摘要:在压力容器、工业锅炉等承压特种设备中,安全阀是基本安全附件之一,属于一种自动阀门装置,在保障锅炉、压力容器等安全运行中起着不可或缺的重要作用。将承压特种设备常用安全阀的修理与校验两方面作为研究重点,从解体拆卸和封面研磨对安全阀修理进行分析,从密封试验与整定压力校验对安全阀校验进行研究,以期提高安全阀运行安全性与可靠性。
关键词:承压特种设备;常用安全阀;修理;校验
安全阀是工业锅炉、压力容器和压力管道等承压特种设备的基本安全附件,是一种自动阀门,在承压特种设备超压的情况下,能自动开启,泄放掉多余的介质,保证锅炉、压力容器和压力管道等承压特种设备安全,待压力降到规定值时,能自动关闭并恢复密封,阻止介质的进一步流失。现将承压特种设备常用安全阀的修理与校验工作的主要工艺过程作简要介绍,对安全阀的修理与校验实践作归纳总结,供安全阀使用单位及相关技术人员参考。
1 常用安全阀的主要类型和特点
在工业锅炉的水泵出口、省煤器、汽包以及过热器出口集箱上都安装着适应不同介质、参数、工况的安全阀,压力容器和压力管道上也配备相应的安全阀。安全阀的种类、型式很多,低压小容量的老式锅炉上有静重式安全阀,有些锅炉上用杠杆式安全阀,但更多的是采用弹簧式安全阀。
1.1 静重式安全阀
静重式安全阀是一种结构简单,最原始的安全阀,完全靠重量产生负荷。这种安全阀密封性和回座性能都比较差,只能用在工作压力较低、容量较小的锅炉上。
1.2 杠杆重锤式安全阀
杠杆重锤式安全阀是静重式安全阀的进化型,采用杠杆原理减轻重锤重量,以适应压力和口径增大的需要。这种安全阀在启闭过程中阀芯(阀瓣)中心易发生偏移,因而阀芯正确回座及回座后的密封性能较差,容易发生卡阻。
1.3 弹簧式安全阀
弹簧式安全阀克服了上述两种安全阀的缺点,还具有相当好的启闭特性,适应各种运行工况需要,因此使用最广泛。弹簧式安全阀通过将螺旋弹簧压紧,使之产生弹性作用力传递到阀芯上,与阀座间的密封面产生密封力,从而达到密封目的。
2承压特种设备常用安全阀的修理
2.1解体拆卸
当承压特种设备安全阀出现故障时,往往需要对安全阀进行解体拆卸,但拆卸必须要按照既定的拆卸顺序来进行,禁止随意拆卸。以扳手安全阀为例对其进行拆卸时,首先拧去销和轴,将横杆取出,松动保护罩螺钉将保护罩取下,然后将阀杆上的提升螺母拧松下来,调整螺杆柱头侧面并在其上作一记号,同时在该记号正上方阀盖表面也打上一个记号,使用量尺测量两记号之间的距离,做好数据记录。调整螺杆并拧松螺杆上的锁紧螺母和连接阀体与阀盖的螺母,取出阀盖、阀杆、弹簧座及其组合件,消除弹簧上的预紧负荷。拧下调节圈固定螺钉对照记号,然后拆下调节圈。完成安全阀所有解体拆卸后,需要对阀座等进行检查,查看密封面是否受损以及受损的程度,若损害严重需要更换受损工件。
2.2封面研磨
为满足安全阀金属密封性要求,在修理安全阀时需要在拆卸后使用研磨工具与研磨剂对工件表面进行微研磨,使金属工件表面粗糙度较高,且几何形状与设计一致。以平面密封研磨为例,分粗研磨、半精研磨和精研磨三个过程,前两个研磨过程采用磨头或铸铁平板作为研磨工具,消除工件表面刮伤、挤压等痕迹,提高工件表面平整度。精研磨采用合金材料作为研磨工具,消除工件表面上的粗纹路,提高工件表面密封性。
2.3重新装配
对于拆卸完成的安全阀各种零部件进行彻底清洗,对研磨好之后的所有工件清除表面残留的研磨剂、磨料等杂物。清洗工作完成后,按照与解体拆卸顺序相反的顺序对所有零部件进行重新装配。即先将调节圈旋拧在阀座上,且位置与拆卸时留下的记号在同一处,使用软布将阀座密封面擦拭干净,依次将导向套、上调节圈、阀瓣等安装到阀体内部,同样位置与拆卸时留下的记号位置保持在同一处。安装阀杆、弹簧座和弹簧至相应的位置,拧紧阀盖与阀体之间的连接螺母,调整螺杆至对应记号位置处并拧紧,安装保护罩及固定螺钉。在整个装配过程中,每一安装环节都必须要防止对密封面造成破坏,保持密封面的完好,保证重新装配后的安全阀具有良好密封性,并为安全阀校验打好基础。
3安全阀的校验
在用锅炉压力容器安全阀定期校验,一般每年至少一次。经解体修理或更换部件的安全阀,应当重新进行校验。新安全阀或库存安全阀在投用安装前应进行校验。
3.1对校验单位、人员及设备的要求
安全阀的校验单位应具有与校验工作相适应的校验技术人员、校验装置、仪器和场地,并建立必要的规章制度。安全阀校验人员应具有安全阀的基本知识,熟悉并能执行安全阀校验方面的有关规程、标准并持证上岗。安全阀校验设备由校验台、气源和管路组成(见图2),配备的试验容器容积一般不小于0.5m3,储气罐容积一般不小于1.0m3,连接管道通径不小于25mm。
3.2安全阀校验项目
工业锅炉和压力容器安全阀的校验项目包括整定压力和密封试验,有条件时可以校验回座压力,整定压力试验不得少于3次,每次都必须达到TSGZF001-2006《安全阀安全技术监察规程》及其相应标准的合格要求。安全阀的整定压力和密封试验压力,需要考虑背压的影响和校验时的介质、温度与设备运行时的差异,并且予以必要的修正。安全阀现场校验和压力调整时,使用单位主管压力容器安全的技术人员和具有相应资格的检验人员应到校验现场确认。
3.3安全阀校验方法
3.3.1校验前的检查
安全阀校验前要对安全阀进行清洗,并且进行宏观检查,然后将安全阀解体,检查各零部件。发现阀瓣和阀座密封面、导向零件、弹簧、阀杆有损伤、锈蚀、变形等缺陷时,应进行修理或更换。对于阀体有裂纹、阀瓣与阀座粘死、弹簧严重腐蚀变形、部件破损严重并且无法维修的安全阀应该予以报废。
3.3.2整定压力校验
整定安全阀压力时,缓慢升高安全阀的进口压力,升压到整定压力的90%以后,升压速度应当不高于0.01MPa/s。当测到阀瓣有开启或见到、听到试验介质的连续排出时,则安全阀的进口压力被视为此安全阀的整定压力。当整定压力小于或者等于0.5MPa时,实测整定值与要求整定值的允许误差为±0.015MPa;当整定压力大于0.5MPa时,允许误差为±3%整定压力。
3.3.3密封试验
安全阀整定压力调整合格后,应该降低并且调整安全阀进口压力进行密封试验。当整定压力小于或者等于0.3MPa时,密封试验压力应当比整定压力低0.03MPa;当整定压力大于0.3MPa时,密封试验压力为90%整定压力。当密封试验以气体为试验介质时,对于封闭式安全阀,可用泄漏气泡数表示泄漏率,合格标准按照GB/T12243-2005《弹簧直接载荷式安全阀》标准或其他安全技术规范的规定;对于非封闭式安全阀,在一定时间内未听到气体泄漏声,即可认为密封试验合格。当密封试验以水为试验介质时,试验方法和要求应当符合GB/T12243-2005《弹簧直接载荷式安全阀》标准的有关规定。
3.4安全阀校验记录、铅封和报告
安全阀校验应当做好记录、铅封,并出具报告。校验过程中,校验人员需要及时记录校验的相关数据;经校验合格的安全阀,需要及时重新铅封,以防止调整后的状态发生改变;铅封处须挂标牌,标明校验单位名称,校验编号,整定压力和下次校验日期等参数;校验合格的安全阀需要根据校验记录出具安全阀校验报告,并且按校验单位质量管理体系的要求签发。
4总结
通过本文对承压特种设备常用安全阀修理与校验的简单分析可以了解到,安全阀修理包括解体拆卸、封面研磨、重新装配等多个环节,每个环节都需要严格按照既定的顺序与规范进行,而安全阀校验也必须要全面把握各注意事项。只有这样承压特种设备安全阀的设计、安装与使用才能得到较好保障,为设备的安全运行奠定坚实基础。
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