安全閥在不同設(shè)定情境下的試驗(yàn)分析

朱孝物

摘要：針對(duì)安全閥在日常使用、運(yùn)輸及管理中可能出現(xiàn)的失效模式，本文介紹了人為特定設(shè)置情境下的試驗(yàn)步驟，建立相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)分析報(bào)告，對(duì)彈簧式安全閥可能出現(xiàn)的失效模式進(jìn)行分析，從而降低安全閥失效的概率，保證承壓設(shè)備的安全、穩(wěn)定工作。

關(guān)鍵詞：安全閥;試驗(yàn)步驟;分析;失效模式;

安全閥在使用中必須滿足準(zhǔn)確開啟、穩(wěn)定排放、及時(shí)關(guān)閉、密封可靠，從安全閥設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用、維護(hù)、校驗(yàn)等任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)影響到安全閥的性能，導(dǎo)致安全閥失效。安全閥在日常使用、運(yùn)輸及管理過程中可能的失效模式：（1）安全閥提前開啟;（2）安全閥超壓起跳;（3）安全閥閥芯粘住、堵塞不能起跳;（4）安全閥泄漏;（5）安全閥彈簧斷裂無法正常啟閉;（6）安全閥頻跳。針對(duì)以上可能發(fā)生的失效模式，作為特種設(shè)備研究機(jī)構(gòu)，人為模擬情境進(jìn)行試驗(yàn)性探索，通過試驗(yàn)情景數(shù)據(jù)比對(duì)及分析，為安全閥的校驗(yàn)、運(yùn)輸、使用、維護(hù)等過程中預(yù)防應(yīng)急措施提供重要參考依據(jù)。

2、特定設(shè)置狀況下試驗(yàn)

2.1.1技術(shù)信息

本文針對(duì)某石化企業(yè)不同裝置的五個(gè)彈簧式安全閥進(jìn)行設(shè)定情境下的試驗(yàn)，五個(gè)閥的主要技術(shù)信息如表1所示。

2.1.2試驗(yàn)器材選擇

在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)前，需要進(jìn)行試驗(yàn)器材的準(zhǔn)備。其中包括安全閥離線校驗(yàn)儀、榔錘、生料帶、其他拆卸用工具。本文選用了北京某企業(yè)生產(chǎn)的 500Q60型安全閥離線校驗(yàn)儀，其校驗(yàn)用儀表精度為±0.4%，用于滿足具體需求。

2.2試驗(yàn)過程

2.2.1前期準(zhǔn)備

試驗(yàn)用5臺(tái)安全閥依次進(jìn)行首次定壓記錄起跳壓力值，再根據(jù)技術(shù)信息卡的整定壓力值進(jìn)行調(diào)整定壓校驗(yàn)。首次定壓起跳壓力值如表2所示。

2.2.2分別根據(jù)以下情景進(jìn)行試驗(yàn)

a、敲擊

使用榔錘依次對(duì)5臺(tái)試驗(yàn)用安全閥閥體進(jìn)行重敲擊，并依次上校驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn)起跳壓力并記錄數(shù)值（如表3所示）。再根據(jù)技術(shù)信息卡的整定壓力值校驗(yàn)調(diào)校。

b、正立放倒

正立放置5臺(tái)安全閥，然后依次推倒。再裝入校驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn)起跳壓力并記錄數(shù)值（如表3所示），根據(jù)技術(shù)信息卡的整定壓力值校驗(yàn)調(diào)校。

c、垂直倒置放倒

垂直倒置5臺(tái)安全閥，然后依次推倒。并裝入校驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn)起跳壓力且記錄數(shù)值（如表5所示）。再根據(jù)技術(shù)信息卡的整定壓力值校驗(yàn)調(diào)校。

d、閥瓣安裝不正

根據(jù)安全閥部件拆裝順序依次解體5臺(tái)安全閥，裝配時(shí)各安全閥閥瓣進(jìn)行不對(duì)中安裝。用校驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn)起跳壓力并記錄數(shù)值（如表6所示），再根據(jù)技術(shù)信息卡的整定壓力值校驗(yàn)調(diào)校。

e、拆卸彈簧后，對(duì)彈簧壓緊至極限位后安裝

根據(jù)安全閥部件拆裝順序依次解體5臺(tái)安全閥，分別取出彈簧后進(jìn)行壓縮至極限后立即復(fù)位，并順序組裝后進(jìn)行試驗(yàn)起跳壓力并記錄數(shù)值（如表7所示），再根據(jù)技術(shù)信息卡的整定壓力值校驗(yàn)調(diào)校。

f、密封面有雜物

根據(jù)安全閥部件拆裝順序依次解體5臺(tái)安全閥，分別取雜物（生料帶）放于閥座與閥瓣密封面之間，依次按裝配要求順序組裝后進(jìn)行試驗(yàn)起跳壓力并記錄數(shù)值（如表8所示），再根據(jù)技術(shù)信息卡的整定壓力值校驗(yàn)調(diào)校。

3、試驗(yàn)結(jié)果判斷依據(jù)

依據(jù)TSG ZF001-2006《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中整定壓力范圍誤差3%范圍內(nèi)要求進(jìn)行判定。

4、數(shù)據(jù)結(jié)果分析

由以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可見，在敲擊試驗(yàn)中，5臺(tái)彈簧式安全閥整定壓力值皆在偏差3%的范圍內(nèi)，均合格;在正立放倒試驗(yàn)中，位號(hào)為PSV1802、1130-PSV05003B的安全閥整定壓力值在偏差的3%范圍外，為3臺(tái)合格，2臺(tái)不合格;在垂直倒置放倒試驗(yàn)中，5臺(tái)彈簧式安全閥整定壓力值有3臺(tái)在偏差3%范圍外，2臺(tái)在偏差3%范圍內(nèi)，位號(hào)為1520-PSV205B的安全閥更是出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，為2臺(tái)合格，3臺(tái)不合格;閥瓣安裝不正試驗(yàn)中，皆出現(xiàn)泄漏，無法保壓的情況， 5臺(tái)都不合格;彈簧拆卸壓緊至極限后復(fù)位安裝試驗(yàn)中，5臺(tái)彈簧式安全閥整定壓力值皆在偏差的3%范圍內(nèi)， 5臺(tái)都合格;在密封面有雜物試驗(yàn)中，5臺(tái)彈簧式安全閥皆出現(xiàn)泄漏，無法保壓的情況， 5臺(tái)都不合格。

綜上所述，在以上情景條件下對(duì)5個(gè)安全閥的試驗(yàn)，均出現(xiàn)幾個(gè)或全部不合格的情況。特別是垂直倒置放倒、閥瓣安裝不正、密封面有雜物對(duì)安全閥整定壓力影響最為致命，5個(gè)全部不合格。究其原因：正立放倒、垂直倒置放倒，影響了安全閥閥芯與閥座的吻合度，造成閥芯與閥座偏離，影響密封效能;閥瓣安裝不正、密封面有雜物這更是直接影響了安全閥密封面的密封效能。正是這四個(gè)情況對(duì)安全閥的密封面密封效能有很大影響，才會(huì)出現(xiàn)安全閥在校驗(yàn)完畢后，因擺放，運(yùn)輸，吊裝，環(huán)境整潔等外在原因?qū)Π踩y定壓值造成不同程度的影響，從而影響了安全閥的正常使用。

5、結(jié)語

為了保證安全閥使用靈敏且可靠，校驗(yàn)后的安全閥在運(yùn)輸、安裝過程中正立放置，勿隨意倒置、放倒，并做好維護(hù)清潔檢查工作，才能降低安全閥的失效概率，保證承壓設(shè)備的安全、穩(wěn)定工作。