壓力容器安全附件的安全管理技術(shù)

摘要：安全附件是壓力容器安全穩(wěn)定使用的保證，應(yīng)引起高度重視，本文對壓力容器安全附件的作用、種類、結(jié)構(gòu)、安裝等各方面進行分析，并對相關(guān)問題進行了討論。

關(guān)鍵詞：壓力容器；安全附件；管理

中圖分類號：TH49 文獻標識碼：A 文章編號：1006-6675（2013）15-

一、概述

隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，鋼制壓力容器在我國的應(yīng)用越來越廣泛，其中，存儲容器（儲氣罐），特別是中、高壓儲氣罐的需求大量增加。但由于各使用單位對壓力容器的管理不到位，致使事故發(fā)生，特別是對壓力容器的安全附件日常管理和相關(guān)安全管理技術(shù)了解不全面，無法確保壓力容器在安全有效狀態(tài)下運行。本論文將對壓力容器安全附件的作用、種類、結(jié)構(gòu)、安裝等各方面進行全面的分析。

安全附件是承壓設(shè)備安全運行的重要組成部分。選用安全附件應(yīng)滿足兩個基本要求，即：安全附件的壓力等級和使用溫度范圍必須滿足承壓設(shè)備工作狀況的要求，制造安全附件的材質(zhì)必須適應(yīng)承壓設(shè)備內(nèi)介質(zhì)的要求。用于壓力容器的安全附件包括安全閥、爆破片、緊急放空閥、液位計、壓力表、溫度計、噴淋冷卻裝置、緊急切斷裝置、靜電消除裝置、防雷擊裝置等。下面簡單地介紹壓力容器最常用的幾種安全附件。

壓力容器的安全附件是為防止容器超溫、超壓、超負荷而裝設(shè)在設(shè)備上的一種安全裝置。壓力容器的安全附件較多，但最常用的安全附件有安全泄壓裝置（安全閥、爆破片、防爆帽）、壓力表、液位計等。

二、安全泄壓裝置

為確保壓力容器安全運行，防止設(shè)備由于過量超壓而發(fā)生事故，除了從根本上采取措施消除或減少可能引起壓力容器超壓的各種因素以外，裝設(shè)安全泄壓裝置是一個關(guān)鍵措施。

安全泄壓裝置具有如下功能：當容器在正常工作壓力下運行時，保持嚴密不漏，若容器內(nèi)壓力一旦超過規(guī)定，則能自動地、迅速地排泄出器內(nèi)的介質(zhì)，使設(shè)備的壓力始終保持在許用壓力范圍以內(nèi)。一般情況下，安全泄壓裝置除了具有自動泄壓這一主要功能外，還能自動報警。因為當它啟動排放氣體時，由于介質(zhì)以高速噴出，常常發(fā)出較大的響聲，這就相當于發(fā)出了設(shè)備壓力過高的報警音響訊號。常見的安全泄壓裝置有安全閥、爆破片和防爆帽。

（一）安全閥

壓力容器在正常工作壓力運行時，安全閥保持嚴密不漏，當壓力超過設(shè)定值時，安全閥在壓力作用下自行開啟，使容器泄壓，以防止容器或管線的破壞。當容器壓力泄至正常值時，它又能自行關(guān)閉，停止泄放。

1.安全閥的種類

安全閥按其整體結(jié)構(gòu)及加載機構(gòu)形式來分，常用的有杠桿式和彈簧式兩種。彈簧式安全閥的加載裝置是一個彈簧，通過調(diào)節(jié)螺母，可以改變彈簧的壓縮量，調(diào)整閥瓣對閥座的壓緊力，從而確定其開啟壓力的大小。彈簧式安全閥結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，動作靈敏，對震動不太敏感，可以裝在移動式容器上，缺點是閥內(nèi)彈簧受高溫影響時，彈性有所降低。杠桿式安全閥靠移動重錘的位置或改變重錘的質(zhì)量來調(diào)節(jié)安全閥的開啟壓力，它具有結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、比較準確以及適用較高溫度的優(yōu)點。但杠桿式安全閥結(jié)構(gòu)比較笨重，難以用于高壓容器之上。

（2）安全閥的選用

安全閥的選用，應(yīng)根據(jù)容器的工藝條件及工作介質(zhì)的特性，從安全閥的安全泄放量、加載機構(gòu)、封閉機構(gòu)、氣體排放方式、工作壓力范圍等方面考慮。安全閥的排放量是選用安全閥的關(guān)鍵因素，安全閥的排量必須大于或等于容器的安全泄放量。從氣體排放方式來看，對盛裝有毒、易燃或污染環(huán)境的介質(zhì)容器應(yīng)選用封閉式安全閥。

（3）安全閥的安裝

安全閥應(yīng)垂直向上安裝在壓力容器本體的液面以上氣相空間部位，或與連接在壓力容器氣相空間上的管道相聯(lián)接。安全閥確實不便裝在容器本體上，而用短管與容器連接時，則接管的直徑必須大于安全閥的進口直徑，接管上一般禁止裝設(shè)閥門或其它引出管。壓力容器與安全閥之間，一般不宜裝設(shè)中間截止閥門，對于盛裝易燃、毒性程度為極度、高度、中高度危害或粘性介質(zhì)的容器，為便于安全閥更換、清洗，可裝截止閥，但截止閥的流通面積不得小于安全閥的最小流通面積，并且要有可靠的措施和嚴格的制度，以保證在運行中截止閥保持全開狀態(tài)并加鉛封。

安全閥裝設(shè)位置，應(yīng)便于它的日常檢查、維護和檢修，并應(yīng)考慮能聽到安全閥開啟時的響聲。安裝在室外露天的安全閥，要有防止冬季閥內(nèi)水分凍結(jié)的可靠措施。

（4）安全閥的維護和檢驗

安全閥在安裝前應(yīng)由專業(yè)人員進行水壓試驗和氣密性試驗，經(jīng)試驗合格后進行調(diào)整校正。安全閥的開啟壓力，一般應(yīng)為容器最高工作壓力的1.05～1.10倍。對壓力較低的低壓容器，可調(diào)節(jié)到比工作壓力高0.98MPa，但不得超過容器的設(shè)計壓力。

要使安全閥動作靈敏可靠和密封性能良好，必須加強日常維護檢查。安全閥應(yīng)經(jīng)常保持清潔，防止閥體彈簧等被油垢臟物所粘住或被銹蝕，還應(yīng)經(jīng)常檢查安全閥的鉛封是否完好、氣溫過低時有無凍結(jié)的可能性以及是否有泄漏。對杠桿式安全閥，要檢查其重錘是否松動或被移動等，如發(fā)現(xiàn)缺陷，要及時校正或更換。安全閥要定期檢驗，每年至少檢驗一次。

（二）防爆片

防爆片是一種斷裂型的安全泄壓裝置。它具有密封性能好、反應(yīng)動作快以及不易受介質(zhì)中粘污物的影響等優(yōu)點。但它是通過膜片的斷裂來泄壓的，所以泄后不能繼續(xù)使用，容器也被迫停止運行，因此它只是在不宜裝設(shè)安全閥的壓力容器上使用。

防爆片的設(shè)計爆破壓力一般為工作壓力的1.25倍，對壓力波動幅度較大的容器，其設(shè)計破裂壓力還要相應(yīng)大一些。但在任何情況下，防爆片的爆破壓力都不得大于容器設(shè)計壓力。爆破片泄放能力應(yīng)滿足壓力容器的泄壓要求。

爆破片要作定期檢查和更換。主要檢查外表面有無傷痕和腐蝕情況；是否有明顯的變形；有無異物粘附等。一般在設(shè)備大修時應(yīng)更換爆破片。對設(shè)備超壓而未破的爆破片及正常運行中有明顯變形的爆破片應(yīng)立即更換。

（三）防爆帽

防爆帽又稱爆破帽，也是一種斷裂型安全泄壓裝置。它的樣式較多，但基本作用原理一樣，它的主要元件是一個一端封閉、中間具有一個薄弱斷面的厚壁短管。當容器的壓力超過規(guī)定時，防爆帽即從薄弱斷面處斷裂，氣體從管孔中排出。為了防止防爆帽斷裂后飛出傷人，在它的外面應(yīng)裝有保護裝置。

三、壓力表

壓力表是測量壓力容器中介質(zhì)壓力的一種計量儀表。壓力表的種類較多，有液柱式、彈性元件式、活塞式和電量式四大類。壓力容器大多使用彈性元件式的單彈簧管壓力表。

（一）壓力表選用應(yīng)注意的問題

（1）量程裝在鍋爐、壓力容器上的壓力表，其最大量程應(yīng)與設(shè)備的工作壓力相適應(yīng)。壓力表的量程一般為設(shè)備工作壓力的1.5-3倍，最好取2倍。若選用量程過大，允許誤差的絕對值和肉眼觀察的偏差就越大，則會影響壓力讀數(shù)的準確性；反之，若選用量程過小，設(shè)備的工作壓力等于或接近壓力表的刻度極限，則會使壓力表中的彈性元件長期處于最大的變形狀態(tài)，易產(chǎn)生永久變形，引起壓力表的誤差增大和使用壽命降低。壓力表的量程過小，萬一超壓運行，指針越過最大量程接近零位，而使操作人員產(chǎn)生錯覺，則會造成更大的事故。因此，壓力表的使用壓力范圍，應(yīng)不超過刻度極的60-70%。

（2）測量精度壓力表的精度是以允許誤差占表盤刻度極限值的百分數(shù)來表示的。精度等級一般都標在表盤上，選用壓力表時，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的壓力等級和實際工作需要來確定精度。額定蒸汽壓力小于2.45MPa的鍋爐和低壓容器所用的壓力表，其精度不應(yīng)低于2.5級；額定蒸汽壓力大于2.45MPa的鍋爐和中、高壓容器的壓力表，精度不應(yīng)低于1.5級。

（3）為了使操作人員能準確地看清壓力值，壓力表的表盤直徑不應(yīng)過小。在一般情況下，鍋爐和壓力容器所用壓力表的表盤直徑不應(yīng)小于100mm，如果壓力表裝得較高或離崗位較遠，表盤直徑還應(yīng)增大。

（二）壓力表的安裝

為便于操作人員觀察，應(yīng)將壓力表安裝在最醒目的地方，并要有充足的照明，同時要注意避免受輻射熱、低溫及震動的影響；裝在高處的壓力表應(yīng)稍微向前傾斜，但傾斜角不要超過30°。壓力表接管應(yīng)直接與容器本體相接，為便于卸換的校驗壓力表，壓力表與容器之間應(yīng)裝設(shè)三通旋塞，并要有開啟標志，以便核對與更換。蒸汽容器，在壓力表與容器之間應(yīng)裝有存水彎管。盛裝高溫、強腐蝕及凝結(jié)性介質(zhì)的容器，在壓力表與容器之間應(yīng)裝有隔離緩沖裝置。

（三）壓力表的使用

使用中的壓力表，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的最高工作壓力，在它的刻度盤上劃明警戒紅線，但不要涂畫在表盤玻璃上，以免玻璃轉(zhuǎn)動使操作人員產(chǎn)生錯覺，造成事故。

（四）壓力表的維護

壓力表應(yīng)保持潔凈，表盤上玻璃要明亮透明，使表內(nèi)指針指示的壓力值能清楚易見。壓力表一般每半年校驗一次，校驗后的壓力表應(yīng)加鉛封，并注明下次校驗日期或校驗有效期。在容器運行期間，如發(fā)現(xiàn)壓力表指示失靈，刻度不清，表盤玻璃破裂，泄壓后指針不回零位，鉛封損壞等情況，應(yīng)立即校正或更換。

四、液面計

液面計也是壓力容器的安全附件。一般壓力容器的液面顯示多用玻璃板液面計。石油化工裝置的壓力容器，多選用各種不同作用原理、構(gòu)造和性能的液位指示儀表；介質(zhì)為粉體物料的壓力容器，多選用放射性同位素料位儀表，指示粉體的料位高度。

不論選用何種類型的液面計或儀表，均應(yīng)符合《容規(guī)》規(guī)定的安全要求，主要有：

（1）應(yīng)根據(jù)壓力容器的介質(zhì)、最高工作壓力和溫度正確選用。

（2）在安裝使用前，低、中壓容器用液面計，應(yīng)進行1.5倍液面計公稱壓力的水壓試驗；高壓容器用的液面計，應(yīng)進行1.25倍液面計公稱壓力的水壓試驗。

（3）盛裝0℃以下介質(zhì)的壓力容器上，應(yīng)選用防霜液面計；寒冷地區(qū)室外使用的液面計，應(yīng)選用夾套型或保溫型結(jié)構(gòu)的液面計。

（4）用于易燃、毒性程度為極度、高度危害介質(zhì)的液化氣體壓力容器上，應(yīng)采用板式或自動液面指示計，并應(yīng)有防止泄漏的保護裝置。

（5）液面計應(yīng)安裝在便于觀察的位置，如液面計的安裝位置不便于觀察，則應(yīng)增加其它輔助設(shè)施。大型壓力容器還應(yīng)有集中控制的設(shè)施和警報裝置。液面計的最高和最低安全液位，應(yīng)做出明顯的標記。

（6）液面計如出現(xiàn)超過檢驗周期、玻璃板（管）有裂紋、破碎、閥件固死或經(jīng)常出現(xiàn)假液位等情況時應(yīng)停止使用。

另外，化工生產(chǎn)過程中，有些反應(yīng)壓力容器和貯存壓力容器還裝有液位檢測報警、溫度檢測報警、壓力檢測報警及聯(lián)鎖等，既是生產(chǎn)監(jiān)控儀表，也是壓力容器的安全附件，都應(yīng)該按有關(guān)規(guī)定的要求，加強管理。

五、結(jié)語

綜上所述，安全附件是壓力容器安全穩(wěn)定使用的保證，是壓力容器的安全衛(wèi)士，其管理應(yīng)從設(shè)計、選用、制造及使用等環(huán)節(jié)抓起。在設(shè)計、選型環(huán)節(jié)中，能夠保證安全性能前提下，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行選用；在制造環(huán)節(jié)中，制造廠應(yīng)有嚴格的安檢措施及質(zhì)量保證方案；在使用過程中應(yīng)按照國家規(guī)定進行定期校驗檢定，并建立壓力容器安全附件檔案，使壓力容器安全附件在可控狀態(tài)下進行使用。總之，對安全附件進行行之有效的管理，是保證壓力容器安全使用的前提，也是對人身安全的保護和尊重。

參考文獻：

[1]陳冬勤.淺析壓力容器制造的材料代用問題[J].科技風，2009，04.

[2]魏鋒，壽比南等.壓力容器檢驗及無損檢測[J].化學工業(yè)出版社，2003.

[3]強天鵬.壓力容器檢驗[M].北京：新華出版社，2008.

[4]固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程（TSG R0004-2009）[S].