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SYT 6499-2017 泄压装置的检测.pdf先导式安全泄放阀一般不用于下列情况: a)设备中流体很脏时,或者除非采取特殊措施进行处理(例如过滤装置、管线吹扫自动检验器 等)否则可能有污垢或凝固体(如水合物、蜡或水)的在役设备。 b)设备中液体黏稠时,由于黏液通过先导阀内相对较小的通道时,先导阀操作时间明显增加。 c)存在易在阀内发生聚合反应的蒸气时。 d)介质工作温度超出所选膜片、密封片或O型环的安全极限的装置中。 e)当承载流体与膜片、密封片或O型环的化学兼容性存在疑问时。 f)腐蚀的积聚阻碍了先导阀的开启。
4.9压力和/或真空通气阀(呼吸阀)
压力和/或真空通气阀(也叫压力或真空泄放阀)是自动压力或真空启动泄压装置GB50496-2009 大体积混凝土施工规范,它由受保护 设备中的压力或真空负压力驱动。压力或真空通气阀可分为下列三种基本类型: a)载重盘式通气阀,见图10。 b)先导式通气阀,见图7。 c)弹簧配重盘式通气阀,见图11。
图10载重盘式通气阀
图11弹簧配重盘式通气阀
压力和/或真空通气阀常用于保护常压和低压储罐免受压力过大造成损坏。由压力放空 放空阀组成的单一装置,通常也叫常规通气阀,用在装载闪点低于38℃的原料的常压储罐 用于存储重质油。
玉力和/或真空通气阀通常不用于整定压力大于103kPa的设备。
爆破片装置是一种由装置入口和出口静压力差驱动的非重闭式的泄压装置,其功能通过爆破片的 爆破而实现。爆破片装置包括爆破片夹持器和爆破片(见图12)。 a)爆破片是承压件,也是压力和温度感应元件。爆破片被设计成几种形状,例如平面型、有拱 型的(预拱的),或反拱型。爆破片由其夹持器固定。 b)非破碎性的爆破片被设计和安装在其他管道组件的上游,例如泄压阀,并且在阀片弹起时并 不会减弱这些附件作用。 c)爆破片夹持器紧靠于爆破片并夹紧爆破片在适当位置。 尽管一些爆破片被装置在无支架的标准法兰之间,但通常爆破片需要一个爆破片夹持器。
4.10.2爆破片装置类型
4.10.2.1常规爆破片
常规拱型爆破片是当超压作用在凹面上时爆破的一种预拱实体金属片,被设计为当凹面一侧超压 时,爆破片爆破(见图13)。 当操作压力是盘片额定爆破压力的70%或者更低并且温度变化和存在有限压力循环时,带水平 底座或倾斜底座的常规圆形爆破片的设计通常提供了较好的使用寿命。如果存在真空或背压,阀片必 须安装一个真空支架来防止弯曲或者挤压。真空支架是为连续工作在全真空或半真空状态下设计的, 对于超过103kPa的背压需要专门设计的爆破片。常规拱型爆破片在弹起后会破裂。
图12爆破片装置一典型夹具中的爆破片
4.10.2.2刻槽拉伸型爆破片
图13常规拱型爆破片
刻槽拉伸型爆破片沿着槽线开启(见图14)。这种类型爆破片允许它的爆破压力接近操作月 常为操作压力的80%~90%)。因为槽线控制开启模式,所以这种类型爆破片是无碎片型的。
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槽拉伸型爆破片比同一爆破压力下无槽的爆破片的制造材料要厚。这种爆破片是用机械性的刻槽来控 制爆破压力和爆破模式。增加的原料厚度同时也增加了它的抗机械损坏性;大多数情况,在爆破片没 有附加的独立真空支架下,能承受全部真空
4.10.2.3复合爆破片
图14刻槽拉伸型爆破片
复合爆破片是由水平或拱型的金属片或非金属多片构造而成的爆破片。当超压作用在凹面上时, 拱型复合爆破片发生爆破。当超压作用在制造商所设计的端面时,水平复合爆破片发生爆破。 有水平底座或有角度底座的拱型复合爆破片,在有限的循环压力和温度波动下允许操作压力达到 爆破压力的80%。爆破压力通过裂缝顶部和顶部下面的金属或非金属密封元件的组合进行控制。复合 爆破片的爆破压力低于常规拱型爆破片压力并且由于使用抗腐蚀材料,它的使用寿命要相对较长。当 顶部是非金属密封时,裂缝顶部对于爆破片可以提供预定开启模式,可以减小脆化。与常规爆破片相 同,当存在真空或背压情况下也需要支架。 水平复合爆破片可以用在保护低压容器或者隔离设备如排气汇管或泄压阀出口。如果仅仅作为腐 蚀隔层,水平爆破片的操作压力可以是额定爆破压力的50%,并且通常安装在成对法兰之间而不是安 装在特定的爆破片夹持器中。这种爆破片在两方向都可工作,这就提供了正压力和真空保护。
4.10.2.4反作用的爆破片
反作用的爆破片是一种拱型实体金属片,当超压作用在凸面时发生爆破。反作用的爆破片通过 法打开:剪刀、利刃、刀环或刻槽线(见图15和图16)。 反作用的爆破片允许系统操作压力与爆破压力接近,不能超过额定爆破压力的90%。由于反作
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的爆破片通过超压作用在凸面上从而爆破,可以使用更厚的金属原料,因而应改进它的抗腐蚀性, T 需要真空支架,并且在压力/真空环境和温度波动情况下,使用寿命更长。当用刀片检验反作用的爆 破片时应小心操作。如果刀片变钝可能无法切断爆破片,从而导致更高的超压。
图15反拱型刻槽爆破片
4.10.2.5石墨爆破片
图16带刀片的反作用的爆破片
石墨爆破片是由石墨中浸人粘合材料制成并被设计成通过弯曲或剪切来发生爆破(见图17)。 石墨爆破片具有抗多数酸、碱和有机溶剂的能力。通常允许达到额定爆破压力的70%。当爆破片 的整定压力为103kPa或者更小时,需要支架。当在较高背压的情况下也可能需要支架。石墨爆破片 在破裂情况下发生碎裂:在某些装置中需要提供收集碎片措施。
爆破片装置有时用于下列情况: a)保护泄压阀上游一侧免受系统流体的腐蚀。 b)保护泄压阀以防止黏性流体或易聚合产品将其阻塞或粘结。 c)若被保护系统能够允许爆破片破裂时工艺中断或流体损失,可以代替泄压阀。 d)如果要求极快速反应可替代泄压阀。 e)当工作压力和破裂压差很大时,可作为辅助泄压装置,视所选爆破片的种类而定。 f)保护泄压阀下游一侧免受汇管流出流体的腐蚀或大气腐蚀。 g)将工艺/产品渗漏减小到最小并降低难以发现的泄漏。 正确地接收、存储、搬运和安装爆破片对于其良好运行是很重要的,制造商的安装说明,尤其是
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那些关于紧固螺栓扭力矩的限制,应认真执行。 当采用刀刃切割法令爆破片开启,爆破片常常不能适时打开时,应咨询制造厂商有关这种类型爆 破片的安装与维护。
在泄压阀入口的爆破片与阀(见图18)之间应插装一块压力表、一个旋塞、一个排气通道或 决适用的计数显示器,以便对爆破片或渗漏情况进行检验。因为爆破片在指定的压差下爆破,爆破片 下游端的压力增加可能阻止爆破片的超压保护能力
图18 反拱型爆破片组件与安全泄放阀的组合
预拱式金属爆破片的安装应使压力作用在凹面;对于平面金属爆破片,被保护系统的工作压力通
常限制在爆破片预设爆破压力的65%~85%,准确的百分比视所用膜片的类型而定。 在正常工作条件下,预拱式金属爆破片的工作寿命是1年。尤其在高温工作条件下,它们会因遭 受相对迅速的蠕变应力而损坏。如果不进行定期更换,它们可能在常压下无任何警示而失效。 爆破片凹面反向使用时,工作压力可能达到更高的压力(最高为爆破片设计压力的90%)。如果 膜片的凹面被安装在压力源一侧时,由于工作压力波动和周期变化引起的疲劳较小,因而爆破片寿命 比预期要长。绝大多数反向凹面膜片不应用于充满液体的设备。然而,如果膜片凹面装有一个支撑气 袋,且经膜片制造商同意,则可以考虑用于液体设备。由于寿命有限,应定期更换爆破片,更换频次 参考制造商的推荐。 非渗透石墨爆破片与反凹面安装金属型爆破片的优缺点几乎相同。然而有非渗透石墨膜片时,管 路布置要复杂一些,而且在管路中因法兰螺栓紧固力不均匀或管道热应力会使爆破片破裂。 易断裂的爆破片,如常规爆破片和石墨爆破片,通常不安装在泄压阀上游,除非提供有保护泄压 阀人口免遭破碎的措施。 当拆除爆破片进行检验或当相连的泄放阀在维修时,爆破片容易损坏;如果再次使用,爆破片会 过早失效。在每次维修间隔期间更换爆破片将会减小爆破片损坏和提前失效的概率。
1.1 几乎所有类型的腐蚀都会出现在炼厂和化工厂中,腐蚀是泄压装置出现的大部分问题的基 腐蚀通常表现为:凹坑或阀门部件断裂、腐蚀残渣妨碍活动部件动作、泄放装置材料普遍 19至图25表明腐蚀对泄压阀的影响。除内部部件以外,露在外部的螺栓易受环境腐蚀的侵害
图25酸气介质中的蒙乃尔合金爆破片的腐蚀
过选择适宜的装置或材料来减慢或防止腐蚀过程。阀发生渗漏后,由于流体在阀门的上部 环流动,可加速活动部件的腐蚀,应考虑采取适当的维护。图26所示保护涂层隔离了某 了腐蚀保护。
图26 涂有防腐环氧漆的阀体、阀帽
5.1.3为防止阀门内部部件的腐蚀,某些情况下,在泄压阀入口或出口加装爆破片装置。 5.1.4在许多情况下,采用不同结构的阀可能避免、减少甚至可以控制腐蚀的影响。在泄压阀上使用 0型密封圈有时能阻止在阀座表面的渗漏,并且消除阀的工作部件上的腐蚀(见图3)。然而在应力 下由于温度、老化或膨胀而引起的劣化(使使用寿命缩短)使O型环弹性材料使用寿命有限。波纹 管密封可以防止由于腐蚀性流体而使弹簧盖空间和排放侧免受所装载流体的腐蚀(见图5)。
由于必须尽量减小载荷压差,以防止承载流体渗漏,应使金属泄压阀阀座表面的粗糙度必须 光谱三段(0.0008838mm)的可选精密度。阀座表面的任何缺陷都将导致设备中阀的失效。 在炼油或化工装置设备中的许多原因使阀座受损,包括下述情况:
a)腐蚀。 b)当阀开启时颗粒物进人阀门,例如矿物质、焊渣或炉渣隧道工程喷射混凝土施工方案,腐蚀沉积物,碳焦或脏物 可能损伤其接触的阀座,而大多数泄压阀需要阀座接触面的紧密性高。在维修或使 都可能出现这种破坏。
c)阀入口管不合适、过长或者管线堵塞,将导致阀受水击作用。来自阀座下方的压力足够大时, 可将阀打开。然而,流体一进入,连接管内的压降就越来越大,以至于压力下降、阀关闭。 阀门就形成开、闭循环,且循环速度越来越快,阀座表面不断因水击受损,有时这种损伤无 法修理,图27和图28所示为阀座表面受水击和频繁的压力波动的破坏情况。
图27水击引起的阀瓣密封面变形
图28阀整定压力与工作压力差太小引起阀频繁开 启从而造成阀座和阀瓣的损伤
d)维护期间的操作不当,例如阀部件的碰撞、摔落、震动或划伤。 e)阀安装后阀座表面的渗漏。这种渗漏会引起划痕或阀座表面腐蚀,从而导致阀座受损,并逐 渐恶化。其原因可能是维护或安装不当,诸如零件不对中、支撑不当引起管路应变或排放管 路无支撑。其他常见原因还有阀杆不同心,弹簧与弹簧垫圈装配不当,弹簧垫圈与它们各自 的支撑点间或阀杆与阀瓣及阀瓣支撑件之间的受力不均,因此应目测检查阀杆检测是否有直 度偏差。在弹簧服役期间,弹簧及其垫圈作为一个整体使用。阀座的泄漏也可能由于操作压 力太接近阀门的整定压力导致的。 f)泄放环路设定不合理。这种情况导致泄压阀产生水击现象。对用于液体和蒸气介质的泄放阀, 厂商应提供特定的泄放环路设定。 g)对于载荷泄放装置,泄压阀的严重超载可能引起阀的突然关闭,引起阀瓣和阀座表面的损坏。
5.3.1弹簧失效有两种形式:一种是弹性减弱,导致整定压力降低和阀过早开启;第二种是弹簧机械 性失效(全部断裂),导致阀开启失控。 5.3.2虽然某些弹簧材料在高温工况下使用会导致弹簧弹性减弱或失效,但弹簧失效一般都是由腐蚀 引起的。在炼厂中,表面腐蚀和应力腐蚀开裂是两种最常见的失效类型。 5.3.3表面腐蚀逐渐侵蚀弹簧表面,弹簧的横截面积逐渐减少,直至无法提供充分、必需的弹力。腐 蚀也可能产生凹坑,使应力增加及引起弹簧表面裂纹,进而导致弹簧失效(见图29)。 5.3.4应力腐蚀开裂有时会迅速引起弹簧失效。这种腐蚀很危险,因为在弹簧断裂前很难被检测出。 图30所示为由应力腐蚀开裂引起的弹簧脆性失效。硫化氢(HS)容易引起弹簧的应力腐蚀开裂。因 为弹簧材料的强度、硬度和热处理会影响它的抗应力腐蚀开裂性能,对易受影响的设备应咨询相应的 制造商来选择合适的弹簧。 在腐蚀经常发生的地方,可以采取以下三种预防措施: a)选用能有效抗腐蚀的弹簧材料。 b)弹簧可以用波纹管隔离。某些先导式泄压阀装有把导阀弹簧与工艺介质隔开的薄膜或活塞。 c)根据使用温度和环境,用适宜的抗腐蚀镀膜包覆弹簧。
DG/TJ08-19-2011标准下载图29腐蚀引起的弹簧失效
图30应力腐蚀引起的弹簧失效