安全閥安全使用存在部分問題分析

孫 琦 韓 笑 郝瑩瑩

（1.深圳市特種設備安全檢驗研究院 深圳 518029）

（2.中海石油（中國）有限公司深圳分公司白云天然氣作業公司 深圳 518000）

（3.中國環球工程公司新疆分公司 烏魯木齊 830000）

安全閥安全使用存在部分問題分析

孫 琦1韓 笑2郝瑩瑩3

（1.深圳市特種設備安全檢驗研究院 深圳 518029）

（2.中海石油（中國）有限公司深圳分公司白云天然氣作業公司 深圳 518000）

（3.中國環球工程公司新疆分公司 烏魯木齊 830000）

本文從安全閥型式試驗及日常使用監管的角度出發，針對目前我國安全閥安全使用現狀提出不同的看法，具體如：安全閥在制造環節的超范圍生產問題；安全閥校驗條件與現場使用的條件的不同；安全閥的生產、使用監管的部分環節的脫節或缺失，使安全閥產品質量安全隱患凸顯。對此，本文根據多年來安全閥的型式試驗及使用監管的體會，提出了安全閥推行分類管理、關鍵設備用安全閥增加檢測項目等解決方法，以供廣大特種設備從業人員共同討論！

安全閥 型式試驗 整定壓力 回座壓力 開啟高度

安全閥是承壓類特種設備重要的安全附件之一，安全閥的安全使用對鍋爐、壓力容器以及壓力管道的安全使用至關重要。為此，我們國家相關監管部門在安全閥的制造環節實行制造許可制，使用環節針對不同的特種設備種類在相關的安全技術規范中作出明確具體的技術監管要求。通過設計、制造、檢驗及使用過程的全方位監管，以確保安全閥的使用安全。安全閥使用狀況總體上講是滿足特種設備安全生產需要的，但是，隨著社會的發展、科技的進步，對安全閥安全生產監管的要求越來越高，新形式、新變化促使大家不斷思考、不斷改變，以應對安全生產的需要。

深圳市特種設備安全檢驗研究院是國內三家安全閥型式試驗單位之一，同時，作為一個綜合類的檢驗機構，還是鍋爐、壓力容器、壓力管道以及安全閥校驗的法定檢驗機構。因此，作為國內一家既是安全閥型式試驗單位，也是鍋爐、壓力容器、壓力管道以及安全閥校驗的法定檢驗機構，他們對安全閥設計、制造、檢驗及使用過程的全過程都參與了監管。經過多年的工作實踐，從型式試驗及日常使用監管的角度出發，筆者對我國安全閥安全使用現狀有不同角度的看法。對此，本文將予以闡述。

1 問題的提出

多年以來，由安全附件特別是安全閥所引起的特種設備事故有好多，在相關的事故調查中筆者發現一般多定性為使用環節造成。在安全閥全過程的監管中，其他環節是否就滿足安全使用的要求，對此，筆者從設計、制造、檢驗及使用過程全方位進行思考，從不同的角度分析存在的問題，以確保特種設備的安全生產。

1.1 安全閥在制造環節的超范圍生產問題

在安全閥的制造環節實行制造許可制時，監管機構是通過允許生產安全閥的種類、最大公稱壓力及最大公稱通徑等指標來限定生產許可范圍的。就最大公稱通徑指標來說，目前國內安全閥監管針對安全閥最大公稱通徑根據《安全閥安全技術監察規程》［1］是這樣規定的：型式試驗證書允許最大公稱通徑覆蓋范圍為2倍試驗樣品公稱通徑。

目前，國內型式試驗閥門樣品通徑最大能力如下：

1）蒸汽介質（目前僅深圳市特種設備安全檢驗研究院實驗室具備蒸汽介質試驗能力）被試安全閥最大公稱通徑≤150mm；

2）空氣介質被試安全閥最大公稱通徑≤200mm；

這樣，目前國內安全閥廠家具備生產許可范圍應為：蒸汽介質安全閥最大公稱通徑≤300mm；空氣介質安全閥最大公稱通徑≤400mm。

2011年，筆者參加了國家質檢總局特設局組織的《2011年氣瓶和壓力管道元件制造單位監督抽查》。監督抽查中發現江蘇、浙江兩家國內著名安全閥生產廠家在其產品廣告的宣傳材料中出現超型式試驗許可的安全閥介紹，在其生產車間有生產，廠家介紹為試制。由于社會發展的需要，有大口徑安全閥的需要。但是，由于型式試驗能力的制約，目前尚不具備條件。對此，相關監管部門在2015年專門組織專家解決此問題，但時至今日尚無相關法規、標準及文件對此進一步作出規定。

這樣，從安全閥使用情況來看，存在有一定數量的在用及銷售公稱通徑超過以上規定的安全閥。顯然，這些安全閥就不在許可范圍內。

但是，在使用環節的監管，大家只關注安全閥廠家是否有制造許可證，由于法規未對檢驗過程有型式試驗資料審查的要求，是否在最大公稱通徑指標超范圍生產就不能發現。

同樣，在介質的許可范圍也存在類似問題。安全閥的使用介質分為：蒸汽、氣體及液體。同一只安全閥，使用不同的介質，其試驗的方法與檢驗的合格指標都不同。以A48型全啟式安全閥為例，如果安全閥銘牌上使用介質標注為蒸汽和空氣介質，那型式試驗中動作性能就應分別采用蒸汽和空氣介質進行試驗；檢驗的合格指標以回座壓力（使用在壓力容器上）為例：蒸汽介質≥90%整定壓力；氣體介質≥85%整定壓力。顯然，蒸汽介質安全閥的使用要求是高于氣體介質安全閥的。但是，許多廠家未進行蒸汽介質安全閥型式試驗或進行了試驗但不合格，僅在氣體介質安全閥型式試驗合格后，取得氣體介質安全閥制造許可。但是，在取證后生產的安全閥銘牌上，安全閥生產廠家因市場的需要，銘牌上不是僅標注氣體介質，而是標注蒸汽和氣體介質。同樣，由于法規未對檢驗過程有型式試驗資料審查的要求，是否在使用介質的超范圍生產，同樣也不能發現。

1.2 安全閥校驗條件與現場使用條件的不同

在使用環節，大家通過安全閥的定期校驗來確保安全閥在承壓類特種設備的安全使用。但是，由于使用環境及使用條件的千差萬別，檢驗手段的相對固定，安全閥校驗方法與安全閥的使用環境存在一定的差異，這樣的差異是否對安全閥的安全使用造成不良影響值得商榷。

●1.2.1 整定壓力冷熱態差異

類似于蒸汽介質使用的安全閥，由于蒸汽溫度的影響和蒸汽排放過程中發生了相變，此類安全閥在校驗環節與使用環節是有差異的。在日常校驗時，很難具備使用蒸汽介質作為校驗介質。目前，全國的安全閥校驗單位無不例外都采用空氣介質來校驗蒸汽用安全閥。這樣，由于溫度對安全閥整定壓力的影響就沒有得到充分的考慮，勢必會造成以下兩個不利影響：

1）溫度對彈簧剛度的影響使冷、熱態存在整定壓力偏差；

2）由于溫度的影響，閥體及連接件與彈簧膨脹量不同；閥體及連接件呈直線膨脹，彈簧呈螺旋膨脹；閥體及連接件實際膨脹量大于彈簧膨脹量。這樣，冷態校驗時安全閥彈簧處于壓緊狀態，熱態使用時，由于閥體及連接件膨脹量大于彈簧膨脹量，安全閥彈簧處于松弛狀態，安全閥整定壓力降低。

以上兩原因造成蒸汽介質使用的安全閥采用空氣介質用安全閥相同方法校驗后，實際整定壓力會低于校驗壓力。也就是在實際應用中，安全閥可能會提前開啟。

●1.2.2 帶附加背壓安全閥的校驗方法

在壓力容器用的部分安全閥中，由于壓力容器使用的介質為易燃、易爆和有毒、有害，筆者所采用的安全閥的排放方式為封閉式安全閥，其工作特點是安全閥排放不是排向大氣環境，而是排放到一個封閉的系統或容器中，這個封閉的系統或容器是帶有一定壓力的。這樣，針對此類安全閥，在日常校驗中，同樣不可能在一個背壓的校驗系統中進行校驗，校驗環境同樣是大氣環境下校驗。這樣，由于使用與校驗環境的不同，也會造成整定壓力的偏差。如文獻［2］所述，會造成實際整定壓力會高于校驗壓力。也就是在實際應用中，安全閥可能會延遲開啟，造成壓力容器超壓甚至發生爆炸等惡性事故。

在國家相關安全閥標準GB/T 24921.1—2010《石化工業用壓力釋放閥的尺寸確定選型和安裝》［3］中，針對此問題，為減少排放背壓的對安全閥排放的影響，也提出一些措施予以控制，如針對背壓大于10%整定壓力的環境，應采用平衡式壓力釋放安全閥。但是，類似于氨制冷系統用安全閥，一方面背壓并沒有達到一定要求采用平衡式安全閥；另一方面，背壓環境對整定壓力又存在一定的影響；同時，由于容器使用的介質為易燃、易爆和有毒、有害，要求對安全閥的整定壓力特別關注，這樣，整定壓力的偏差就讓大家不得不加以重視。近年來，吉林、上海在氨制冷系統中發生的重特大事故、對人民群眾造成的重大生命財產損失，對此，不得不再次敲響警鐘、關注此類安全閥的使用安全。

1.3 安全閥的生產、使用監管的部分環節的脫節或缺失

●1.3.1 關鍵技術指標檢驗的缺失，難保安全閥產品質量安全

GB/T 12243—2005《彈簧直接載荷式安全閥》［4］規定評價安全閥性能的指標有：殼體強度、密封性能、整定壓力、排放壓力、回座壓力、閥桿開啟高度、排放過程機械特性以及排放系數共8項指標，在安全閥出廠時需進行殼體強度、密封性能、整定壓力3項指標檢測；在使用環節特檢機構進行檢驗時，根據《安全閥安全技術監察規程》的規定，僅進行整定壓力和密封壓力2項指標的測試。這樣安全閥非常重要的5個指標就從其設計到報廢都不進行檢測，其可靠性可以想象。

以安全閥閥桿開啟高度為例，當閥桿開高不夠，安全閥不能達到全排放狀態，安全閥排放量就達不到設計要求，承壓特種設備就會發生超壓甚至爆炸等惡性事故。尤其是大型電站鍋爐、高危介質壓力容器用安全閥尤為重要。但是，類似于開高這些關鍵技術指標檢驗的缺失，使安全閥產品質量安全難以保證。

近年來，深圳市特種設備安全檢驗研究院受廣東省質監局的委托進行了廣東省安全閥產品質量抽查。樣品抽查范圍為廣東省省內銷售領域，檢驗項目主要為：密封性能、整定壓力、排放壓力、啟閉壓差、開啟高度及機械特性，抽查批次30批次。根據抽查結果，把安全閥部分主要性能技術指標的檢測結果統計見表1、表2：

表1 2011年安全閥抽檢項目合格率情況表

表2 2012年安全閥抽檢項目合格率情況表

從統計可以看出，安全閥單項指標合格率較低，考慮此三項因素疊加，其合格率2011年、2012年分別為：26.7%、33.3%。由此可見，安全閥產品質量安全形式不容樂觀。

●1.3.2 缺乏型式試驗報告審查，造成隱患的凸顯

在安全閥的生產、使用部分監管中，由于發證機構與使用監管機構的脫節，使安全閥產品質量安全隱患凸顯。以蒸汽用安全閥啟閉壓差為例，根據文獻［4］相關要求，對于蒸汽動力鍋爐用安全閥在整定壓力＞0.4MPa時，啟閉壓差規定為≤7%整定壓力（等同于于ASMI要求）；對于直流鍋爐、再熱器和其他蒸汽設備用安全閥在整定壓力＞0.4MPa時，啟閉壓差規定為≤10%整定壓力（類似于ASMⅧ要求）。在型式試驗時，同樣為蒸汽用安全閥，按啟閉壓差規定為≤10%整定壓力的取證安全閥就不能用到按啟閉壓差規定為≤7%整定壓力的蒸汽動力鍋爐上。但是，型式試驗證書根本就無法細化把7%與10%的區別體現出來，也就是說，型式試驗證書無法反映相關基本信息，唯有通過型式試驗報告的審查才能區別并加以對待。但是目前，檢驗沒有型式試驗資料審查的要求，問題無法暴露，使安全閥產品質量安全隱患凸顯。

也許會有人提出就3%的差別，有這么嚴重？在電廠電站鍋爐安全閥如果不能及時回座，嚴重會影響鍋爐機組“解列”，直接影響電廠及電網的安全、穩定運行。這也是為什么國內各大電力公司不敢采用國產安全閥的原因之一。目前在用的300MW以上的蒸汽動力鍋爐用安全閥都為國外進口。安全閥確如此需要進一步發展。

2 建議

2.1 超范圍生產的監管

安全閥實行的是生產許可制，每個授權廠家的生產范圍是明確確定的。但是正如前面所述，由于只關注安全閥廠家是否有制造許可證，加之法規未對檢驗過程有型式試驗資料審查的要求，是否超范圍生產就不能發現。此外，由于安全閥廠家的生產許可證是質檢總局特設局相關單位頒發，地方質檢部門與安全閥廠家沒有業務關系。2011年，在特設局組織的安全閥產品質量“飛行檢查”中，許多當地質檢部門甚至不知道轄區內有安全閥生產廠家，總局發證機構相關部門由于各種原因，也不可能經常性進行相關監督工作，這樣就造成安全閥制造廠家除4年換證與監管機構有業務來往外，其他時間缺乏必要的聯系。一定程度上形成監管的缺失。

對此，建議針對安全閥產品應進行分級管理制度，針對那些重要、關鍵設備用安全閥，對制造環節可引入監督檢驗的方法，制定相關的規則，并嚴格加以實施，這樣對安全閥的產品質量，能得到很好的保障。

在使用環節的實際操作中，要求出廠技術資料附帶型式試驗報告、證書資料等，在承壓特種設備檢驗的資料審查環節增加型式試驗資料審查，在承壓特種設備檢驗報告中明確顯示，這樣，以上問題就可能可以得到很好解決。

2.2 安全閥校驗方法與使用環境的差異

關于整定壓力冷熱態差異及帶附加背壓安全閥的校驗方法的問題，解決此問題可以通過兩方面解決：

1）針對此類安全閥及使用條件，可以通過安全閥制造廠家通過一定的試驗數據，提供相應的修正系數，以保證準確的檢驗；該項工作在文獻［5］中有“冷態試驗差壓力”的概念提出，但在實際工作中沒有得到很好的運用。

2）嚴格執行相關規程的要求，強化安全閥在用期間的閥門“實跳”驗證工作，在完成安全閥校驗并安裝完成后應進行安全閥“實跳”并及時調整。

2.3 安全閥推行分類管理，關鍵設備用安全閥增加檢測項目

建議根據安全閥重要程度的不同，對安全閥進行分類管理。

在深圳特檢院開展的國家質檢總局課題《安全閥閥座結構形式對排放性能影響的研究》2013QK268于2015年10月完成科研結題，在研究過程中，筆者發現，一般情況下，只要在安全閥閥桿達到規定開高的情況下，安全閥常規的閥座結構形式都會滿足安全技術規范的排放量要求。這樣，在使用環節，可以通過開高來確保排量的滿足。

筆者建議在完成大型電站鍋爐、三類壓力容器安裝后進行類似于全性能試驗的檢驗，具體為：整定壓力、回座壓力、開啟高度、排放壓力和密封性能。這樣，通過整定壓力，保證安全閥及時開啟；通過回座壓力，保證安全閥及時關閉，確保電站安全運行；通過開啟高度、排放壓力，保證安全閥排量滿足要求。由于以前技術條件的限制，安全閥的日常校驗僅限于整定壓力和密封性能。隨著科學技術的進步，以上幾個指標通過一定的技術創新，也能輕松實現檢測。例如，深圳特檢院申請的ZL2013206263730實用新型發明《一種安全閥在線檢測儀》有效的解決了以上幾個技術指標的使用過程中的測試。

3 總結

安全閥在承壓類特種設備的安全使用中非常重要。為確保其安全使用，2006年，制定了《安全閥安全技術監察規程》。但是，隨著社會的發展、科技的進步，對安全閥安全生產、使用的監管要求越來越高，新形式、新變化促使大家不斷思考、不斷改變，以應對安全生產的需要。

［1］ TSG ZF001—2006 安全閥安全技術監察規程［S］.

［2］ 葉勤.克服變動背壓對安全閥動作性能影響的新途徑［J］.流體工程，1989（03）：17-21+64.

［3］ GB/T 24921.1—2010 石化工業用壓力釋放閥的尺寸確定選型和安裝［S］.

［4］ GB/T 12243—2005 彈簧直接載荷式安全閥［S］.

［5］ GB/T 12241—2005 安全閥一般要求［S］.

Opinion on the Problem of the Relief Valve Safe Use

Sun Qi1Han Xiao2Hao Yingying3
（1. Shenzhen Institute of Special Equipment Inspection and Test Shenzhen 518029）
（2. CNOOC Shenzhen branch， Baiyun natural gas operation company Shenzhen 518000）
（3. HQC（Xinjiang） Company Urumqi 830000）

From the relief valve type testing and daily use of the regulatory point of view， this paper put forward different views on the current situation of the safety valve for safe use. For example， valve in the manufacturing sector over the range of production， the differences in safety valve calibration condition technique and different condition that used， production of safety valve， disjointed or partial absence of the use of the supervision. All of those put the valve product quality and safety problems highlighted. So， based on experience and the use of type testing of the safety valve for many years， this paper put methods of category management of a safety valve and the key equipment that increase safety valve testing program and so on. Purpose is to provide the professionals to discuss.

Safety valve Type test Seat pressure Re-seating pressure Lift

X933.4

B

1673-257X（2016）10-0041-04

10.3969/j.issn.1673-257X.2016.10.010

孫琦（1973～），男，本科，高級工程師，從事承壓類特種設備檢驗與安全閥型式試驗檢驗等工作。

2016-07-01）