石 巍，徐建军

（江苏省特种设备安全监督检验研究院盐城分院，江苏 盐城 224000）

相对公称压力和公称通径的全启式安全阀的排放面积要比微启式安全阀大。 因此。当设计人员选用的是全启式安全阀，而图上只标明接口法兰的公称压力和公称直径（不少的压力容器图纸上如此标注），如使用单位选用了微启式安全阀，尽管安装了安全阀，却不能满足使用的要求。未来的发展需要与高科技充分融合，舍弃原有的落后压力容器安全阀，目前所使用的大多数为全自动压力容器安全阀。但是在实际应用中，对其磨损控制还有一些弊端，所以应该及时进行优化以及改进。

1 压力容器安全阀的原理及常见结构

安全阀在正常运行中会采用压缩弹簧体现力的平衡。螺旋圈形弹簧自身所产生的压缩量可以通过螺母进行调节，此类结构能够使安全阀正常的开启并调整自身的压力，弹簧在开启时安全阀内部的结构非常的紧凑，同时灵敏度也非常高，所以安装的位置较为随意，不会受到任何的限制。但是对于震动所带来的影响具有较小的敏感性，往往一般会安装在移动式的压力容器内部。此类安全阀自身也具备一定的缺点，主要是在荷能力较差，当自身载荷能力升高时，其压缩量也会随之增加，而此时受到的力也会随之增加。

安全阀有单独的控制系统，系统主要起到的作用是安全保护，所以如果一旦出现压力超标时，安全阀会采取打开的形式。将内部的空气排除，促使压力保持正常的状态，不会超过正常值，从而能够避免事故的产生。安全阀内部结构主要分为两大类，第一类是弹簧式，第二类是杠杆式。弹簧式指在密闭空间内依靠弹簧所产生的力来进行工作。杠杆儿式是采用杠杆的力量为主要作用力。另外还有一种被称之为脉冲式安全阀，这种安全阀也被叫做先导式安全阀，其安全性能较强，主要有两部分组成，一部分是安全阀，另一部分是辅助阀。

如果管道内所产生的介质压力已经超出正常的规定范围，那么此时辅助法会率先启动并打开，将内部压力卸除。介质会慢慢来到主安全阀，此时主安全阀呈现开启状态，内部的介质压力也会逐步下降，安全阀在进行排放时会达到一定的开启高度，此时也被分成两种，第一种是微启式开启，其内径可达（1/15）～（1/20），第二种是全启式是（1/3）～（1/4）。压力容器安全阀磨损控制需要构建较为完善的系统，然而这个系统具有一定的非线性，同时也具有一定的时变性。在常规使用dip进行控制的时候，会非常有效。

传统控制主要依赖于数学模型展开设计，所以现实得到关于工业中的精准数据模型比较复杂，再过去大多会选择传统控制理论，然而在实际应用中受到了限制。对操控较为熟练的工作人员来讲，一般只能依赖于经验以及感觉进行判断。在生产过程中能够及时作出响应，从而获得最佳的控制效果，然而在此方式中，并没有使用数学模型来进行分析，所以只能凭借着自己的经验。如果将人为的控制构建成为控制器，那么在相应的控制规则中能够由简单到复杂的进行控制，从而构建模糊控制。国外根据实际工作经验，自主研发了板期控制器，主要针对压力容器安全阀，在进行液压时展开控制，同时也对燃料品种进行优化。在国内关于这个领域的研究也非常多，王东风等针对多传感器信息融合技术展开了研究，针对压力容器安全阀的预测模块展开控制，但是在实际运行中还会出现不确定性。所以对于模型控制器进行优化，才可安全可靠地控制压力容器安全阀。目前所采用的安全阀如图1所示：

图1 压力容器安全阀

2 压力容器安全阀常见问题

2.1 安全阀选型不当

安全阀有不同的规格及型号，同时也会应用到不同的部位，但是在安装时，只要口径能够保持一致，一般都可以使用，所以安全阀口径与法兰的尺寸在匹配的情况大多可以安装，但并不完全确定。例如全启式安全阀在进行安装时，如果安全阀有突然关闭的情况，那么会产生一定的危险。充装蒸汽的容器如果使用了微启式安全阀，那么其排放能力持续下降，出现超压情况时，无法及时将介质排放，那么压力会不断地上升，而此时无法正常进行安全保护，此时气体存在于设备内。产生不正常的气压，非常的危险。

2.2 安全阀安装位置不当

压力容器安全阀要及时进行检验，如果在检验中没有发现任何问题而导致安全事故出现，会带来严重的后果，所以有些安装中出现的问题很难被检测到。尤其是针对安全阀的设置，如果安全阀接口没有及时密封，那么接口会出现血压漏气等情况，压力容器本身非常的复杂，所以应该有专门的开口，并且这个开口与安全阀在安装后的使用功能能够完全匹配压力容器，应该设置单独的安全阀接口，这也为今后的工作节省了时间。节省了人力和物力，同时为安装单位节省了很多的时间。最主要的是能够充分避免安全隐患，因为很多废气以及压力的排放无法及时展开计算，所以也无法获得保证，那么在安装中如果能够确保程序的正确，可以大大避免事故的产生。

在安全阀中有压缩弹簧，压缩弹簧的主要作用是能够平衡力的作用，尤其是螺旋圆形。弹簧，其结构较为紧凑，并且非常轻便，在使用中灵敏度非常高，所以可以安放在压力容器的任何位置，没有太多的限制，尤其是震动所带来的敏感性非常小，所以压力容器中使用这种弹簧非常合适。

2.3 压力容器的损伤模式

压力容器的损伤不仅仅有可能是使用过程当中所造成的损伤，也有可能在设计制造之初就存在有一定的损伤。压力容器不仅在制造的过程中，在对其部件进行冶炼、浇注等阶段的过程之中，有可能会产生气孔、未熔合裂纹等原始缺陷。而压力容器本身在制造过程当中有可能会出现这些缺陷的存在。而在压力容器自身的运行过程中，有可能会经历腐蚀、局部冲刷等情况，对压力容器造成一定的损伤。因此在对压力容器进行检验的过程当中必须要考虑以上多个方面的问题。合乎标准的安全阀如图2所示：

图2 安全阀质量证明书

2.4 腐蚀减薄

在上文当中已经简单地提到过，压力容器其实用于盛放液体或气体的密闭容器。因此在实际的生产过程当中，压力容器内部所承载的物体有可能会是一种腐蚀性气体或液体。而这些气体或液体在进行使用的过程当中，会对压力容器本身存在有一定的腐蚀。在一些情况下，即便这些液体或气体的腐蚀性不强、浓度不高，但是在长时间的使用情况下仍然会对压力容器内部产生一定的腐蚀性。而在长时间的使用之下，压力容器的壁厚，就会被一定程度上减薄。另外一些压力容器在进行使用的过程当中，往往会露天放置，压力容器的外壁也有可能被造成一定的局部腐蚀。因此检验人员在对压力容器进行检验的过程当中需要特别注意局部腐蚀的问题。

2.5 应力腐蚀

所谓的应力腐蚀是在腐蚀介质的作用下，在应力集中的部位，有可能会产生腐蚀裂纹扩展的现象。相比其腐蚀减薄而言，应力腐蚀这种情况对于压力容器的损害更为严重。同时，一些应力腐蚀所造成的裂纹极为的细微，检验单位在对此方面进行检测的过程当中，往往需要对压力容器表面进行极为仔细的检测才能够检测出来。在应力腐蚀发生的过程当中，有的应力腐蚀很慢、有的应力腐蚀很快，这些都与压力容器材料对该介质应力腐蚀的敏感性相关。对于应力腐蚀这一情况而言，介质浓度会对其产生较大的影响。在一般的情况下，对于应力相同，介质浓度越大应力腐蚀也越大；介质浓度越小应力腐蚀也就越轻微。除了介质浓度以外，温度也会对应力腐蚀产生一定的影响，温度越高，应力腐蚀的情况也就越严重；温度越低，应力腐蚀的情况也就越轻微。

3 压力容器安全阀应用案例及建议

2021年11月4日，江苏省应急管理厅与应急管理局对当地钢铁（集团）有限公司进行钢铁专项执法检查，发现该企业存在涉及“钢8条”的以下问题：炼钢厂连铸二作业区5号连铸事故钢水罐内有杂物，压力容器安全阀存在密封不严等隐患；连铸二作业区转炉一次除尘风机出口水封间未设置固定式一氧化碳监测报警装置；炼铁总厂新2号高炉作业区域内固定式一氧化碳监测报警装置未正常运行。以上行为违反了《安全生产法》第三十六条第一款、第二款和第四十一条第二款等规定，同时该企业还存在其他违法行为。针对上述情况，本溪市应急管理局依据《安全生产法》第九十九条第二项、第三项和第一百零二条等规定并结合自由裁量，责令该企业限期改正，并作出罚款人民币6万元的行政处罚决定。

3.1 保养

加强日常维护和保养，保持洁净，防止腐蚀和油垢、脏物的堵塞；经常检查铅封，防止他人随意移动杠杆式安全阀的重锤或拧动弹簧式安全阀的调节螺丝；为防止阀和阀座粘牢，根据承压设备的实际情况制定定期手拉（或手抬）排放制度，如蒸汽锅炉炉筒安全阀一般应每天人为排放一次，排放压力最好在规定最高工作压力的80%以上；发现泄漏应及时检修或更换，严禁用加大载荷（如杠杆式安全阀将重锤外移或弹簧式安全阀过分拧紧调节螺丝）的办法来消除泄漏。对于一些技术含量要求较高的设备对于操作人员的素质也会有很高的要求，所以两者之间的关系是相辅相成的。

设备的优良状态能够体现出操作工的素质，并且在点检中也能够获得更新的内容，对于随时可能发生的事情，要随时处理。设备要具有一定的管理体制，操作工的任务不仅局限在操作上，也要做好点检工作，同时对于操作工的思维也要随着设备的运营在改变。设备能够正常的运行，是生产产品的第一道防线，只有这第一道防线能够保证良好的状态。才能有更多的利益，这对于任何企业来讲都是有利的。相关点检人员需要做到熟悉规则，熟悉标准，并且熟悉每一个设备的结构以及原理，同时也要熟悉每一个设备在工作时的操作方法，做到能够正常运用设备，并且合理地进行操作。

另外还要具备管理设备的能力以及维护设备的能力。不仅仅是要操作设备，同时对于螺丝以及润滑油的添加等等都应该熟悉。在进行维护时，要具备一定的针对性，同时要受到质量以及环境等所带来的影响，设备要保持健康的状态，那么就要从客观原因进行分析。目前工业领域中以及较为发达的国家，正在搜寻更为可靠的零部件，在使用中避免设备过热或者是超负荷所导致的故障。

3.2 检验

通过不断的技术更新和改革，如今的生产方法更加现代化，零部件的结构设计更加科学化。对于检测技术及设备压力容器安全阀检验，我国当前已经有部分工业生产企业和专业技术人员进行研究和探索，并且将研究成果已经初步应用到设备压装生产当中，该技术主要是通过原有设备设施的技术改革来实现生产检测，近年来检测生产已经逐步被大多数生产企业所重视，并且发展趋势良好，该装置主要通过内部系统编程来精准控制设备生产的各项参数指标准确无误。系统会自动核实生产过程中的数据，如果发现生产数据存在偏差，系统会自行修复或者是停止生产，该方法的使用只需要在生产前将设备各生产参数输入到系统内部即可。并且该系统在智能生产结束后会将生产出的成品直接进行压力容器安全阀检验，通过精准的数据比对来实现压力容器安全阀检验和设备的自动化智能装配，该方法有效提高了压力容器安全阀检验与设备的装配合格率。另外该系统还配备智能图像扫描装置，通过智能机器人对零部件的精准扫描来了解各部件的主要数据结果，对需要进行连接的部位进行标注，便于在进行生产时对该部位进行精密处理，从而有效地达到压力容器安全阀检验和设备的完美契合。

4 总结

压力容器安全阀目前的发展趋于大型化，并且与超临界参数几乎接近，根据技术角度进行分析，压力容器安全阀技术必须要向着大型化的趋势去发展。通过打造超临界压力容器安全阀，可以达到最强大的可用率，保障最低的排放，磨损控制系统能够将循环流化床磨损控制技术从劣质改善成为高硫无烟煤，避免出现较大的磨损，促使CFB大型化技术具备较高的安全性、稳定性等，可更好地支持压力容器安全阀的磨损控制的展开。