先导式安全阀在运用过程中对起跳不回座分析处理

肖丁恺 高莹

摘  要：安全阀是一种能控制管道或设备内介质压力的特殊阀门。安全阀的启闭件在外力作用下处于常闭状态;当管道或设备内的介质压力超过允许值时，启闭件打开并向外排放介质，从而将管道或设备内的介质压力控制在允许值以下，以确保人员和设备安全。

关键词：安全阀;起跳不回座;分析

引言

当压力高于安全阀整定压力（6.00MPa）时，安全阀自动打开，释放闪蒸气;当压力降至5.40MPa时，安全阀自动回座。一般会在管道或设备内设置4个并联安全阀（两用两备），其中2个安全阀的排放能力即可满足管道或设备在火灾和真空丧失条件下的安全泄放要求;因此，安全阀失效导致管道或设备内的压力无法释放的风险很小。此外，安全阀利用弹簧压回，关闭时无需动力，具有较高的安全性和可靠性。

1.安全阀简介

1.1结构特点

先导式安全阀主要由主阀、导阀、接头和导管等组成，安全阀感受系统的压力并操作主阀的开启和关闭，高压安全阀具有排量大，不受背压影响和启闭迅速，且在非常接近开启压力下进行无泄漏操作、启闭压差小等优点，因此被广泛运用于天然气、石油气及化工压力容器设备和工业管道上。

1.2工作原理

在正常工况下，系统的介质压力既作用于主阀阀瓣的下方，又作用于主阀阀瓣的上方。由于主阀阀瓣上方气室介质作用面积大于下方介质作用面积，在压力差作用下，主阀处于关闭状态。随着管道介质压力的上升，则密封面所获得的密封比压也将随着上升，这和弹簧直接载荷式安全阀正好相反，即介质压力越高密封越可靠。当管道介质压力异常，达到或超过整定压力时，先导式安全阀的导阀阀瓣迅速开启，从而主阀阀瓣上方气室内的介质通过安全阀的排放口迅速排出，主閥阀瓣的压力平衡被打破，主阀阀瓣在下方介质压力的强力作用下，瞬时开启，将介质从主阀的出口迅速大量排出，整个系统压力下降到一定值时，高压安全阀安全阀回座，系统的介质又从安全阀的导管进入到主阀的气室内，主阀阀瓣在介质压力差作用下回座，介质停止排放，整个系统介质压力恢复到正常的工作压力，保证了系统的安全。

2.起跳主阀不回座经过及故障分析

2.1失效经过

装置大修后试压开车，系统超压，管道接口处安全阀起跳但不能正常复位造成泄漏，系统管道内介质自安全阀往放空管泄放，系统压力急剧下降。操作人员紧急切换至备用阀，关闭故障阀前后手阀。

2.2安全阀解体检查

安全阀送至当地有相关资质的阀门质检中心进行拆检：主阀阀瓣密封圈胀化、变形且损坏严重，阀瓣两密封面间表面附有黑色的碳状化学物质;安全阀导阀阀体内部滑梭O型圈老化严重，部分已损坏;主阀阀座密封面为硬密封结构，密封贴合面有明显的深度划痕和点坑，损伤严重等问题。

2.3故障分析

（1）安全阀问题

先导式安全阀内部至少2个甚至更多密封结点，任何一个密封点失效，都有可能导致安全阀主阀无法复位。经查得知管道上使用的介质为裂解气，由于该阀密封圈久未更换且又长期处于含有腐蚀性的物质中，使安全阀阀内滑梭和阀瓣位置的密封圈长期暴露于腐蚀性介质中，导致密封圈出现胀化、老化等现象失去密封作用，进而引起安全阀失效无法动作。如此，整个系统管线将极易发生超压现象，从而引发事故，后果无法预料。

（2）主阀问题

由于先导式安全阀主阀O型圈老化、变形，致使密封面长期处于未达到完全密封状态，结果主阀阀瓣上方气室的密封系统被破坏，介质泄漏排出，密封比压下降，主阀处于轻微泄漏状态，日积月累，主阀密封面必定受到吹蚀损伤，且聚集了大量各类杂质，主阀启跳后损坏的密封圈又卡住主阀缸体，这两方面的因素造成主阀无法回座。

（3）导阀问题

导阀大都实际是一个弹簧式安全阀，经过长时间的使用和反复开启密封面必定受到吹蚀损伤等，且聚集了大量各类杂质，起跳后损坏的密封件又卡住阀缸体等都会因素造成主阀无法回座。

（4）设备系统问题

由于大修，系统管道内部又长时间运行，管道内聚集了大量各类化学杂质、铁锈等，当系统超压启跳时，杂质进入阀体密封间隙中，对安全阀密封圈和主阀软密封圈造成破坏，硬物直接对主阀主密封面造成机械损伤，导致安全阀泄漏。

3.高压安全阀起跳不回座应对措施及应急处理

3.1应对措施

先导式安全阀安全阀导阀内上下密封面阀梭O型圈和主阀阀瓣密封圈出现溶胀变形及主阀阀座出现机械损伤等，这是导致其起跳不回座的主要原因。鉴于以上结论，提出以下应对措施：

（1）装置或系统开停工或正常生产时要平稳操作，不超温超压。

（2）根据厂家提供的现场操作和检验指导意见建立《先导式安全阀维护管理使用手册》，操作及维保人员日常维保时，严格按照手册认真执行。

（3）按照TSGZF001-2006《安全阀安全技术监察规程》的规定落实定期校验制度，包括对先导式安全阀主阀和安全阀的解体检查和配件更换、上下导管清通检查等。

（4）对导阀、主阀进行解体，清除杂质，对密封件进行清洗研磨。对更换的密封件材质选型严格把控，根据设备系统所使用的介质配比对应的材质密封件。如此阀所在系统介质为腐蚀性物质，则应选择抗老化性、耐腐蚀性且耐高温性较强的材料。

3.2应急措施

一旦发生安全阀起跳事件导致泄压和气体排放，应当立即采取以下应急措施：（1）报告值班班长，并发出警报;（2）将生活区空调或通风装置调至内循环;（3）关闭生活区所有外部门窗和风口，并关闭室内门窗和风口;（4）禁止任何可能产生火花的作业;（5）视情况按应变部署表到集合地点集合，做好灭火及其他应急措施的准备工作;（6）视情况显示操纵受限信号，使气体排放部位处于下风侧。另外，如果发生安全阀起跳事件，应当立即控制点火源，尽快确定泄漏源，并逐级上报启动应急预案。确定泄漏源时，可通过物联网系统查找并定位罐箱。若安全阀无法自动回座，应当尽快将罐箱移至空旷场地以放散闪蒸气，紧急情况下可以连接排放口引走闪蒸气。

结语

压力升高是导致安全阀起跳的直接原因，检验结果表明：安全阀起跳导致完成回座恢复正常。根据先导式安全阀起跳特点和后果采取相应的预防和应急措施，可有效避免安全事故发生。

参考文献

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