《呼吸閥定期校驗規則》編制說明及應用分析

方燕然，姚志剛，洪若云，劉徐鑫

（浙江巨化清安檢測科技有限公司，浙江 衢州 324004）

呼吸閥在我國化工企業和道路運輸中應用廣泛，在日常安全管理中往往被忽視。2021年2月3日，某企業發生硫酸槽爆炸事故，槽體、槽底變形且硫酸泄漏，直接經濟損失80 余萬，事故直接原因為頂部呼吸閥進出氣口堵塞，且槽內氮封的氮氣長時間補充超壓[1]。

為深入貫徹落實黨中央國務院部署要求，確保化工企業管理安全運行，依據《道路運輸易燃液體危險貨物罐式車輛呼吸閥》、《石油儲罐附件第1部分：呼吸閥》規范的用途要求制定《呼吸閥定期校驗規則》，以期為使用單位和監管部門提供技術保障，使檢測機構準確有效地完成呼吸閥校驗工作，確保化工企業管理安全運行[2-4]。

1 標準的適用范圍

《呼吸閥定期校驗規則》被發布前，國家層面尚無針對常壓儲罐和罐式車輛呼吸閥在用定期校驗的標準[4]1。該標準的制定，著眼呼吸閥結構原理和運行工況，廣泛聽取了生產、使用等單位各方意見，并參考了相關標準形成統一的校驗模式。

該標準規定了呼吸閥的校驗準備、校驗周期、校驗內容和校驗結果等，適用于離線呼吸閥整定呼出壓力、整定吸入壓力校驗、密封性試驗和泄漏量試驗。常壓罐車用呼吸閥還應進行傾覆密封性試驗。

2 標準的主要內容

2.1 編制依據標準

該標準明確規定了呼吸閥的校驗準備、校驗周期、校驗內容和校驗結果等方面的規范要求，提出了適用于離線呼吸閥整定吸入壓力校驗、整定呼出壓力校驗、密封性試驗、泄漏量試驗和常壓罐車用呼吸閥傾覆密封性試驗等試驗內容、試驗結果評定的要求。其中，呼吸閥整定吸入壓力校驗、整定呼出壓力校驗和密封性試驗，依據標準《低溫先導式呼吸閥》中常溫試驗過程[5]5；泄漏量試驗由使用單位或檢驗機構選擇，依據《石油儲罐附件第1部分：呼吸閥》標準[3]4；常壓罐車用呼吸閥傾覆密封性試驗，依據《道路運輸易燃液體危險貨物罐式車輛呼吸閥》標準[2]1。

2.2 一般要求

該標準中，呼吸閥校驗機構資質、校驗人員資質和校驗場地依據《安全閥安全技術監察規程》等相關要求；呼吸閥定期檢驗周期（每年至少1 次）的規定，依據《常壓儲罐完整性管理》（GB/T 37327－2019）標準[6-7]。

該標準中，試驗方法的編制主要依據《低溫先導式呼吸閥》常溫下整定壓力和密封性試驗[5]5。《道路運輸易燃液體危險貨物罐式車輛呼吸閥》標準中呼吸閥試驗要求只針對罐式車輛呼吸閥進行試驗，罐式車輛呼吸閥的特點是壓力范圍小、體積小，不能滿足中、高壓呼吸閥的試驗[2]1。《石油儲罐附件第1部分：呼吸閥》標準中吸入壓力試驗需要將呼吸閥旋轉180°，此試驗方法只能針對特定結構的呼吸閥，同樣具有很大的局限性[3]5。

《低溫先導式呼吸閥》依據試驗容器升壓或抽真空模擬呼吸閥的工作原理，整定吸入壓力校驗、整定呼出壓力校驗和密封性試驗，適用范圍廣，穩定可靠，操作簡單，測量精度高[5]5-8。呼吸閥校驗系統見圖1。

圖1 呼吸閥校驗系統Fig 1 Breathing valve calibration system

2.3 校驗實施

該標準校驗實施章節規定了校驗項目和內容主要包含整定呼出壓力校驗、整定吸入壓力校驗、密封性試驗、泄漏量試驗和顛覆性試驗。其中，宏觀檢查屬于校驗時需要做的檢查、拆卸、檢修和裝配工作，常壓罐車用呼吸閥和無法進行解體檢查的呼吸閥不需進行解體檢查；泄漏量試驗由使用單位或校驗機構根據呼吸閥的工況特點選擇性試驗；常壓罐車用呼吸閥須進行顛覆式試驗。具體校驗內容如表1所示。

表1 校驗內容Tab 1 Check content

呼吸閥外觀檢驗。外觀檢驗內容包括：制造廠名稱/商標、制造廠定型號、生產序列號/生產日期、開啟壓力、公稱直徑和其他需要特別說明的工作條件，呼吸閥表面變形、凹陷和裂紋等檢查；一般應該對呼吸閥進行解體，并清洗各零部件，檢查閥座、閥瓣、導向零件、彈簧和閥桿等部件有無損傷、變形、生銹和積垢，閥瓣啟閉是否靈活無卡阻，閥瓣與閥座的密封面是否銹蝕嚴重或者硬物劃傷。

呼吸閥整定呼出壓力校驗。將被測呼吸閥安裝在呼吸閥校驗系統裝置上，關閉負壓真空管路截止閥2，呼吸閥經調節設定后，開啟壓縮氣源截止閥1，逐漸升高試驗容器內的試驗壓力，觀察正壓表情況，在某壓力下，正壓突然停止上升，此時壓力表讀數為呼吸閥的整定呼出壓力，如采用壓力傳感器，顯示數值即為整定呼出壓力。呼吸閥整定呼出壓力校驗的次數應不少于3次。

呼吸閥整定吸入壓力校驗。將呼吸閥安裝在呼吸閥校驗系統裝置上，關閉壓縮氣源端的截止閥1，呼吸閥出口敞開，開啟負壓真空管路截止閥2，采用真空泵對試驗容器抽真空，達到預定吸入壓力的80%時，調節截止閥2的開度，使試驗容器內的壓力緩慢降低，觀察負壓力表的壓力情況，在某壓力下，真空壓力突然回升跳動，此時的真空壓力為呼吸閥的整定吸入壓力，如采用壓力傳感器，顯示數值即為整定吸入壓力。呼吸閥整定吸入壓力校驗的次數應不少于3次。

呼吸閥密封性試驗。呼吸閥密封性試驗在整定呼出壓力、整定吸入壓力校驗合格后進行。呼出密封性試驗的內容為，采用帶有引漏管的盲板封閉呼吸閥的出口端，升高呼吸閥的進口端試驗壓力，當試驗壓力為呼出整定壓力的90%時，保持試驗壓力1 min，觀察引漏管的氣泡數并記錄；吸入密封性能試驗的內容為，采用真空泵對試驗容器抽真空，使試驗容器內的壓力逐步降低，在呼吸閥設定吸入壓力90%的負壓狀態時，關閉抽真空泵的截止閥2，保持試驗壓力1 min，觀察真空壓力儀表的壓力下降并記錄。

呼吸閥泄漏量試驗。呼吸閥泄漏試驗壓力為開啟壓力的0.75 倍，壓力值在微壓計上讀取。泄漏量為前后流量計讀數差（流量計精度等級0.5～1.0 級），每分鐘測讀1 次，測3 次取算術平均值，其結果應滿足的條件如表2所示。

表2 呼吸閥泄漏量標準Tab 2 Leakage standard of breathing valve

呼吸閥泄漏量試驗裝置見圖2。

圖2 泄漏量試驗裝置Fig 2 Leakage testing device

呼吸閥傾覆密封性試驗。呼吸閥傾覆密封性試驗在整定壓力校驗和密封性試驗合格后進行。試驗方法依據《道路運輸易燃液體危險貨物罐式車輛呼吸閥》標準，將呼吸閥安裝在帶有水平轉軸部件的測試設備上，安裝狀態與設備正常工作時一致；將校驗壓力施加在呼吸閥呼氣進氣端，呼吸閥呼氣出氣端壓力應為大氣壓力；將呼吸閥在正常使用安裝方向水平旋轉90°、180°和270°，在高于整定呼出壓力22 kpa的壓力下校驗，保壓時間不少于15 s，并記錄[2]3。

2.4 校驗結果評定

宏觀檢查結果評定：閥座/瓣密封面、導向零件、彈簧和閥桿等閥門零件存在損傷、銹蝕和變形等缺陷時，應進行修理或更換；出現閥體有裂紋，閥瓣與閥座粘死，彈簧嚴重腐蝕變形等現象且呼吸閥無法維修，應予以報廢。

呼吸閥整定呼出壓力和整定吸入壓力的評定標準依據《低溫先導式呼吸閥》[5]3。常壓罐車呼吸閥允許偏差范圍依據《道路運輸易燃液體危險貨物罐式車輛呼吸閥》[2]2。呼吸閥的整定呼出壓力和整定吸入壓力在允許偏差范圍內評定為合格，校驗允許偏差如表3所示。

表3 呼吸閥開啟壓力允許偏差Tab 3 Allowable deviation of the opening pressure of breather valve

呼出和吸入密封性試驗依據《低溫先導式呼吸閥》中規定：當密封壓力為整定呼出壓力的90%時，持續保持壓力2 min，泄漏率達到每分鐘不超過5個氣泡的標準；當呼吸閥在所設定整定吸入壓力的90%時，持續保持2 min，保壓時間內壓力升高不超過吸入整定壓力的5%[5]3。考慮其他標準的保壓時間小于20 s，經過實驗對比，將保壓時間由2 min改為1 min較適合。

泄漏量試驗的評定標準依據《石油儲罐附件第1部分：呼吸閥》對泄漏量的要求，傾覆密封性試驗在保壓時間范圍內不泄漏為合格，否則不合格[3]4。

3 應用分析

某呼吸閥校驗機構根據《呼吸閥定期校驗規則》對近1 年呼吸閥重大缺陷隱患檢驗案例報告，漏氣、堵塞、粘結和卡死是呼吸閥的常見故障。

1）宏觀檢查。宏觀檢查內容主要為閥體有無損傷、裂紋和銹蝕，緊固件有無松動，防雨罩有無堵塞，防護網（防鳥罩）有無破損，銘牌是否完好，信息是否齊全等。經檢查，呼吸閥存在的普遍問題是呼吸閥維護頻次不足，較多閥體出現腐蝕嚴重、防護網破損等現象，更換相關部件后避免了安全隱患。呼吸閥閥體腐蝕現象見圖3，防護網破損現象見圖4。

圖3 呼吸閥閥體腐蝕現象Fig 3 Corrosion phenomenon of breathing valve body

圖4 防護網破損現象Fig 4 Damage of protective nets

2）開啟壓力試驗。試驗過程中，部分呼吸閥出現超過標準開啟壓力未起跳，開啟壓力與標準值相差甚遠等情況。針對類似情況，對閥門進行拆解，發現配重塊偏離正常位置、呼吸閥堵塞等問題，更換相關部件后避免了安全隱患。呼吸閥配重塊偏離正常位置見圖5，堵塞現象見圖6。

圖5 呼吸閥配重塊偏離正常位置Fig 5 The breathing valve counterweight deviates from the normal position

圖6 呼吸閥堵塞現象Fig 6 Breathing valve blockage phenomenon

4 結束語

該標準的制定，著眼呼吸閥結構原理和運行工況，廣泛聽取了生產、使用等單位各方意見，并參考了相關標準形成統一的校驗模式。《呼吸閥定期校驗規則》是國內第1部關于呼吸閥定期校驗規則的團體標準，該標準規范了呼吸閥定期校驗規則，細化了校驗裝置結構設置、主要內容和技術指標的具體要求，其中呼吸閥整定吸入壓力、整定呼出壓力的試驗方法、密封性試驗和泄漏量試驗測試方法科學、先進、合理、可操作性強，為規范各單位開展呼吸閥的校驗提供了科學性和可操作性的依據，并為使用單位提供了技術保障[4]1-5。