對安全閥校驗周期識別模型分析

陸司政

摘要：針對安全閥校驗周期與生產裝置運行周期不符的問題，本文結合安全閥校驗周期評定需求，對影響安全閥動作的關鍵失效因素展開了分析，根據溫度、壓力、介質粘性、腐蝕因素之間的關系完成了安全閥校驗周期識別模型的建立，從而為安全閥校驗周期的確定提供科學計算方法。

關鍵詞：安全閥；校驗周期；識別模型

引言

作為承壓類特種設備上的安全附件，安全閥十分重要，能否正常動作直接關系到設備和人身安全。在工業生產中，安全閥需要長期運行，受周圍環境因素影響可能出現失效問題，需要通過定期校驗降低安全風險。但安全閥校驗將導致停車，所以需要實現校驗周期的合理確定，滿足實際工業生產需求。因此，需要完成安全閥校驗周期識別模型的建立，對安全閥校驗問題進行科學分析，提出有效的安全閥校驗周期確定方法。

1安全閥校驗周期分析

按照國家規定要求，安全閥需要定期校驗，確定合格后才能在工業生產中投入使用。如果想要對安全閥校驗周期進行延長，需要經單位技術負責人同意。通常情況下，安全閥需要每年完成一次校驗。但結合工業生產流程特點可知，相應生產設備開車運行3-5年后才會進行停車檢修，并不符合安全閥法定校驗周期規定[1]。綜合考慮這些因素，還應確定合理的安全閥校驗周期，從而使安全閥校驗工作得以順利開展。結合安全閥運行特點可知，其將受到溫度、壓力等各種因素影響，在不同工況下失效率不同，因此在安全閥校驗周期評定上需要對造成安全閥失效的因素進行識別，通過綜合分析得到科學的安全閥校驗周期。

2安全閥校驗周期識別模型

2.1關鍵因素識別

結合安全閥校驗周期評價需求，需要對導致安全閥失效的關鍵因素進行識別?，F階段，安全閥主要以彈簧失效、壓力超差、密封面泄露等形式發生失效問題，導致失效的主要原因包含零部件腐蝕、介質壓力大、溫度高和介質粘性大。其中，零部件腐蝕是由于在裝置周圍環境介質具有腐蝕性的情況下，未能進行保護容器材料和關鍵零部件的合理選擇，從而導致安全閥出現無法開啟、介質泄露、開啟壓力高等問題。介質壓力過大，主要針對彈簧直接載荷式安全閥，需要通過彈簧預緊力進行壓力整定，導致裝置壓力隨介質壓力升高而升高，造成安全閥彈簧失效。而在整定壓力較大情況下降介質排出，將造成安全閥內部受到較大沖擊力，引起密封失效。在溫度過高時，彈簧容易出現應力松弛，發生剛性變化，造成裝置無法準確開啟，長期處于高溫環境最終會引起彈簧失效。此外，介質粘度過大將導致流動性降低，進入安全閥腔體后遇冷凝固，將導致安全閥動作受到影響。部分安全閥出口直通大氣，粘稠介質會在進口側凝固，造成安全閥失效。

2.2因素關系分析

實際建立安全閥校驗周期識別模型，需要對導致裝置失效的關鍵因素的關系展開分析。從壓力角度來看，對安全閥校驗周期進行評價，需要考慮彈簧應力問題。而彈簧應力大小與整定壓力、公稱壓力有關，在整定壓力與公稱壓力相等時應力最大，因此二者比值可以作為判斷彈簧應力大小的指標，被稱之為整壓比[2]。在常溫條件下對安全閥進行帶載測試，能夠發現伴隨著整壓比的增加，裝置開啟壓力偏差可以控制在標準以內，可以將安全閥校驗周期設定為5年。結合實踐生產數據可知，在溫度不斷提升的情況下，整壓比有所下降。溫度相同，整壓比較大，會導致裝置產生較大開啟壓力偏差。從溫度和壓力關系上來看，想要將校驗周期設定為3年，需要滿足溫度分別為60℃、80℃和100℃時，整壓比分別不能超過85%、70%、55%，可以通過線性插值進行整壓比的確定。超出100℃，裝置有較大泄露幾率，需要每年進行一次校驗。從介質粘度和腐蝕因素角度進行考慮，可知常溫環境下介質粘度達到無法自流狀態時，需要每年至少進行一次安全閥校驗。常溫下能夠自流的情況下，需要根據腐蝕因素、溫度、整壓比三個因素關系對校驗周期進行確認。從腐蝕因素角度來看，分為兩種情況，一種是裝置進出口有腐蝕產物或內件有腐蝕痕跡情況下，需要每年至少進行一次安全閥校驗；另一種是安全閥無腐蝕問題，需要根據溫度和整壓比進行校驗周期確認。

2.3識別模型建立

根據各因素與安全閥校驗周期的關系，可以建立相應識別模型，如式（1）所示。式中，μ指的是校驗周期因子，Kf、Kn、Kwp分別為腐蝕因子、粘度因子、溫度及整壓比因子給安全閥校驗周期帶來的影響。在Kf=0的情況下，說明安全閥將受到腐蝕因素影響，Kf=1說明無腐蝕問題。Kn=0的情況下，說明常溫下介質無法自流，Kn=1說明介質能夠自流。Kwp=5的情況下，說明安全閥在常溫、整壓比≤95%條件下工作；Kwp=3說明安全閥工作條件滿足3年一校驗的溫度和整壓比條件要求；Kwp=0意味溫度超出100℃。結合安全閥實際生產環境確認各因子的大小，最終可以得到μ的值。在μ=5時，可以5年進行一次安全閥校驗；μ=3可以3年進行一次安全閥校驗，μ=0需要每年進行一次安全閥校驗。采取該種方法，可以通過簡單的運算得到安全閥校驗周期，因此能夠為相關工作的開展提供便利。

μ=KfKnKwp （1）

結論：在實際生產中，安全閥校驗工作需要科學開展，才能在保證生產效率的同時，保證生產安全。結合導致安全閥失效的關鍵因素之間的關系，可以建立安全閥校驗周期識別模型，根據安全閥所處環境的溫度、壓力、介質粘性、腐蝕因素進行安全閥校驗問題的綜合分析與判斷，最終制定合理的校驗周期，繼而使校驗工作得到有序開展。

參考文獻

[1]劉波雷，葉華鋼，聶道政.安全閥校驗風險識別與控制分析[J].化工管理，2018（35）：58.

[2]劉強，樓紅軍，黃劍波.基于模糊綜合評價的安全閥校驗周期確定方法研究[J].化工管理，2018（28）：96-97+100.

（作者單位：廣東省特種設備檢測研究院肇慶檢測院）