许多国家对安全阀的设计、制造、使用和管理制定了相关标准和法规(表14-1)。
安全阀是一种自动阀门,它的设计是一个系统性问题,既要考虑安全阀本身的有关因素,又要考虑被保护系统的各种情况对zui终的产品的影响:因此,在设计时需要对引起超压的各种因素进行综合分析、判断,才能确保安全阀的设计合理、安全和可靠。
安全阀的设计主要考虑结构和性能设计内容。结构设计包括阀体结构、密封结构、阀座结构、阀瓣结构、背压平衡结构、紧急提升机构;性能设计包括阀门喷嘴、弹簧以及被保护系统的优化组合设计。
安全阀相关标准和法规是安全阀设计的基本依据。在表14-2中列出了国内和国外相关的安全阀标准。
编号  | 法规、规程和技术标准名称  | 
1  | 特种设备安全监察条例  | 
2  | 安全阀安全技术监察规程(TSG ZF001—2006)  | 
3  | 安全阀维修人员考核大纲(TSG ZF002—2005)  | 
4  | 固定式压力容器安全技术监察规程(TSG R0004—2009)  | 
5  | 移动式压力容器安全技术监察规程(TSG R0005—2011)  | 
6  | 压力容器定期检验规则(TSG R7001—2004)  | 
7  | 锅炉安全技术监察规程(TSG G0001—2009)(征求意见稿)  | 
8  | 安全阀一般要求(GB/T 12241—2005)  | 
9  | 压力释放装置性能试验规范(GB/T 12242-2005)  | 
10  | 弹簧直接载荷式安全阀(GB/T 12243—2005)  | 
11  | 石化工业用钢制压力释放阀(GB/T 24920—2010)  | 
12  | 石化工业用压力释放阀的尺寸确定、选型和安装第1部分:尺寸的确定和选型(GB/T 24921. 1 一2010)  | 
13  | 石化工业用压力释放阀的尺寸确定、选型和安装第2部分:安装(GB/T 24921. 2-2010)  | 
14  | 压力容器第1部分通用要求(GB150.1—2011)  | 
15  | 电站安全阀技术条件(JB/T 9624—1999)  | 
16  | API Std 520 Part 1炼油厂泄压装置的定径、选择和安装一定径和选择 API RP 520 Part 2炼油厂泄压装置的定径、选择和安装一安装 API Std 526钢制法兰泄压阀 API Std 527泄压阀阀座的密封性 API RP 576泄压装置的检查 ASME锅炉与压力容器规范第I卷动力锅炉建造规则安全阀和安全泄放阀ASME锅炉与压力容器规范第珊卷*册压力容器建造规则泄压装置ASME PTC 25压力泄压装置——性能试验规范  | 
序号  | 标准代号  | 标准名称  | 
1  | GB/T 12241  | 安全阀一般要求  | 
2  | GB/T 12242  | 压力释放装置性能试验规范  | 
3  | GB/T 12243  | 弹簧直接载荷式安全阀  | 
4  | GB/T 24920  | 石化工业用钢制压力释放阀  | 
5  | GB/T 24921. 1  | 石化丁、丨卩用压力释放阀的尺寸确定、选型和安装第1部分:尺 寸的确定和选型  | 
6  | GB/T 24921. 2  | 石化T业用压力释放阀的尺寸确定、选型和安装第2部分: 安装  | 
7  | JB/T 9624  | 电站安全阀技术条件  | 
8  | JB/T 6441  | 压缩机用安全阀  | 
9  | ISO 4216-1  | 超压保护装置一第1部分:安全阀  | 
10  | ISO 4216-2  | 超压保护装置一第5部分:可控制的压力泄放系统  | 
11  | ISO 4216-4  | 超压保护装置一第4部分:先导式安全阀  | 
12  | ISO 4216-5 '  | 超压保护装置一第5部分:受控安全泄压系统  | 
13  | .ASME锅炉及压力容器规范第工卷  | 动力锅炉建造规则安全阀和安全泄放阀  | 
14  | asme锅炉及压力容器规范第n卷  | 核动力装置设备建造原则  | 
15  | ASME锅炉及压力容器规范第VD1卷  | 压力容器建造原则泄压装置 ,  | 
16  | ASME PTC 25  | 压力释放装置性能试验规范  | 
17  | DIN3320  | 安全阀安全关闭阀  | 
18  | 德国压力容器规范AI>A2  | 防超压安全装置一安全阀  | 
19  | 德国蒸汽锅炉技术规范TRD421  | 压力泄放装置-用于I、n、in、iv组蒸汽锅炉的安全阀  | 
20  | BS 1123  | 空气储器及压缩空气装置用的安全阀、仪表和其他安全附件 规范  | 
21  | BS6759  | 蒸汽及热水用安全阀技术规范  | 
22  | BS6759第四部分  | 安全阀及安全阀弹簧  | 
23  | JIS B8210  | 蒸汽及气体用弹簧安全阀  | 
24  | API Std 520 Part 1  | 炼油厂泄压装置的定径、选择和安装一定径和选择  | 
25  | API RP 520 Part 2  | 炼油厂泄压装置的定径、选择和安装一安装  | 
26  | API Std 526  | 钢制法兰泄压阀  | 
27  | API Std 527  | 泄压阀阀座的密封性  | 
序号  | 性能指标  | ISO 4126-1— 2004  | ASME I — 2007  | ASME VIA— 2007  | GB/T 12241— 2005  | GB/T 12243— 2005  | GB/T 24290— 2010  | 
  | 整定压力(/>S)偏差  | ||||||
  | ps^:0. 5  | 土 0.015  | 士 0. 015  | 士 0.015  | 士 0.015  | 士 0.015  | 0.015  | 
1  | 0. 5<ps<2(2. 3)  | ±3% 夕 s  | 士3%fs  | 土3%ps  | 
  | 士 3% 夕 s  | 士 3%ps  | 
  | 2(2.3)</>s<7  | 士 3% 夕 s  | 士 0. 07  | 
  | 士  | 士 0. 07  | ±3%,s  | 
  | Ps>7  | ±3%/>s  | 
  | ±3%/>s  | 士  | 
  | 
  | 
2  | 排放压力pd  | 不超过1. IPs与ps+0. OlMPa 的较大者  | ^1. 03 ps  | ^^1. 1 ps  | 按标准或规范 的规定  | <1. 03 ps  | ^1. 03 ps  | 
3  | 启闭压差 A/>bL  | zui小为2%>s, zui大为 与0. 03MPa的较 大者  | ^A%ps i  | <(5%〜 7%)ps  | 可调阀门2.5%< A/>bL<7% 或A/>bL^15%/>sps^O. 3 A/>bL^0. 03 小口J调阀门 厶/>bL<15%/>s  | ps^O. 4 A/>bL^0. 03 或0. 04 />s>0. 4A/>bL<7%(4%) 或10%/)s  | 可调阀门A/>bL zui小为(5%〜 7%)/>s,zui大为15%/>s 与 0.03MPa 的较大者; + 口丨调阀门 A/>bL^15% ps与 0. 03MPa 的较大者  | 
安全阀的主要性能指标包括排放压力、启闭压差、整定压力偏差等动作性能指标,用密封试验压力和允许泄漏率来表示的密封性能指标。不同的标准或规范对安全阀的性能要求有不同的要求和规定,表
序号  | 性能指标  | ISO 4126-1— 2004  | ASME 1— 2007  | GB/T 12241— 2005  | GB/T 12243— 2005  | GB/T 24290— 2010  | 
  | 整定压力(/>s)偏差Aps  | |||||
1  | ps^O. 5  | 土 0.015  | 士 0.015  | 士 0.015  | 士 0.015  | 士 0.015  | 
  | ps>0. 5  | 士 3%/>s  | ±3%/>s  | 士 3%/>s  | ±3%ps  | 士 3%ps  | 
2  | 排放压力Pd  | 不超过1. 1 Ps 与/>s+o. 01 MPa的较大者  | ^^1. lps  | 按标准或规范的规定  | ^^1. 1/>S  | ^^1. 1 ps  | 
3  | 启闭压差  | zui小为2%/>s, zui大为15%ps 与 0. 03MPa 的较大者  | <(5%〜7%)ps  | 可调阀门2.5%< A/>bL^7% 或 <15%psps^:0. 3MPa ApbL^O. 03MPa + 口丨调阀门 A/>bL^15%/)s  | ps^O. 2MPa A/)bl<0. 03MPa(金属 密封)△/>bL<0. 05MPa (非金属密封)ps>0. 2MPa A/>bL^l o%ps (金属 密封) A/>bL<25%/>s(非金属 密封)  | 可调阀门zui小 为(5%〜7%)夕s, zui大为15%/>s 与0. 03MPa的较大 者;小…调阀门ApbL^15/^/>s 与 0. 03MPa 的较大者  | 
序号  | 性能指标  | ISO 4126-1— 2004  | ASME VE— 2007  | GB/T 12241— 2005  | GB/T 12243— 2005  | GB/T 24290— 2010  | 
  | 整定压力(/>s)偏差Ups  | |||||
1  | ps^O. 5  | 士 0. 015  | 士 0.015  | 士 0.015  | 士 0.015  | ±0. 015  | 
  | />s>0. 5  | ±3%/>s  | 士3%/>s  | ±3%/>s  | ±3%ps  | ±3%/>s  | 
2  | 排放压力Pa  | 不超过1. lps与 />s+0.01 MPa的较大者  | ^^1. \ps  | 按标准或规范 的规定  | <1. 2ps  | <1. 2ps  | 
3  | 启闭压差A/>bb  | zui小为2. 5%/>s, zui大为20%ps与 0. 06MPa 的较 大者  | <(5% 〜7%)>s  | 3 A/>bL^0. 06 夕s>0. 3A/>bL^20%ps  | 3 A/>bL^0- 06 ps^>0. 3 A/>bL^20%/>s  | Ps^:0. 3 A/>bL^0. 06 ps>0. 3 A/>bL^20%/?s  | 
项 目  | GB/T 12243—2005  | API Std 527  | GB/T 24920—2010  | 
密封试验压力A  | ps^:0. 3 时:pt = ps~0. 03 ps^>0. 3 时:/>t =90%/>s  | ps^O. 345 时:pt=ps~0.0345 Ps>0. 345 时:/>t = 90%/>s  | ps^:0. 345 时:pt=ps~0.0345 Ps>0. 345 时:/>t = 90%/>s  | 
zui大允许 泄漏率 /(气泡数/mm)  | 流道直径办<16mm  | 流道代号<?  | 流道代号<?  | 
/>s<6.9 时:40 泡  | ps<6.9 时:40 泡  | />s<6.9 时:40 泡  | |
6. 9〜10.3 时:60 泡  | 6. 9〜10.3 时:60 泡  | 6. 9〜10.3 时:60 泡  | |
10. 3〜13.8 时:80 泡  | 10. 3〜13.0 时:80 泡  | 10. 3〜13.8 时:80 泡  | |
/>s>13.8 时:100 泡  | />s>13.0 时:100 泡  | 乂>13.8 时:100 泡  | |
流道直径(io>16mm  | 流道代号>?  | 流道代号>?  | |
/>s<6.9 时:20 泡  | />s<6.9 时:20 泡  | />s<6.9 时:20 泡  | |
6. 9〜10.3 时:30 泡  | 6. 9〜10.3 时:30 泡  | 6. 9〜10.3 时:30 泡  | |
10. 3〜13.8 时:40 泡  | 10. 3〜13.0 时:40 泡  | 10. 3〜13.8 时:40 泡  | |
13. 8〜17.2 时:50 泡  | 13. 0〜17.2 时:50 泡  | 13. 8〜17.2 时:50 泡  | |
17. 2〜20.7 时:60 泡  | 17. 2〜20. 7 时:60 泡  | 17. 2〜20.7 时:60 泡  | |
20. 7〜27.6 时:80 泡  | 20. 7〜27.6 时:80 泡  | 20. 7〜27.6 时:80 泡  | |
ps>27.6 时:100 泡  | />s>38.5 时:100 泡  | 仏>27.6时:100泡  | |
非金属弹性材料密封面的安全阀,不允许有泄漏(0泡/min)  | |||
项目  | GB/T 12243—2005  | API Std 527  | GB/T 24920—2010  | 
  | ps^O. 3 时:pt =ps—0. 03  | ps^O. 345 时:pt=ps~0. 0345  | ps^O. 345 时:pt=ps~0.0345  | 
密封试验压力A  | ps>0. 3 时:/>t = 90%ps 或zui低 回座压力(取较小者)  | />s>0. 345 : />t= 90 ps  | ps>。* 345 时:= 90%/>s  | 
zui大允许泄漏率  | 用目视或听音的方法检查安 全阀的出口端,应未发现泄漏 现象  | 以黑色背景下用目视或听音的方法检查安全阀的出口端, lmin没有听得见或可看得见的 泄漏  | 以黑色背景下用目视或听音的力法检查安全阀的出口端, 应无可由听觉或视觉感知的 泄漏  | 
项 目  | GB/T 12243—2005  | API Std 527  | GB/T 24920—2010  | |||
密封试验压力A  | ps^O. 3 时2pt=ps~0. 03  | ps^O. 345 时:pt=ps~0. 0345  | ps^O. 345 时:pt=ps~0. 0345  | |||
ps>0.3 时:A = 90%>s  | ps>0. 345 时:pt = 90 °/ops  | ps>0. 345 时:pt =90%/>s  | ||||
zui大允许泄漏率/(cmVh)  | DN^25mm  | DN^>25mm  | DN^25mm  | DN!>25mm  | DN^25mm  | DN>25mm  | 
10  | 10CDN/25)  | 10  | 10CDN/25)  | 10  | 10CDN/25)  | |
非金属弹性材料密封面的安全阀,lmin不允许有泄漏  | ||||||
①设计的产品必须满足用户实际使用的所有要求。
②保证实际使用的前提下,所设计的产品应是的(如选型、用材等方面)。
③如何使安全阀的综合性能达到标准是设计人员的首先原则。
④尽可能多地对设计产品做型式试验,以获取性能参数作为设计依据。
⑤正确设计弹簧的刚度,以便内部零件结构的匹配更合理,设计的产品便于装拆和维修。
⑥有较长的使用寿命(包括维修后的寿命)。
由于安全阀使用的介质繁多,总体可归纳为三种状态,即蒸汽、气态和液体(临界状态是一种特例)。 有时,设计人员借助于冷态试验的手段,对安全阀所得出合格的性能数据,但用于重油(沥青)等介质性能又不一定理想,设计人员又不可能在各种介质的工况条件下做性能试验,这就使得安全阀的设计不能照搬哪种成熟产品模式,而是要根据不同介质的实际使用状况,设计出弹簧刚度适当,内件结构合理的产品。当然,安全阀设计原则zui终是要让用户得到满意的产品。但设计好产品的捷径,主要还是来自现场实践经验的积累。
来源:上海自动化仪表销售网(www.40017.net)
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