《呼吸閥定期校驗(yàn)規(guī)則》編制說明及應(yīng)用分析

方燕然，姚志剛，洪若云，劉徐鑫

（浙江巨化清安檢測(cè)科技有限公司，浙江 衢州 324004）

呼吸閥在我國化工企業(yè)和道路運(yùn)輸中應(yīng)用廣泛，在日常安全管理中往往被忽視。2021年2月3日，某企業(yè)發(fā)生硫酸槽爆炸事故，槽體、槽底變形且硫酸泄漏，直接經(jīng)濟(jì)損失80 余萬，事故直接原因?yàn)轫敳亢粑y進(jìn)出氣口堵塞，且槽內(nèi)氮封的氮?dú)忾L(zhǎng)時(shí)間補(bǔ)充超壓[1]。

為深入貫徹落實(shí)黨中央國務(wù)院部署要求，確?；て髽I(yè)管理安全運(yùn)行，依據(jù)《道路運(yùn)輸易燃液體危險(xiǎn)貨物罐式車輛呼吸閥》、《石油儲(chǔ)罐附件第1部分：呼吸閥》規(guī)范的用途要求制定《呼吸閥定期校驗(yàn)規(guī)則》，以期為使用單位和監(jiān)管部門提供技術(shù)保障，使檢測(cè)機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確有效地完成呼吸閥校驗(yàn)工作，確?；て髽I(yè)管理安全運(yùn)行[2-4]。

1 標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍

《呼吸閥定期校驗(yàn)規(guī)則》被發(fā)布前，國家層面尚無針對(duì)常壓儲(chǔ)罐和罐式車輛呼吸閥在用定期校驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)[4]1。該標(biāo)準(zhǔn)的制定，著眼呼吸閥結(jié)構(gòu)原理和運(yùn)行工況，廣泛聽取了生產(chǎn)、使用等單位各方意見，并參考了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)形成統(tǒng)一的校驗(yàn)?zāi)Ｊ健?/p>

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了呼吸閥的校驗(yàn)準(zhǔn)備、校驗(yàn)周期、校驗(yàn)內(nèi)容和校驗(yàn)結(jié)果等，適用于離線呼吸閥整定呼出壓力、整定吸入壓力校驗(yàn)、密封性試驗(yàn)和泄漏量試驗(yàn)。常壓罐車用呼吸閥還應(yīng)進(jìn)行傾覆密封性試驗(yàn)。

2 標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容

2.1 編制依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

該標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了呼吸閥的校驗(yàn)準(zhǔn)備、校驗(yàn)周期、校驗(yàn)內(nèi)容和校驗(yàn)結(jié)果等方面的規(guī)范要求，提出了適用于離線呼吸閥整定吸入壓力校驗(yàn)、整定呼出壓力校驗(yàn)、密封性試驗(yàn)、泄漏量試驗(yàn)和常壓罐車用呼吸閥傾覆密封性試驗(yàn)等試驗(yàn)內(nèi)容、試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定的要求。其中，呼吸閥整定吸入壓力校驗(yàn)、整定呼出壓力校驗(yàn)和密封性試驗(yàn)，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《低溫先導(dǎo)式呼吸閥》中常溫試驗(yàn)過程[5]5；泄漏量試驗(yàn)由使用單位或檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)選擇，依據(jù)《石油儲(chǔ)罐附件第1部分：呼吸閥》標(biāo)準(zhǔn)[3]4；常壓罐車用呼吸閥傾覆密封性試驗(yàn)，依據(jù)《道路運(yùn)輸易燃液體危險(xiǎn)貨物罐式車輛呼吸閥》標(biāo)準(zhǔn)[2]1。

2.2 一般要求

該標(biāo)準(zhǔn)中，呼吸閥校驗(yàn)機(jī)構(gòu)資質(zhì)、校驗(yàn)人員資質(zhì)和校驗(yàn)場(chǎng)地依據(jù)《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》等相關(guān)要求；呼吸閥定期檢驗(yàn)周期（每年至少1 次）的規(guī)定，依據(jù)《常壓儲(chǔ)罐完整性管理》（GB/T 37327－2019）標(biāo)準(zhǔn)[6-7]。

該標(biāo)準(zhǔn)中，試驗(yàn)方法的編制主要依據(jù)《低溫先導(dǎo)式呼吸閥》常溫下整定壓力和密封性試驗(yàn)[5]5?！兜缆愤\(yùn)輸易燃液體危險(xiǎn)貨物罐式車輛呼吸閥》標(biāo)準(zhǔn)中呼吸閥試驗(yàn)要求只針對(duì)罐式車輛呼吸閥進(jìn)行試驗(yàn)，罐式車輛呼吸閥的特點(diǎn)是壓力范圍小、體積小，不能滿足中、高壓呼吸閥的試驗(yàn)[2]1?！妒蛢?chǔ)罐附件第1部分：呼吸閥》標(biāo)準(zhǔn)中吸入壓力試驗(yàn)需要將呼吸閥旋轉(zhuǎn)180°，此試驗(yàn)方法只能針對(duì)特定結(jié)構(gòu)的呼吸閥，同樣具有很大的局限性[3]5。

《低溫先導(dǎo)式呼吸閥》依據(jù)試驗(yàn)容器升壓或抽真空模擬呼吸閥的工作原理，整定吸入壓力校驗(yàn)、整定呼出壓力校驗(yàn)和密封性試驗(yàn)，適用范圍廣，穩(wěn)定可靠，操作簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高[5]5-8。呼吸閥校驗(yàn)系統(tǒng)見圖1。

圖1 呼吸閥校驗(yàn)系統(tǒng)Fig 1 Breathing valve calibration system

2.3 校驗(yàn)實(shí)施

該標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)實(shí)施章節(jié)規(guī)定了校驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容主要包含整定呼出壓力校驗(yàn)、整定吸入壓力校驗(yàn)、密封性試驗(yàn)、泄漏量試驗(yàn)和顛覆性試驗(yàn)。其中，宏觀檢查屬于校驗(yàn)時(shí)需要做的檢查、拆卸、檢修和裝配工作，常壓罐車用呼吸閥和無法進(jìn)行解體檢查的呼吸閥不需進(jìn)行解體檢查；泄漏量試驗(yàn)由使用單位或校驗(yàn)機(jī)構(gòu)根據(jù)呼吸閥的工況特點(diǎn)選擇性試驗(yàn)；常壓罐車用呼吸閥須進(jìn)行顛覆式試驗(yàn)。具體校驗(yàn)內(nèi)容如表1所示。

表1 校驗(yàn)內(nèi)容Tab 1 Check content

呼吸閥外觀檢驗(yàn)。外觀檢驗(yàn)內(nèi)容包括：制造廠名稱/商標(biāo)、制造廠定型號(hào)、生產(chǎn)序列號(hào)/生產(chǎn)日期、開啟壓力、公稱直徑和其他需要特別說明的工作條件，呼吸閥表面變形、凹陷和裂紋等檢查；一般應(yīng)該對(duì)呼吸閥進(jìn)行解體，并清洗各零部件，檢查閥座、閥瓣、導(dǎo)向零件、彈簧和閥桿等部件有無損傷、變形、生銹和積垢，閥瓣啟閉是否靈活無卡阻，閥瓣與閥座的密封面是否銹蝕嚴(yán)重或者硬物劃傷。

呼吸閥整定呼出壓力校驗(yàn)。將被測(cè)呼吸閥安裝在呼吸閥校驗(yàn)系統(tǒng)裝置上，關(guān)閉負(fù)壓真空管路截止閥2，呼吸閥經(jīng)調(diào)節(jié)設(shè)定后，開啟壓縮氣源截止閥1，逐漸升高試驗(yàn)容器內(nèi)的試驗(yàn)壓力，觀察正壓表情況，在某壓力下，正壓突然停止上升，此時(shí)壓力表讀數(shù)為呼吸閥的整定呼出壓力，如采用壓力傳感器，顯示數(shù)值即為整定呼出壓力。呼吸閥整定呼出壓力校驗(yàn)的次數(shù)應(yīng)不少于3次。

呼吸閥整定吸入壓力校驗(yàn)。將呼吸閥安裝在呼吸閥校驗(yàn)系統(tǒng)裝置上，關(guān)閉壓縮氣源端的截止閥1，呼吸閥出口敞開，開啟負(fù)壓真空管路截止閥2，采用真空泵對(duì)試驗(yàn)容器抽真空，達(dá)到預(yù)定吸入壓力的80%時(shí)，調(diào)節(jié)截止閥2的開度，使試驗(yàn)容器內(nèi)的壓力緩慢降低，觀察負(fù)壓力表的壓力情況，在某壓力下，真空壓力突然回升跳動(dòng)，此時(shí)的真空壓力為呼吸閥的整定吸入壓力，如采用壓力傳感器，顯示數(shù)值即為整定吸入壓力。呼吸閥整定吸入壓力校驗(yàn)的次數(shù)應(yīng)不少于3次。

呼吸閥密封性試驗(yàn)。呼吸閥密封性試驗(yàn)在整定呼出壓力、整定吸入壓力校驗(yàn)合格后進(jìn)行。呼出密封性試驗(yàn)的內(nèi)容為，采用帶有引漏管的盲板封閉呼吸閥的出口端，升高呼吸閥的進(jìn)口端試驗(yàn)壓力，當(dāng)試驗(yàn)壓力為呼出整定壓力的90%時(shí)，保持試驗(yàn)壓力1 min，觀察引漏管的氣泡數(shù)并記錄；吸入密封性能試驗(yàn)的內(nèi)容為，采用真空泵對(duì)試驗(yàn)容器抽真空，使試驗(yàn)容器內(nèi)的壓力逐步降低，在呼吸閥設(shè)定吸入壓力90%的負(fù)壓狀態(tài)時(shí)，關(guān)閉抽真空泵的截止閥2，保持試驗(yàn)壓力1 min，觀察真空壓力儀表的壓力下降并記錄。

呼吸閥泄漏量試驗(yàn)。呼吸閥泄漏試驗(yàn)壓力為開啟壓力的0.75 倍，壓力值在微壓計(jì)上讀取。泄漏量為前后流量計(jì)讀數(shù)差（流量計(jì)精度等級(jí)0.5～1.0 級(jí)），每分鐘測(cè)讀1 次，測(cè)3 次取算術(shù)平均值，其結(jié)果應(yīng)滿足的條件如表2所示。

表2 呼吸閥泄漏量標(biāo)準(zhǔn)Tab 2 Leakage standard of breathing valve

呼吸閥泄漏量試驗(yàn)裝置見圖2。

圖2 泄漏量試驗(yàn)裝置Fig 2 Leakage testing device

呼吸閥傾覆密封性試驗(yàn)。呼吸閥傾覆密封性試驗(yàn)在整定壓力校驗(yàn)和密封性試驗(yàn)合格后進(jìn)行。試驗(yàn)方法依據(jù)《道路運(yùn)輸易燃液體危險(xiǎn)貨物罐式車輛呼吸閥》標(biāo)準(zhǔn)，將呼吸閥安裝在帶有水平轉(zhuǎn)軸部件的測(cè)試設(shè)備上，安裝狀態(tài)與設(shè)備正常工作時(shí)一致；將校驗(yàn)壓力施加在呼吸閥呼氣進(jìn)氣端，呼吸閥呼氣出氣端壓力應(yīng)為大氣壓力；將呼吸閥在正常使用安裝方向水平旋轉(zhuǎn)90°、180°和270°，在高于整定呼出壓力22 kpa的壓力下校驗(yàn)，保壓時(shí)間不少于15 s，并記錄[2]3。

2.4 校驗(yàn)結(jié)果評(píng)定

宏觀檢查結(jié)果評(píng)定：閥座/瓣密封面、導(dǎo)向零件、彈簧和閥桿等閥門零件存在損傷、銹蝕和變形等缺陷時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修理或更換；出現(xiàn)閥體有裂紋，閥瓣與閥座粘死，彈簧嚴(yán)重腐蝕變形等現(xiàn)象且呼吸閥無法維修，應(yīng)予以報(bào)廢。

呼吸閥整定呼出壓力和整定吸入壓力的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《低溫先導(dǎo)式呼吸閥》[5]3。常壓罐車呼吸閥允許偏差范圍依據(jù)《道路運(yùn)輸易燃液體危險(xiǎn)貨物罐式車輛呼吸閥》[2]2。呼吸閥的整定呼出壓力和整定吸入壓力在允許偏差范圍內(nèi)評(píng)定為合格，校驗(yàn)允許偏差如表3所示。

表3 呼吸閥開啟壓力允許偏差Tab 3 Allowable deviation of the opening pressure of breather valve

呼出和吸入密封性試驗(yàn)依據(jù)《低溫先導(dǎo)式呼吸閥》中規(guī)定：當(dāng)密封壓力為整定呼出壓力的90%時(shí)，持續(xù)保持壓力2 min，泄漏率達(dá)到每分鐘不超過5個(gè)氣泡的標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)呼吸閥在所設(shè)定整定吸入壓力的90%時(shí)，持續(xù)保持2 min，保壓時(shí)間內(nèi)壓力升高不超過吸入整定壓力的5%[5]3?？紤]其他標(biāo)準(zhǔn)的保壓時(shí)間小于20 s，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)對(duì)比，將保壓時(shí)間由2 min改為1 min較適合。

泄漏量試驗(yàn)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《石油儲(chǔ)罐附件第1部分：呼吸閥》對(duì)泄漏量的要求，傾覆密封性試驗(yàn)在保壓時(shí)間范圍內(nèi)不泄漏為合格，否則不合格[3]4。

3 應(yīng)用分析

某呼吸閥校驗(yàn)機(jī)構(gòu)根據(jù)《呼吸閥定期校驗(yàn)規(guī)則》對(duì)近1 年呼吸閥重大缺陷隱患檢驗(yàn)案例報(bào)告，漏氣、堵塞、粘結(jié)和卡死是呼吸閥的常見故障。

1）宏觀檢查。宏觀檢查內(nèi)容主要為閥體有無損傷、裂紋和銹蝕，緊固件有無松動(dòng)，防雨罩有無堵塞，防護(hù)網(wǎng)（防鳥罩）有無破損，銘牌是否完好，信息是否齊全等。經(jīng)檢查，呼吸閥存在的普遍問題是呼吸閥維護(hù)頻次不足，較多閥體出現(xiàn)腐蝕嚴(yán)重、防護(hù)網(wǎng)破損等現(xiàn)象，更換相關(guān)部件后避免了安全隱患。呼吸閥閥體腐蝕現(xiàn)象見圖3，防護(hù)網(wǎng)破損現(xiàn)象見圖4。

圖3 呼吸閥閥體腐蝕現(xiàn)象Fig 3 Corrosion phenomenon of breathing valve body

圖4 防護(hù)網(wǎng)破損現(xiàn)象Fig 4 Damage of protective nets

2）開啟壓力試驗(yàn)。試驗(yàn)過程中，部分呼吸閥出現(xiàn)超過標(biāo)準(zhǔn)開啟壓力未起跳，開啟壓力與標(biāo)準(zhǔn)值相差甚遠(yuǎn)等情況。針對(duì)類似情況，對(duì)閥門進(jìn)行拆解，發(fā)現(xiàn)配重塊偏離正常位置、呼吸閥堵塞等問題，更換相關(guān)部件后避免了安全隱患。呼吸閥配重塊偏離正常位置見圖5，堵塞現(xiàn)象見圖6。

圖5 呼吸閥配重塊偏離正常位置Fig 5 The breathing valve counterweight deviates from the normal position

圖6 呼吸閥堵塞現(xiàn)象Fig 6 Breathing valve blockage phenomenon

4 結(jié)束語

該標(biāo)準(zhǔn)的制定，著眼呼吸閥結(jié)構(gòu)原理和運(yùn)行工況，廣泛聽取了生產(chǎn)、使用等單位各方意見，并參考了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)形成統(tǒng)一的校驗(yàn)?zāi)Ｊ??！逗粑y定期校驗(yàn)規(guī)則》是國內(nèi)第1部關(guān)于呼吸閥定期校驗(yàn)規(guī)則的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了呼吸閥定期校驗(yàn)規(guī)則，細(xì)化了校驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)置、主要內(nèi)容和技術(shù)指標(biāo)的具體要求，其中呼吸閥整定吸入壓力、整定呼出壓力的試驗(yàn)方法、密封性試驗(yàn)和泄漏量試驗(yàn)測(cè)試方法科學(xué)、先進(jìn)、合理、可操作性強(qiáng)，為規(guī)范各單位開展呼吸閥的校驗(yàn)提供了科學(xué)性和可操作性的依據(jù)，并為使用單位提供了技術(shù)保障[4]1-5。