承壓類特種設備常用安全閥的修理與校驗

摘要：安全閥是鍋爐、壓力容器以及壓力管道等承壓類特種設備中最為常用的安全附件，是保證承壓類特種設備安全運行的最后一道防線。安全閥是一種自動啟閉的閥門，在承壓類設備運行過程中，如果出現壓力值超過正常允許的范圍，安全閥就會在內壓作用的情況下自動開啟，將承壓類設備中壓力和介質釋放，保障運行過程中鍋爐、壓力容器以及壓力管道運行的安全性，當設備內部的壓力值降到允許使用范圍時，安全閥就會自動關閉且恢復承壓設備的密閉狀態，保障設備的安全運行。本文主要分析承壓類特種設備常用安全閥的修理方式，并就設備常見安全閥的校驗方法進行了探討，希望為安全閥校驗維修人員提供有效的參考意見。

關鍵詞：特種設備；安全閥；修理；校驗

我國在1992年針對承壓類特種設備中的安全閥檢驗及維修工作出臺《關于在用鍋爐壓力容器安全閥校驗的若干意見》，其中規定只有具備認證資格的鍋爐壓力容器檢驗單位，才能做好安全閥的檢驗和維修工作。當前，隨著社會經濟迅速發展以及檢驗技術的不斷進步，不同行業在安全閥的使用以及后續的校驗管理方面更加完善規范。原國家質量監督總局在2006年頒布《安全閥安全技術監察規程》，認定只要具備條件的安全閥使用單位，就可以在日常的運用過程中進行自行校驗和維修工作。《安全閥安全技術監察規程》的頒布為不同使用安全閥的單位開展安全閥的日常修理和校驗工作提供了依據。

以某公司為例，該公司在生產過程中的壓力容器、壓力管道使用的安全閥種類繁多，規格不一，內部不同類型的安全閥共有1000多只，安全閥的日常校驗、維護工作極為繁瑣，而安全閥檢驗市場中許多有資質的校驗單位認為，該公司的安全閥維修任務過于繁重，且要求對安全閥的校驗整定壓力誤差率低。2006年《安全閥安全技術監察規程》頒布前，在市場中想要尋找一家有資質承擔本公司安全閥校驗及維護工作的機構極為困難。2006年后，該公司就可以自行解決安全閥的日常修理和教研工作。目前，該公司已經專門購置安全閥檢驗裝置及安全閥修理所用工具和裝備，通過專業機構培訓及內部培訓方式培養了一批業務能力過硬的安全閥專業校驗、維修人員，自行組織人員對安全閥校驗及維修工作有序開展，為公司內部承壓類特種設備的安全運行起到積極作用。

一、承壓類特種設備中常見安全閥的不同類型和特征

在工業生產中，承壓鍋爐的汽包、給水泵出口、省煤器、過熱器、再熱器出口的區域分別安裝著參數不同、適用條件不同的安全閥。除此之外，在工藝裝置中的壓力容器及壓力管道上也會因工藝參數的要求安裝相應的安全閥。隨著工業技術的不斷進步，作為安全附件的安全閥的種類以及規格眾多。例如，在一些小型低壓鍋爐上安裝靜重式的安全閥，而在噸位較大的鍋爐設備上以及壓力容器、壓力管道上，大多數安裝的是杠桿式安全閥或彈簧式的安全閥，尤其是彈簧式安全閥已成為主導的安全附件。

（一）靜重式安全閥

靜重式安全閥相對較為簡潔，是小型低壓鍋爐中應用的原始的一種安全附件。這種安全閥完全依靠自身的重量進行運作，但密封性以及自動性能相對較差，只能應用在壓力低且容量小的鍋爐設備中。

（二）杠桿重錘式安全閥

杠桿重錘式安全閥在靜重式安全閥的基礎條件下不斷演變而來，主要是利用杠桿原理進行調節，從而有效整定安全閥開啟壓力變化。杠桿式安全閥在開啟和關閉的過程中，閥門的中心容易發生位置的偏移，當閥門在關閉后密封性較差，容易發生卡阻的現象。

（三）彈簧式安全閥

彈簧式安全閥完全避免了上述兩種安全閥的缺陷性，并且在開啟和關閉的過程中具有良好的密封特性，能夠更好地適應不同工況下承壓類特種設備的應用需求，也是目前我國工業發展過程中承壓類特種設備應用較為廣泛的一種安全附件。彈簧式安全閥可以通過螺旋彈簧設備密封或開啟，通過螺旋彈簧將彈性的作用力傳遞到閥芯上，與閥座之間的封閉面產生彈力，從而達到密封性較強的目的。彈簧式安全閥在運行過程中主要是通過調節螺旋桿的方式改變安全閥的啟閉動作。

二、安全閥的修理技術

（一）安全閥的解體和拆卸

以手動扳手對安全閥解體和拆卸為例，在拆卸過程中需要將安全閥的軸以及銷去除掉，取出安全閥中的橫桿，將保護罩上的固定螺絲擰下來，取下安全閥上層的保護罩，從安全閥的閥桿上將提升螺母旋轉下來，在調節螺桿注頭的側面用記號筆標記，在標記的正上方閥蓋上端的加工表面再記另外一個標記，測量輔助設備衡量兩個標記之間的距離，再通過旋轉調節將螺桿的鎖緊螺母調松，將彈簧的預警負荷卸掉，最終去除閥蓋。在安全閥整個解體拆卸完畢后，進一步檢查安全閥的閥座以及閥芯之間的密封性是否良好，如果二者之間的密封區域出現劃痕以及其他的縫隙等缺陷性，還應該采用研磨修復技術，如果密封面的損傷較為嚴重，需要對密封面區域的零部件進行

更換。

（二）安全閥金屬密封面的研磨

密封面的研磨處理技術在應用過程中需要結合安全閥的應用數量以及整體的損傷水平進行選擇。目前，常見的研磨方法主要有手工研磨、機械研磨以及機械與手工相互融合的研磨方式。不同的研磨方法適用的安全閥損傷水平也具有較大的差異性，在實際應用過程中需要結合安全閥的損傷狀態進行合理的選擇。在眾多研磨方式中，采用機械研磨加工的效率較高，更加適用于安全閥數量較多、研磨要求較為嚴格的零部件。除此之外，在損傷較為嚴重的密封面，機械研磨的方式應用也較為廣泛。機械研磨還具有速度較快的特征，但是無法保障研磨表面的粗糙度，手工研磨研磨的質量較高，能夠確保密封面的粗糙度達到更高的標準，因此常常被應用在研磨精確度較高的密封面，對密封面損傷較輕的情況優化處理。

目前，我國大多數工業企業中的鍋爐、壓力容器及壓力管道安全閥的密封面，采用的都是平面密封面的方式，在研磨過程中更加易于維修和操作。考慮到研磨加工的精確度有所差異，將研磨工藝分為粗研磨、半精研磨以及精研磨三種。其中，粗研磨主要是為了去除上一道工序帶來的各類型缺陷問題。例如，在上一道工序之后留下的打磨痕跡或壓痕等，能夠確保安全閥具有良好的密封性，并保持密封面的平整度，為后續的精細化研磨打下良好的基礎。精細化的研磨主要是對工件進行系統且全面的研磨，更加細致地處理密封面上殘留的各類型凹陷或裂縫，在研磨過程中，需要注意研磨劑確保密封面的清潔問題。在研磨劑選擇的過程中，注意研磨劑的應用粒度，避免不同顆粒度的研磨劑相互混雜使用，研磨過程確保接觸面之間的平整性，尤其是對于一些硬質的核心材料所制作的研磨平板，考慮到平板的鋼硬度較高，因此在粗研磨的階段通常不采用這種研磨平板。技術人員必須合理控制研磨的壓力，根據設備實際狀況逐步施加壓力，避免一次性壓力過大出現表面劃痕等問題。

（三）安全閥的裝配

在安全閥的研磨工作完成后，將研磨區域表面的殘渣清理干凈，就可以進行安全閥的再裝配工作，裝配的順序應當與拆卸的順序完全相反。

三、安全閥的校驗技術

（一）對于校驗設備及工作人員的要求

安全閥的校驗單位需要具備省級及以上市場監督管理部門頒發許可資質，同時要有滿足要求的校驗廠房、配備具有足夠校驗經驗并取得特種設備作業人員證書的技術人員以及安全閥校驗設備，為安全閥的準確校驗搭建良好的基礎平臺。負責安全閥校驗的技術人員不僅需要熟練掌握安全閥校驗的理論專業知識、最新的有關安全閥方面的安全技術規范及技術標準，還要嚴格按照安全閥校驗工作的流程開展。安全閥的校驗設備是由校驗控、增壓裝置、氣源（最好是氮氣）

以及配備的管道四部分共同構成。為了滿足不同等級安全閥的校驗需求及氣源的穩定性，在通常情況下，校驗過程中應配備容積量超過0.5m3氣體穩壓罐（儲氣罐），當穩壓罐容量超過1m3，連接管道的內半徑應當保持在25mm以上，這樣才能為安全閥的順利校驗提供前提保障。

（二）安全閥的校驗項目

不同設備上的安全閥在工作過程中的性質以及控制參數也具有較大的差異性，因此校驗工作需要結合設備上安全閥的具體工作環境、工作工況及安全技術規范、技術標準的要求展開。通常情況下，如果在工業生產過程中應用在鍋爐、壓力容器及壓力管道上的安全閥，為了確保安全閥的工作性能，同時能夠滿足鍋爐、壓力容器及壓力管道壓力控制的需求，需要對安全閥整定壓力以及密封性壓力兩項性能分別檢測，為了確保安全閥在工作過程中的性能，還可以進一步對安全閥的回做壓力進行校驗，發現可能存在的各類型缺陷。除此之外，在校驗其他類型安全閥的過程中，也需要系統考量運行環境中接觸的介質、所處的溫度條件、運行的背壓等情況。

（三）安全閥校驗的方法

首先，在安全閥校驗前進行嚴格的檢驗工作。對安全閥設備的接觸面以及表面進行徹底的清潔工作，將設備接觸縫隙中帶有的雜質和污染物質徹底清除干凈，避免對后續的校驗工作帶來負面影響，并對整體的運行狀態進行檢測，保障安全閥在狀態良好的條件下進行校驗。如果發現安全閥存在變形或銹蝕等情況，還應該對安全閥缺陷性的零部件進行更換，保障能滿足校驗工作的需求。

其次，進行整定壓力校驗。在確認安全閥的整定壓力值時，需要循序漸進地提升安全閥的進口壓力，當進口壓力值達到整定壓力90%的條件下，需要進一步控制并降低壓力升高的速度，保障控制在每秒鐘0.01MPa。除此之外，在持續升壓的過程中，如果發現漏氣的現象，應當立即停止校驗工作，并完全釋放安全閥內部的壓力，然后對缺陷處維護處理，再重新校驗。當安全閥的閥芯已經開啟，設備內部介質由安全閥的排放口微量外排時（一般在安全閥排放口貼密封紙），校驗技術人員應抓緊時間記錄此時安全閥的進口壓力（安全閥檢驗裝置經過智能化改裝后，進口壓力可以自動記錄，準確性更高），將這時的壓力確認為整定壓力。與此同時，針對整定壓力不超過0.5MPa的安全閥，正定壓力的實際測量值與規定值之間是存在誤差的，需要控制誤差的范圍不得超過±0.015MPa；

對于整定壓力值大于0.5MPa時，也需要將整定壓力的測試值與規定值之間的誤差控制在±3%。

最后，在安全閥的密封試驗過程中，如果整定壓力在校驗結束后滿足要求，應持續地降低安全閥的進口壓力，然后進入密封試驗環節。密封試驗環節采用氣體作為密封試驗介質。對于全密封性的安全閥，可以采用泄漏氣泡數作為衡量泄漏率的標準，對于非密封性的安全閥密封試驗，如果在規定的試驗時間內沒有聽到氣體泄漏的聲音，就默認為符合氣密性要求。除此之外，在密封試驗過程中還可以采用水介質。

（四）安全閥的校驗記錄以及報告

在安全閥的整個實驗過程中需要針對每一個試驗環節做好記錄、鉛封工作，然后在試驗報告制作環節，針對不同環節的試驗記錄制定完整的報告（原始記錄），為后續的檢驗工作提供有效的數據支撐。負責校驗的技術人員應當詳細將過程完整記錄下來，尤其是對于其中涉及的關鍵參數清晰記錄。對已經檢驗合格的安全閥進行鉛封，有效降低周邊工作環境帶來的負面影響。

四、結語

安全閥設備是保障承壓類特種設備安全運行的關鍵安全附件，而維修以及校驗工作，更是確保安全閥工作性能的前提條件，及時發現安全閥密封面存在的缺陷性問題，確保安全閥的應用性能。

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作者簡介：張林（1966），高級工程師，擁有鍋爐檢驗師、壓力容器檢驗師、壓力管道檢驗師二級證書，從事承壓類特種設備檢驗檢測及安全閥校驗維修研究。