值,介質(zhì)排出后壓力即可達到回座壓力值。泄放閥按用途可選擇超壓10%或25%的類型。為防止腐蝕、有毒或貴重流體放出,閥蓋為封閉設(shè)計,它們可根據(jù)需要配有提升手柄、平衡波紋管和軟閥座。ASME規(guī)范要求從1986年1月1日后,液體裝置泄放閥出廠需帶有參數(shù)證明和標記。常規(guī)型安全泄放閥下列情況不能使用泄放閥:a)水蒸氣、空氣、氣體或揮發(fā)氣介質(zhì)設(shè)備中;b)背壓易變化的設(shè)備中,除非閥設(shè)計有平衡波紋管或活塞;c)作為壓力控制或旁通閥。第三十九頁,共七十頁。(三)安全泄放閥安全泄放閥是一種彈簧式泄壓閥,當(dāng)用于氣體或揮發(fā)氣的設(shè)備時,作為安全閥使用;用于液體設(shè)備時,作為泄放閥使用。有封閉彈簧的閥蓋形成壓力密封的安全泄放閥稱為常規(guī)型,能夠降低背壓對操作的影響的安全泄放閥稱為平衡型。安全泄放閥在可壓縮介質(zhì)中壓力超出整定值的10%或在不可壓縮介質(zhì)中壓力超出整定值的25%即全部開啟,見圖8-10。圖8-10常規(guī)型安全泄放閥第四十頁,共七十頁。爆破片爆破片是一種斷裂型的超壓防護裝置,裝設(shè)在那些不適宜于裝設(shè)安全閥的壓力管道上。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過正常工作壓力并達到爆破片設(shè)計壓力時即自行爆破,使系統(tǒng)內(nèi)的氣體經(jīng)爆破片斷裂后形成的流出口向外排出,避免事故。泄壓后斷裂的爆破片不能繼續(xù)使用,管路被迫停止運行。因此,爆破片只作為安全閥的一種代用裝置。圖8-11爆破片裝置第四十一頁,共七十頁。(1)爆破片的型式及其特點爆破片裝置爆破片主要由一塊很薄的膜片和相應(yīng)的夾持器組成,按其斷裂特征可以分為剪切型、彎曲型、正拱普通拉伸型、正拱開縫型、反拱型等幾種。它們的主要區(qū)別在于膜片預(yù)制形狀和膜片材料性質(zhì)不同。①剪切破壞型(切破型)爆破片這是早期廣泛使用的一種爆破片,目前使用得較少。常用的有夾片式和凸臺式。膜片中間部分較厚,是為了防止在承壓時產(chǎn)生大的彎曲變形,使其周邊受到大剪切載荷而沿邊緣切斷。這種爆破片一般用不銹鋼、銅、鋁、鎳等塑性好的材料制作。其特點是:全面積開放,阻力小,排氣量系數(shù)較大;在相同條件下,膜片較厚,較易加工制造;但爆破片的實際動作壓力受周邊條件(如夾持器周邊的鋒利度)的影響很大,因而不夠穩(wěn)定;膜片破后常整體沖出,易堵塞排氣管道。第四十二頁,共七十頁。②彎曲破壞型(碎裂型)爆破片它是利用膜片在較高的壓力下,產(chǎn)生彎曲應(yīng)力達到材料的抗彎強度極限時即碎裂而排氣的,所以膜片常用鑄鐵、硬塑料、石墨等脆性材料制造。常用的爆破片有夾緊式和自由嵌入式兩種。其特點是:有明顯的塑性變形,動作反應(yīng)最快;膜片比較厚,容易按需要的尺寸加工制造;適用于動載荷的脈動載荷;動作壓力受材料強度及裝配誤差的影響而波動大,故最不穩(wěn)定;膜片強度低,常因安裝操不慎而破裂;膜片破裂后成碎片飛出,影響排氣管道的暢通。③正拱普通型拉伸破壞型(破裂型)爆破片這種爆破片是用塑性良好的材料,如不銹鋼、鎳、銅、鋁等箔材制成的爆破片裝在一幅夾持器內(nèi)而構(gòu)成的,膜片經(jīng)過液壓預(yù)拱成凸型。預(yù)拱成型壓力一般都不大于系統(tǒng)的正常工作壓力,因而膜片安裝后形狀不會改變。其特點是:無碎片飛出,阻力也不大;膜片的動作壓力較前兩種穩(wěn)定;膜片在高的拉伸應(yīng)力長期作用下,尤其承受脈動載荷時,壽命較短;由于受成型箔材厚度規(guī)格的限制,往往難以取得所需要的動作壓力。第四十三頁,共七十頁。④正拱普通型拉伸破壞型(破裂型)爆破片這種爆破片是在普通拉伸型的基礎(chǔ)上為解決成型箔材的厚度規(guī)格不適應(yīng)各種需要的動作壓力而發(fā)展起來的。它在預(yù)拱成凸型的膜片上開設(shè)一圈小孔,膜片承壓后,小孔之間的孔帶即產(chǎn)生較大的拉伸應(yīng)力,并在壓力達到規(guī)定值后而斷裂。由于小孔沿徑向開槽,所以斷裂后膜片沿此槽開裂,使其能順利排氣。膜片凹側(cè)貼有一層含氟塑料,以保持在正常工作壓力的密封和變形。其特點是:膜片可以采用較大的厚度,以增加剛性;調(diào)整小孔的孔帶寬度可以獲得任意的動作壓力;開裂的程度較大,有利于氣體的排放;加工精度較高,制造較困難;內(nèi)襯的密封薄膜易破裂而使爆破片過早失效。⑤反拱型(失穩(wěn)型、壓縮型)爆破片反拱型爆破片凸面承受壓力,當(dāng)壓力達到一定值時,凸型膜片會失穩(wěn)而突然翻轉(zhuǎn),隨即被裝設(shè)在它上面的刀具切破,或膜片整體脫落彈出。制造膜片的材料與正拱型膜片相同。其特點是:在形狀尺寸一定的情況下,失穩(wěn)壓力只與膜片材料的彈性模量E有關(guān),而材料的E一般是比較穩(wěn)定的,所以膜片的動作壓力較易控制;在壓力與直徑相同的條件下,膜片較厚,有利于加工制造;在工作壓力下,膜片產(chǎn)生壓縮應(yīng)力一般小于材料的屈服極限,對疲勞、蠕變不敏感,因而膜片壽命較長;通過調(diào)整膜片的相對高度可以獲得所需的動作壓力,因而膜片的厚度能按箔材的成品標準厚度選用;由于要裝設(shè)切破工具等,排放面積受天影響,排量系數(shù)減小;另外,加工組裝精度要求高。第四十四頁,共七十頁。安全泄壓裝置故障原因(一)腐蝕幾乎所有類型的腐蝕都會出現(xiàn)在煉制設(shè)備中,腐蝕是大部分問題出現(xiàn)的基本原因。腐蝕通常表現(xiàn)為:凹坑或閥門部件斷裂,腐蝕殘渣沉積物妨礙活動部件運作,泄放裝置材料的普遍劣化。圖20至圖26表明泄壓閥腐蝕的影響。除內(nèi)部部件以外,露在外部的螺栓易受環(huán)境腐蝕的侵害。第四十五頁,共七十頁。圖8-20由閥座表面泄漏引起的酸蝕圖8-2118Cr—8Ni鋼入口接管的酸蝕圖8-2218Cr—8Ni鋼閥帽(機械加工的閥座表面)的氯腐蝕圖8-23原油蒸餾裝置中的碳鋼閥瓣的硫腐蝕圖8-2418Cr-8Ni鋼閥瓣的氯損傷

圖8-2518Cr-8Ni鋼(316型)波紋管的點腐蝕第四十六頁,共七十頁。圖8-26酸氣介質(zhì)中的蒙乃爾合金爆破片的腐蝕第四十七頁,共七十頁。通過選擇適當(dāng)?shù)男箟貉b置材料或較好的車間維護和維修,確保更好的閥門密封性通常可以緩解或阻止腐蝕。滲漏閥使得腐蝕流體在閥的上部部件周圍循環(huán),使活動部件遭受腐蝕,圖27所示腐蝕保護層已在許多裝置中應(yīng)用。在許多情況下,采用不同結(jié)構(gòu)的閥可能避免、減少甚至完全可以控制腐蝕的影響。在安全泄放閥上使用O形密封環(huán)有時能阻止在閥座表面的滲漏,并且避免在閥的工作部件上造成腐蝕。如果不能完全阻止?jié)B漏或如果引起背壓的介質(zhì)具有腐蝕性,可用波紋管來保護閥的活動部件免受腐蝕性流體的腐蝕。第四十八頁,共七十頁。(二)閥座表面損傷由于必須盡量減小壓差,以防止承載流體滲漏,必須使泄壓閥閥座表面的粗糙度符合在光譜三段(0.0008838mm,見APIStd527)的可選精密度。閥座面的任何缺陷都將導(dǎo)致設(shè)備中閥的失效。在煉油或化工裝置設(shè)備中有許多原因使閥座受損,包括下述情況:a)腐蝕。b)當(dāng)閥開啟時外部顆粒物進入閥入口,流經(jīng)閥門,例如礦物質(zhì)、焊渣或爐渣,腐蝕沉積物,炭焦或臟物、雜物,顆粒物可能損傷其接觸的閥座,而大多數(shù)泄壓閥需要緊密配合。這種破壞可能出現(xiàn)在維修車間維修時或在工作狀態(tài)中。c)閥入口管不適當(dāng)、過長或者管線堵塞,這將導(dǎo)致閥受水擊作用。來自閥座下方的壓力足夠大時,可將閥打開。然而,流體一進入,連接管內(nèi)的壓降就相當(dāng)大,以至于壓力下降、閥關(guān)閉。一個開、關(guān)循環(huán)形成并越來越快,使閥座表面受到水擊的損傷,有時這種損傷無法修理,圖28和圖29所示閥座表面受水擊和頻繁的壓力波動的破壞情況。第四十九頁,共七十頁。圖8-27涂有防腐環(huán)氧漆的閥體、閥帽圖8-28水擊引起的閥瓣密封面變形圖8-29閥整定壓力與工作壓力差太小引起閥頻繁開啟,從而造成閥座和閥瓣的損傷圖8-30腐蝕造成的彈簧失效第五十頁,共七十頁。d)維護期間的不精心搬運,例如閥部件的碰撞、摔落、震動或劃傷。e)閥安裝后閥座表面的滲漏。這種滲漏會引起劃痕或閥座表面腐蝕,從而導(dǎo)致閥座受損,并逐漸惡化。其原因可能是維護或安裝不當(dāng),諸如零件不對中、支撐不當(dāng)引起管路變形或排泄管路無支撐。產(chǎn)生此類泄漏的其他原因還有閥桿不同心,彈簧與彈簧墊圈裝配不當(dāng),彈簧墊圈與它們各自的支撐點間或閥桿與閥瓣及閥盤之間的受力不均,因此閥桿應(yīng)直觀檢查其直度。在彈簧服役期間,彈簧及其墊圈作為組合件必須保持在一起。f)不合適的放空環(huán)路設(shè)計。這種情況能引起泄壓閥中產(chǎn)生水擊。對用于液體和揮發(fā)氣的泄放閥,廠商應(yīng)提供特定的排放環(huán)路裝置。第五十一頁,共七十頁。(三)彈簧的失效彈簧失效有兩種形式,一種是彈性減弱,導(dǎo)致整定壓力降低和閥過早開啟;第二種是彈簧完全失效(全部斷裂),導(dǎo)致閥失控開啟。泄壓閥彈簧失靈幾乎都是由腐蝕引起的。在煉制設(shè)備中的以下兩種腐蝕易引起這種失靈:a)表層腐蝕損傷彈簧表面,直至彈簧環(huán)繞部分無法提供充分、必需的彈力。它也可能產(chǎn)生凹坑,使應(yīng)力增加及引起彈簧表面裂紋,進而導(dǎo)致彈簧失靈(見圖30)。b)應(yīng)力腐蝕有時會迅速引起彈簧脆斷。這種腐蝕很難預(yù)測,因為在彈簧斷裂前很難被檢測出。在圖31中示出由應(yīng)力腐蝕引起的彈簧脆斷。硫化氫(H2S)引起的應(yīng)力腐蝕,經(jīng)常造成化工廠內(nèi)安全閥的彈簧脆斷。彈簧是否在預(yù)定的時間內(nèi)失效,取決于彈簧的類型、腐蝕的速度、彈簧所受應(yīng)力的水平以及彈簧材料和已經(jīng)投入使用的時間。

第五十二頁,共七十頁。在腐蝕經(jīng)常發(fā)生的地方,可以采取以下三種預(yù)防措施:a)彈簧材質(zhì)具有抗腐蝕性能;b)彈簧可以用波紋管保護起來;c)彈簧可用特殊的適應(yīng)工作溫度和環(huán)境的鍍膜包覆以抗腐蝕。第五十三頁,共七十頁。(四)不適當(dāng)?shù)亩▔汉驼{(diào)整由于操作疏忽或操作人員培訓(xùn)維修技術(shù)不足、維修車間的所用設(shè)備較差或不知道如何正確調(diào)整泄壓裝置,而造成的定壓不準是經(jīng)常發(fā)生的。泄壓閥制造廠商提供的說明書,已經(jīng)提供了如何考慮溫度、背壓和其他因素,以減少所受的影響。在煉油廠、化工廠中,采用利用工作介質(zhì)流經(jīng)泄壓閥的方法,對被保護設(shè)備上的泄壓閥定壓通常是不現(xiàn)實的。所以,它有別于鍋爐安全閥,需要在維修車間的相應(yīng)的設(shè)備上定壓。在檢查和修理泄壓閥時,利用專門設(shè)計的試驗臺上的裝置定壓和調(diào)整壓閥,泄壓閥銘牌上標注的項目,需要通過修理工作達到。參見ASME規(guī)范第Ⅷ卷第一節(jié)UG129段,它說明泄壓裝置銘牌標注的意義。第五十四頁,共七十頁。水、空氣、瓶裝氮氣一類的惰性氣體一般是車間采用的檢測介質(zhì)。整定安全泄放閥使用空氣或其他氣體要比用水好些,這取決于所被檢測閥的類型。氣體調(diào)試過程中,壓力達到整定壓力時能產(chǎn)生明顯的爆發(fā)聲或清晰的聲音。為保證閥開啟,采用某些過壓時需小心施加壓力,否則可聽到的泄漏聲可能被誤認為是達到了整定壓力。但是大多數(shù)安全泄放閥達到整定壓力時都會出現(xiàn)明顯的爆發(fā)聲,誤解可能性不大。試驗臺尺寸設(shè)計不當(dāng)?shù)脑挘捎谠囼炁_沒有足夠的沖擊容量,不足以引起明顯的爆發(fā)聲,整定壓力也會有偏差。介質(zhì)為氣體的閥,應(yīng)該利用空氣整定開啟壓力。介質(zhì)為水蒸氣的泄壓閥,應(yīng)該用水蒸氣整定壓力。如果欲避免腐蝕,也可以用空氣整定壓力。介質(zhì)為液體的閥,應(yīng)用水為介質(zhì)整定壓力。第五十五頁,共七十頁。使用標定不正確的壓力表是另一個經(jīng)常致使泄壓閥調(diào)壓不正確的原因。要保證精確度,壓力表應(yīng)該經(jīng)常在正規(guī)的定負荷式標定試驗臺上標定。壓力表的壓力范圍選擇的原則是,泄壓閥定壓值為表量程的2/3,一般不推薦在壓力表前裝緩沖器,因為這能產(chǎn)生阻塞或產(chǎn)生壓力滯后。如何調(diào)整控制閥的單環(huán)或環(huán)組,經(jīng)常難以掌握。調(diào)整環(huán)或環(huán)組控制的閥是控制排放一開啟壓力值和回座壓力值的壓差,或是控制閥放空和慢泄,這決定于被測定閥的設(shè)計資料。因為閥采用的材料的密度和膨脹特性是變化的,試驗設(shè)備的尺寸也是有限的,所以在維修車間的試驗容器上,要把環(huán)調(diào)整到最佳狀態(tài)通常是不可能的。所以在試驗容器上,閥的環(huán)組調(diào)整也只能獲得一個爆發(fā)響聲,然后按照生產(chǎn)廠商的意見再檢驗及再調(diào)整至正確的排放,重新安裝時應(yīng)保證閥達到最佳平均特性。對于介質(zhì)為液體或氣體的閥的正確排放,環(huán)的調(diào)整應(yīng)按照泄壓閥生產(chǎn)廠家的要求,充分理解術(shù)語是十分重要的(見ASMEPTC25.3)。第五十六頁,共七十頁。(五)堵塞和粘結(jié)在化工裝置中,有時會產(chǎn)生工藝固體,例如油焦或固態(tài)產(chǎn)品,堵塞各種閥件和管道的現(xiàn)象。圖32為嚴重的淤塞情況,它顯示出閥入口被油焦和催化劑的混合物所塞堵;圖33示出閥的出口被公用排放匯管中來自其他閥門的排放沉積物所堵淤;圖34、圖35展示了輕度的淤塞,也可能使閥難以正常運作。閥的所有部件,特別是閥桿表面,都應(yīng)徹底檢查清除其上的粘結(jié)物?;顒颖砻婧吐菁y都應(yīng)使用硫化鉬或石墨及推薦的潤滑脂進行潤滑。泄壓閥也可能由于閥瓣或閥盤粘污而失去作用,這可能由于金屬的磨損或腐蝕或者為導(dǎo)向部分外部顆粒物所致,如圖36所示,閥瓣的導(dǎo)向部分粘結(jié)是由于周圍酸氣腐蝕的結(jié)果。如果因腐蝕造成粘結(jié),可利用兩種方法消除,一是利用波紋管,使活動部件與腐蝕介質(zhì)隔離,特別是在密閉系統(tǒng);第二是可以利用O形環(huán)密封導(dǎo)向面,使之與承載的液體隔離,導(dǎo)向部件表面的外部顆粒物,有積壓于金屬表面的趨勢,使泄壓裝置磨損,可使用波紋管隔開外部的顆粒物。閥的粘結(jié)可能使閥桿的機械部件配合超出生產(chǎn)廠家確定的公差。第五十七頁,共七十頁。圖8-32反應(yīng)器氣相線上使用9個月后油焦和催化劑造成的入口管堵塞圖8-33公用排放匯管中來自其他閥門的沉積物造成的閥出口堵塞圖8-34FeS2造成的閥移動部件的淤塞圖8-35FeS2沉積而導(dǎo)致閥卡滯圖8-36由酸性蒸氣介質(zhì)腐蝕產(chǎn)物沉積造成的導(dǎo)向上閥瓣卡滯第五十八頁,共七十頁。當(dāng)導(dǎo)向部分的金屬磨損不是由于腐蝕和外部顆粒物造成時,常常是因為不適當(dāng)?shù)倪M出口接管或閥門尺寸過大產(chǎn)生的振動或顫動造成的。糾正這些接管尺寸不當(dāng)就能停止磨損,導(dǎo)向面的磨損也可能與這些表面不正確的粗糙度有關(guān),為減少磨損的可能,應(yīng)該將它們拋光,并盡可能的光滑。因抗腐蝕金屬在泄壓閥上的應(yīng)用,不可避免地存在磨損,且經(jīng)常發(fā)生,故應(yīng)采用所有的預(yù)防磨損措施。磨損可以通過選擇不同材料、改變接觸部分的硬度得到最佳效果而減少。泄壓閥粘結(jié)也可能由于閥瓣同心度差引起,這通常是因為閥桿和閥體之間接觸表面不干凈或者墊片組裝不同心(見APIRP520II)。第五十九頁,共七十頁。(六)材料使用不當(dāng)一般情況,泄壓裝置所需要的材料,決定于其所在工藝中的溫度、壓力和抗腐蝕要求以及工藝裝置的大氣環(huán)境。應(yīng)合理選擇滿足要求、適當(dāng)環(huán)境條件的標準閥,但是,也需特殊考慮偶爾發(fā)生的工藝腐蝕、特殊的壓力和溫度。制造廠家通常能提供適合特殊工藝要求的閥門設(shè)計和閥門材料。產(chǎn)品目錄中列出了適應(yīng)各種化工產(chǎn)品和溫度條件材料的閥,以供選擇。圖23示出了硫化氫對碳鋼閥瓣的侵蝕作用,圖24示出了氯化物對18Cr—8Ni鋼閥瓣的侵蝕,證明了錯用材料的后果。如果運行經(jīng)歷證明,某類型的閥或某種材料不適合此種工藝條件,那么為保證運行平穩(wěn),就應(yīng)立即更正。要小心地記錄好某種特殊材料的區(qū)別和所需部位,正確的記錄還應(yīng)包括修理、適應(yīng)特殊工藝調(diào)整資料以及制定新的購貨要求所需要的資料。第六十頁,共七十頁。(七)安裝不當(dāng)、運行記錄和識別如果泄壓閥安裝在不正確的位置,會使其推動作用,不能提供正常的保護。為協(xié)助識別閥和對閥進行正確的修理和安裝提供必要的資料,應(yīng)建立一組綜合的性能和運行史的記錄,以便拆移、修理時參考。制造廠在大多數(shù)泄壓閥上做出一個

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