安全阀与爆破片串联组合装置性能分析

2020-08-26张晓江

化工设计通讯 2020年9期

张晓江

（山西省工业设备安装集团有限公司，山西太原 030000）

液化气运输车自身存在很大的安全风险，如果运输中发生泄漏，将引起恶性事故。安全阀是专门为液化气运输车设计的保护装置，主要起到超压泄放作用，但由于设计上的缺陷，使安全阀在通过一些特殊路段时容易被破坏。对此，提出了将安全阀和爆破片通过串联组合到一起的改进方案，并通过试验来分析与验证。

1 试验要求

如果需要为容器安装泄放装置，在没有特殊要求的情况下应优先考虑使用安全阀。当压力的增长速度较快、对密封提出了很高的要求，容器中物料可能会使安全阀失效和安全阀无法适应其他情况时，应采用爆破片。为避免介质通过安全阀发生泄漏，或避免腐蚀性气体进入到安全阀当中，可对安全阀和爆破片进行串联使用。安全阀在液化气运输车中是主要超压泄放装置，安装在罐车顶，当罐车从桥隧及山洞中驶过时，可能使安全阀遭到撞击而被损坏，致使罐车中液化气体开始大量泄漏，引起一系列安全事故[1]。对此，为防止以上现象的发生，需要对超压泄放装置进行适当的改进，在诸多不同的改进方案当中，以在安全阀的入口对爆破片进行串联的方案得到多数人的认可，它能在即便安全阀损坏的情况下，依然发挥出隔离与超压泄放重要作用。

1.1 爆破片性能试验

由具备相应资质的机构对DN50和DN40爆破片实施抽检，以测定以下各项性能参数：

（1）在50℃温度条件下的爆破压力，两种爆破片分别抽取三片，按照相关标准对其爆破压力进行试验测定。

（2）在常温条件下的爆破压力，两种爆破片分别抽取三片，按照相关标准对其爆破压力进行试验测定。

（3）试验确定爆破片发生爆破时是否会产生碎片。

1.2 安全阀性能试验

由具备相应资质的机构对DN50和DN40安全阀实施抽检，以测定安全阀的开启压力、排放压力和回座压力。

1.3 安全阀和爆破片相组合后性能试验

由具备相应资质的机构对以下两组安全阀和爆破片相组合后形成的装置进行试验。其中，第一组装置，将其记作AQF1，采用DN50安全阀和YC50-1.98-50A型爆破片通过串联而成，在安全阀侧向进行爆破片的安装；第二组装置，将其作为AQF2，采用DN40安全阀和YC40-1.98-50A型爆破片通过串联而成，在安全阀下方进行爆破片的安装，如图1所示。试验项目包括：单个安全阀实际排量与它的排量系数；组合装置实际排量与它的排量系数；在组合装置当中，爆破片实际爆破压力，以及安全阀实际开启及回座压力；在爆破片发生爆破后，应检查是否产生碎片，若产生碎片，会使安全阀卡阻，影响性能的正常发挥[2]。

图1 爆破片安装于安全阀下方

2 试验方案

试验所用运输车的各项技术参数和性能指标包括：①运输车的工作介质为液化石油气；②运输车工作压力为1.6MPa；③运输车设计压力为1.8MPa；④运输车设计温度为50℃。

试验所用爆破片的各项技术参数和性能指标包括：对于YC50-1.98-50A型爆破片，其结构为反拱压槽，材质为316L，泄放口径为DN50mm，爆破温度有50℃和25℃两种，当爆破温度为50℃时，爆破压力为（1.98±-0.10）MPa，当爆破温度为25℃时，爆破压力为（2.04±5%）MPa，与其相配的安全阀，其公称直径为DN50mm；对于YC40-1.98-50A型爆破片，其结构为反拱压槽，材质为316L，泄放口径为DN40mm，爆破温度有50℃和25℃两种，当爆破温度为50℃时，爆破压力为（1.98±-0.10）MPa，当爆破温度为25℃时，爆破压力为（2.04±-0.10）MPa，与其相配的安全阀，其公称直径为

DN40mm[3]。

试验所用安全阀的各项技术参数和性能指标包括：对于AQF1，其结构为内装下导全闭式，公称压力为2.5MPa，公称直径为DN50mm，阀座喉颈为38mm，阀杆直径为16mm，入口部位的直径为50mm，全启高度在9.5mm以上，开启压力为（1.89±0.06）MPa，排放压力不超过2.08MPa，回座压力不小于1.61MPa；对于AQF2，其结构为内装下导全闭式，公称压力为2.5MPa，公称直径为D40mm，阀座喉颈为32mm，入口部位的直径为40mm，全启高度在8mm以上，开启压力为（1.89±0.06）MPa，排放压力不超过2.08MPa，回座压力不小于1.61MPa。