安全閥整定壓力和密封試驗壓力的取值探討

邢金濤，李東東，馬維強，李 祚

中國石油長慶油田分公司技術監測中心 （陜西 西安 710018）

整定壓力是安全閥閥瓣在運行條件下開始開啟時的預定壓力，當介質壓力大于整定壓力時，安全閥開啟，將系統介質進行排放；待系統壓力降至該壓力后，再自行關閉，以達到系統壓力不會超壓的作用。因此，安全閥整定壓力的正確選取，直接影響到如鍋爐、壓力容器、壓力管道等在用設備的安全運行。

安全閥整定壓力主要依據所在系統的實際工作壓力和相關標準規范來進行選取。對于使用單位來說，安全閥所在系統的工作壓力一般較為確定。但在相關的標準規范中，有些給出了具體的整定壓力取值范圍，而有些給出的是一個比較大的選擇范圍。因此，如何在較大的選擇范圍內選出最適合的整定壓力，既滿足標準要求，又可以對設備和系統進行及時有效地保護，目前尚缺乏明確的參考和規定。

安全閥密封試驗壓力是進行密封試驗的進口壓力，在該壓力下測量通過關閉件密封面的泄漏率。安全閥密封試驗壓力的選取按GB/T 12243-2005的規定，一般取整定壓力的90%，但在實際中有時卻存在工作壓力大于密封試驗壓力的現象，使安全閥的密封性存在一定隱患。

綜上所述，研究安全閥整定壓力和密封試驗壓力，對于安全閥校驗及管理有一定的指導和參考意義，對于設備的安全運行具有重要的促進作用。

1 安全閥整定壓力的取值

1.1 鍋爐用安全閥整定壓力值選取

對于鍋爐用安全閥，在TSG G0001-2012《鍋爐安全技術監察規程》[1]第6.1.9條中，對蒸汽鍋爐、熱水鍋爐的安全閥整定壓力，以及直流蒸汽鍋爐過熱器系統、過熱蒸汽系統、再熱器、外置式啟動（汽水）分離器的安全閥整定壓力都做出了明確規定，具體見表1。

表1 蒸汽鍋爐安全閥整定壓力

以上相關規定及要求，對鍋爐用安全閥做出了具體的整定壓力要求，因此鍋爐用安全閥整定壓力應嚴格按照TSG G0001-2012的規定執行。

1.2 壓力容器用安全閥整定壓力值選取

1）相關標準規定。在GB 150-2011《固定式壓力容器》中對壓力容器用安全閥進行了規定[2]，容器的設計壓力由以下幾步確定：①根據容器的工作壓力Pw，確定安全閥的整定壓力Pz。一般Pz取Pw的1.05～1.1倍；當Pz＜0.18MPa時，可適當提高 Pz相對于 Pw的比值。②取容器的設計壓力P等于或稍大于整定壓力 Pz，即 P≥Pz。 在 TSG R0004-2009《固定式壓力容器安全技術監察規程》[3]中規定，“安全閥的整定壓力一般不大于該壓力容器的設計壓力。設計圖樣或者銘牌上標注有最高允許工作壓力的，也可以采用最高允許工作壓力確定安全閥的整定壓力”（注：Pz為安全閥整定壓力，Pw為設備實際工作壓力，P為設備設計壓力）。

2）存在問題。對于壓力容器，何時選用Pz=（1.05～1.1）Pw，何時選用 Pz≤P，何時選擇最高允許工作壓力確定Pz，還存在很大空間。例如長慶油田第一采油廠坪橋作業區一緩沖罐，設計壓力為0.78MPa,工作壓力為 0.3MPa，若以 Pz=(1.05～1.1)Pw，Pz=（0.315～0.33）MPa；若以 Pz≤P，則 Pz可以為 0.78MPa，中間差距最大為2.36倍。

3）根據TSG R0004-2009《固定式壓力容器安全技術監察規程》中規定，“氣密性試驗壓力為壓力容器的設計壓力，且進行氣密性試驗壓力時，一般應當將安全附件裝配齊全”；根據固容規中規定“對于帶有安全閥、爆破片等超壓泄放裝置的壓力容器，如果設計時提出氣密性要求，則設計者應當給出該壓力容器的最高允許工作壓力”，所以此時的安全閥整定壓力應大于設計壓力小于設備最高允許工作壓力Pmax，即應取 P＜Pz≤Pmax。

因為容器的氣密性試驗一般在新設備安裝完成后進行，而在設備投入運行后，設備的安全狀態是逐步變差的，從而使其承載能力不斷下降，這時如果安全閥的開啟壓力仍然按照投運前的選取方法取值，則會給設備帶來較大風險。因此在新設備投入運行之后的安全閥定期校驗時，安全閥整定壓力建議按照以下要求選取：

①對于設計壓力較大于工作壓力，且系統運行壓力較為平穩時，取 Pz=（1.05～1.1）Pw；②對于設計壓力較接近于工作壓力時，則取Pz≤P。

注：對于第②條，當設備在定期校驗中有檢驗人員提出設備的允許工作壓力時，則應按照允許工作壓力來取代P。

1.3 壓力管道用安全閥整定壓力值選取

1）相關標準規定。在TSG D0001-2009《壓力管道安全技術監察規程》[4]第一百三十四條中要求安全泄放裝置的相關壓力的確定應當符合GB/T 20801《壓力管道規范 工業管道》[5]的要求，其中第4.1.6.1條中規定，“對于獨立壓力管道系統上的安全泄放裝置，當安裝一個安全泄放裝置時，安全閥的設定壓力應不大于系統設計壓力；當安裝多個安全泄放裝置時，至少有一個安全閥的設定壓力應不大于系統設計壓力，其余安全閥設定壓力不得超過系統設計壓力的5%”。第4.1.6.2條中規定，“對于防止液體管道熱膨脹的安全泄放裝置，安全閥設定壓力應不大于管道設計壓力的120%和系統試驗壓力中的較小值”；第4.1.6.4條中規定，“GC1級管道安全閥的設定壓力應不大于管道設計壓力”。

2）存在問題。對于壓力管道，只要求在系統安裝一只安全閥時，整定壓力不大于設計壓力，因此在系統設計壓力較大于系統正常工作壓力時，則整定壓力也存在較大空間。例如，長慶油田采氣一廠下古井注醇管線設計壓力為32MPa，實際工作壓力一般為18～24MPa，因此整定壓力取值范圍為 25～32MPa，中間差距最大為7MPa。

3）對于壓力管道用安全閥整定壓力選取，建議如下：

對于設計壓力較大于工作壓力，且系統運行壓力較為平穩時，取 Pz=（1.05～1.1）Pw；對于設計壓力較接近于工作壓力，取Pz≤P。

1.4 設備自帶安全閥整定壓力值選取

對于注水泵及輸油泵的設備自帶安全閥，則在相關標準規定中未有明確說明整定壓力的取值方法及范圍。因為其所處系統的壓力變化較大，不夠穩定，因此建議對整定壓力的選取以不大于設計壓力為準。如此取值，主要考慮可以減少安全閥的起跳頻率，增加安全閥使用壽命，減少介質的損失，以及人工時的浪費。

2 安全閥密封試驗壓力的取值

1）相關標準規定。根據ZSG ZF001-2006《安全閥安全技術監察規程》[6]規定，安全閥密封試驗應當符合GB/T 12243-2005《彈簧直接載荷式安全閥》[7]的規定。具體規定見表2。

2）存在問題。根據此規定，對于安全閥的密封試驗壓力，一般取整定壓力的90%。例如，一天然氣處理廠的回注泵，設計壓力為16MPa,正常工作壓力為13MPa，最大工作壓力為14.5MPa，使用單位要求整定壓力為16MPa。根據標準要求，此整定壓力符合要求，因此密封試驗壓力應取16×90%=14.4MPa。當回注泵達到最大工作壓力14.5MPa時，則14.4MPa＜14.5MPa時，安全閥還未起跳，但卻存在密封泄露大于標準要求的可能性。

表2 密封試驗壓力

3）安全閥的密封試驗壓力取值必須滿足大于所在系統的最大工作壓力這一條件，而不能單獨以GB/T 12243-2005中規定的90%整定壓力為依據。對安全閥進行密封試驗時，密封試驗壓力的選取應大于90%整定壓力，減小密封壓力與開啟壓力之間的差值。

3 總結

3.1 整定壓力的選取

鍋爐用安全閥整定壓力應嚴格按照TSG G0001-2012《鍋爐安全技術監察規程》第6.1.9條的規定執行；對于注水泵及輸油泵的設備自帶安全閥，建議對整定壓力的選取以不大于設計壓力為準；對于壓力容器和壓力管道用安全閥，可以參考表3和表4。

表3 壓力容器安全閥整定壓力

表4 壓力管道安全閥整定壓力

3.2 密封試驗壓力的選取

對安全閥進行密封試驗時，密封試驗壓力的選取應大于90%整定壓力，減小密封壓力與開啟壓力之間的差值。

[1]TSG G0001-2012鍋爐安全技術監察規程[S]

[2]GB150-2011固定式壓力容器[S]

[3]TSG R0004-2009固定式壓力容器安全技術監察規程[S]

[4]TSG D0001-2009壓力管道安全技術監察規程[S]

[5]GB/T 20801-2006壓力管道規范 工業管道[S]

[6]ZSG ZF001-2006安全閥安全技術監察規程[S]

[7]GB/T 12243-2005彈簧直接載荷式安全閥[S]