API520-安全閥計(jì)算PART1(中文版)

煉油廠泄壓裝置的定徑、選擇和安裝

第I部分定徑和選擇

1引言

1.1范圍

本推薦方法適用于煉油廠及相關(guān)工業(yè)中最大允許工作壓力為15psig(103kPag)或

更高的設(shè)備所用泄壓裝置的定徑與選擇。本方法所涉及泄壓裝置是對(duì)無火壓力容器和相

關(guān)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，防止因操作故障和火災(zāi)而出現(xiàn)超壓。

本方法包括基本定義、各種泄壓裝置的操作特性和應(yīng)用方面的資料以及基于牛頓

型流體穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)泄壓裝置的定徑程序和方法。

泄壓裝置僅用于容器的超壓保護(hù)，對(duì)極端高溫環(huán)境如火災(zāi)情況下容器的結(jié)構(gòu)故障

并不提供保護(hù)。參閱APIRP521中有關(guān)降壓及限制熱輸入的相應(yīng)資料。

APIStd2000所涉及的常壓、低壓儲(chǔ)罐及用于運(yùn)輸散裝產(chǎn)品的壓力容器或集裝箱不

在本方法內(nèi)容之列。

受火壓力容器超壓保護(hù)規(guī)范的相關(guān)內(nèi)容在ASME《鍋爐與壓力容器規(guī)范》第I卷

及ASMEB31.1中，本方法并不涉及此內(nèi)容。

1.2術(shù)語

1.2.1至123對(duì)本方法中有關(guān)泄壓裝置及其尺寸特性和操作特性的術(shù)語予以定義。

確切的講，這些術(shù)語是出現(xiàn)在各節(jié)正文和相應(yīng)的說明中。

1.2.1泄壓裝置

1.2.1.1泄壓裝置(pressurereliefdevice)：是靠進(jìn)口靜壓驅(qū)動(dòng)，在出現(xiàn)事故或工況不正常

時(shí)開啟，以防止內(nèi)部流體壓力的上升超過規(guī)定數(shù)值。該裝置也能設(shè)計(jì)成防止過量的內(nèi)部

真空。該裝置可以是泄壓閥、非重新閉合泄壓裝置或真空解除閥。

1.2.1.2泄壓閥(pressurereliefvalve)：是一種能開啟泄壓后關(guān)閉以防止工況恢復(fù)正常后

流體繼續(xù)流出的泄壓裝置。

a.泄放閥(reliefvalve)是一種由閥上游的靜壓驅(qū)動(dòng)的彈簧載荷式泄壓閥。閥的升程，

通常與超過開啟壓力的壓力增加值成正比。泄放閥主要用于不可壓縮流體?！疽?/p>

體】

b.安全閥(safetyvalve)是一種由閥上游的靜壓驅(qū)動(dòng)，具有快速開啟或突跳特性的彈

簧載荷式泄壓閥。安全閥通常用于可壓縮流體?！練怏w】

c.安全泄放閥(safetyreliefvalve)是一種根據(jù)用途之不同，可用作安全閥，亦可用

作泄放閥的彈簧載荷式泄壓閥?！練庖簝上唷?/p>

d.常規(guī)式泄壓閥(conventionalpressurereliefvalve)是一種工作特性直接受閥后背壓

變化影響的彈簧載荷式泄壓閥。

e.平衡式泄壓閥(balancedpressurereliefvalve)是一種采用波紋管或其它措施以使

背壓對(duì)閥工作特性的影響減至最小的彈簧載荷式泄壓閥?！纠每臻g抵消了出口

管線造成的背壓】

f.先導(dǎo)式泄壓閥(pilotoperatedpressurereliefvalve)是一種主要泄放裝置或主閥與

自身驅(qū)動(dòng)的輔助泄壓閥(導(dǎo)閥)協(xié)同工作并受輔助泄壓閥控制的泄壓閥【由輔助

閥來泄壓，可以忽略所有的背壓實(shí)現(xiàn)安全閥的泄放】。

1.2.1.3非重新閉合泄壓裝置(non-reclosingpressurereliefdevice)：是一種開啟后不能再

自動(dòng)關(guān)閉的泄壓裝置?？商峁┦謩?dòng)重新設(shè)定的方法。

L2.1.4爆破片裝置(rupturediskdevice)：是一種不能再關(guān)閉的泄壓裝置，其由裝置進(jìn)

口和出口的靜壓差驅(qū)動(dòng)，通過爆破片的破裂起作用。爆破片裝置包括爆破片(rupturedisk)

和爆破片夾持器(rupturediskholder)0

a.爆破片(nipturedisk)是爆破片裝置的承壓、對(duì)壓力和溫度敏感的元件。

b.爆破片夾持器(rupturediskholder)是一種包容和夾持爆破片以固定其位置的裝

置。(有些爆破片直接安裝在標(biāo)準(zhǔn)法蘭間而無須夾持器。)

c.無碎片型爆破片(nonfragmentingrupturedisk)是一種安裝在其它管道部件(如泄

壓閥)上游，其爆破時(shí)不會(huì)影響這些部件功能的爆破片。

1.2.1.5銷動(dòng)式裝置(pin-actuateddevice)：是一種非重新閉合泄壓裝置，其由靜壓驅(qū)動(dòng)，

通過彎曲或斷裂用來固定活塞或堵塞的銷釘而工作。當(dāng)銷釘彎曲或斷裂時(shí)，活塞或堵塞

就會(huì)立即到達(dá)全開位置。

1.2.2泄壓裝置的尺寸特性

1.2.2.1實(shí)際排放面積(actualdischargearea)：確定通過閥門流量的最小凈面積。

1.2.2.2簾面積(curtainarea)：是閥瓣開啟而在閥座上方的閥座表面與開啟高度之間的

圓柱或圓錐排放面積。

1.2.2.3有效排放面積(effectivedischargearea)：使用有效排量系數(shù)按本推薦方法中的初

步定徑公式來計(jì)算泄壓閥所需最小排放量的名義面積或計(jì)算面積。APIStd526列出了喉

徑代號(hào)從“D”到“T”的有效排放面積。

1.2.2.4通孔面積(borearea)：閥座在最小橫截面處的流動(dòng)面積。又稱閥座面積、閥座喉

部面積和喉部面積。

1.2.2.5蓄壓室(huddlingchamber)：位于泄壓閥閥座下游，幫助閥開啟的環(huán)狀室。

L2.2.6進(jìn)口口徑(inletsize)：除非另有規(guī)定，即指閥進(jìn)口連接處的公稱管徑(NPS)-

1.2.2.7出口口徑(outletsize)：除非另有規(guī)定，即指閥出口連接處的公稱管徑(NPS)。

1.2.2.8開高(lift)：當(dāng)閥泄放時(shí)，閥瓣離開關(guān)閉位置的實(shí)際行程。

1.2.2.9最小凈流動(dòng)面積(minimumnetflowarea)：爆破片完全破裂后，適當(dāng)考慮各結(jié)構(gòu)

元件對(duì)通過爆破片裝置所可能產(chǎn)生的減小凈流動(dòng)面積這一影響后的計(jì)算凈面積。用于定

徑目的的凈流動(dòng)面積不大于爆破片裝置的公稱管面積。

1.2.3操作特性

1.2.3.1排量系數(shù)(coefficientofdischarge):閥的質(zhì)量流量與理想噴嘴的質(zhì)量流量之比。

它是用于計(jì)算泄壓裝置的流量。

a.有效排量系數(shù)(effectivecoefficientofdischarge)是一名義值，與有效排放面積

結(jié)合用以計(jì)算泄壓閥所需最小排放量。該排放量依據(jù)本推薦方法中的初步定徑

公式確定。

b.額定排量系數(shù)(ratedcoefficientofdischarge)是依據(jù)適用的規(guī)范或法規(guī)確定，與

實(shí)際排放面積結(jié)合用以計(jì)算泄壓閥的額定排放量。

1.2.3.2系統(tǒng)壓力和溫度(systempressureandtemperature)(參見圖1和圖26中有關(guān)以

下壓力術(shù)語的圖表說明)

a.最高操作壓力(maximumoperatingpressure)是系統(tǒng)正常操作期間期望的最大壓

力。

b.最高允許工作壓力(maximumallowableworkingpressure)(MAWP)是整個(gè)容器在

規(guī)定溫度下正常運(yùn)行時(shí)頂部允許的最大表壓力，該溫度是與最高允許工作壓力

相一致的指定溫度。最高允許工作壓力是依據(jù)容器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則對(duì)于容器的各個(gè)構(gòu)

件的實(shí)際名義厚度所確定的內(nèi)部或外部壓力的最小值，不包括因腐蝕和壓力以

外的載荷而附加的金屬厚度。最高允許工作壓力是保護(hù)容器的泄壓裝置的壓力

設(shè)定基礎(chǔ)。最高允許工作壓力一般大于設(shè)計(jì)壓力，但在設(shè)計(jì)準(zhǔn)則僅用于計(jì)算各

個(gè)構(gòu)件的最小厚度和計(jì)算并非用于確定最高允許工作壓力的值時(shí)，最高允許工

作壓力應(yīng)與設(shè)計(jì)值相同。

c.設(shè)計(jì)壓力(designpressure),容器的設(shè)計(jì)壓力及設(shè)計(jì)溫度是依據(jù)容器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則用

于確定各個(gè)構(gòu)件的最小允許厚度和物理特性。設(shè)計(jì)壓力由用戶選定，以提供一

個(gè)合適的壓力極限，此極限大于正常操作期間所預(yù)期的與溫度相一致的最為苛

刻的壓力條件。設(shè)計(jì)壓力也就是訂購單上指定的壓力。在沒有確定最高允許工

作壓力的情況下，該壓力可以作為最高允許工作壓力使用。設(shè)計(jì)壓力等于或低

于最高允許工作壓力。

d.積聚(accumulation)是在泄壓裝置排放過程中，允許壓力增加超過容器的最高

允許工作壓力的壓力數(shù)值，以壓力單位或以最高允許工作壓力或設(shè)計(jì)壓力的的

百分?jǐn)?shù)表示。依據(jù)適用的規(guī)范對(duì)操作故障和火災(zāi)確定最大允許積聚?！臼且宰罡?/p>

允許壓力為基準(zhǔn)的，超過壓力是超過整定壓力部分的壓力數(shù)值】

e.超過壓力(overpressure)是壓力增加超過泄放裝置的整定壓力、以獲得額定排量

的壓力數(shù)值，以壓力單位或以整定壓力的百分?jǐn)?shù)表示。只有在泄壓裝置定壓在

容器的最高允許工作壓力時(shí)開啟，超過壓力才與累積相等。

f.額定排量(ratingrelievingcapacity)是適用的規(guī)范或法規(guī)允許用作泄壓裝置使用

基準(zhǔn)的那部分排量。其由制造商提供。

注：裝置上所標(biāo)明的排量是依據(jù)相應(yīng)規(guī)范所要求的以蒸汽、空氣、氣體或水作為介

質(zhì)的額定排量。

L2.3.3裝置壓力(devicepressure)(參見圖1、圖26、圖27、圖28和圖29中有關(guān)以下

壓力術(shù)語的圖表說明)

a.整定壓力(setpressure)是在工作條件下，泄壓裝置設(shè)定在開啟時(shí)的進(jìn)口處的表

壓。

b.冷態(tài)試驗(yàn)差壓力(colddifferencetestpressure)(CDTP)是在試驗(yàn)臺(tái)上將泄壓閥調(diào)

整到開啟時(shí)的壓力。冷態(tài)試驗(yàn)差壓力包括對(duì)使用條件下背壓或溫度或兩者的修

正。

c.爆破壓力(burstpressure),在指定溫度下爆破片的爆破壓力是爆破片即將爆破

前的上游靜壓與其下游靜壓的差值。當(dāng)下游靜壓為大氣壓力時(shí)，爆破壓力即是

上游靜表壓。

d.標(biāo)記爆破壓力(markedburstpressure),或爆破片的額定爆破壓力是爆破片在指

定溫度下由試驗(yàn)確定并由制造商標(biāo)明在標(biāo)簽上的爆破壓力。如果用戶沒有特別

指定，標(biāo)記爆破壓力可以是制造范圍內(nèi)的任何壓力。標(biāo)記爆破壓力適用于同一

批次中所有的爆破片。

e.指定爆破壓力(specifiedburstpressure)是由用戶特別規(guī)定的爆破壓力。標(biāo)記爆

破壓力可能高于或低于指定爆破壓力，但必須在制造范圍之內(nèi)。在確定指定爆

破壓力時(shí)，用戶對(duì)制造范圍、附加背壓和指定溫度的考慮會(huì)很謹(jǐn)慎。

f.爆破壓力允差(burst-pressuretolerance)是爆破片在指定溫度下爆破時(shí)的壓力與

標(biāo)記爆破壓力的偏差值。

g.同批次爆破片(alotofrupturedisks)是指制造時(shí)間、尺寸、材料、厚度、型式、

制造工藝以及熱處理都相同的一批爆破片。

h.制造范圍(manufacturingrange)是指爆破片必須標(biāo)明的壓力范圍。制造范圍通常

由制造商以指定爆破壓力的百分比的形式編成目錄給出。該目錄上的制造范圍

經(jīng)用戶和制造商協(xié)議后可以更改。

i.背壓(backpressure)是由于排放系統(tǒng)的壓力而存在于泄壓裝置出口處的壓力。

背壓是附加背壓(superimposedbackpressure)和排放背壓(built-upbackpressure)

的總和。

j.排放背壓(built-upbackpressure)是泄壓裝置開啟后，由于流動(dòng)而在泄壓裝置出

口處形成的壓力。

k.附加背壓(superimposedbackpressure)是泄壓裝置需要開啟時(shí)存在于出口處的

靜壓。它是因?yàn)槠渌蛟谂欧畔到y(tǒng)中產(chǎn)生的壓力。該壓力可能是恒定的，也

可能是變動(dòng)的。

1.啟閉壓差(blowdown)是泄壓閥整定壓力和關(guān)閉壓力的差值，以整定壓力的百分

比或壓力單位表示。

m.開啟壓力(openingpressure)是閥瓣具有可測(cè)開高或是流體連續(xù)排出時(shí)增加了的

進(jìn)口靜壓值。閥瓣具有可測(cè)開高和流體的連續(xù)排出能由視覺、觸覺或聽覺予以

確定。

n.關(guān)閉壓力(closingpressure)是閥瓣重新與閥座接觸或閥瓣的開高為零時(shí)減小了

的進(jìn)口靜壓值。閥瓣重新與閥座接觸和開高為零能由視覺、觸覺或聽覺予以確

定。

O.前泄(simmer)是開啟前進(jìn)口靜壓低于整定壓力時(shí)閥瓣與閥座之間有可聽見或

可看見的可壓縮流體的逸出。

p.泄壓閥的操作比(operatingratio)是系統(tǒng)最大操作壓力與整定壓力之比。

q.爆破片的操作比(operatingratio)是系統(tǒng)最大操作壓力與下列和爆破片相關(guān)的

一個(gè)壓力(參見圖28和圖29)之比。

1.若標(biāo)記爆破壓力高于40psi：操作比是系統(tǒng)最大操作壓力與標(biāo)記爆破壓

力之比。

2.若標(biāo)記爆破壓力等于或低于40psi：操作比是系統(tǒng)最大操作壓力與標(biāo)記

爆破壓力減去2psi后所得壓力數(shù)值之比。

r.泄漏試驗(yàn)壓力(leak-testpressure)是閥座泄漏試驗(yàn)時(shí)規(guī)定的進(jìn)口靜壓力。

s.泄放條件(relievingconditions)一詞是用于表明泄壓裝置在超壓情況下的進(jìn)口壓

力和溫度。泄放壓力等于閥的整定壓力(或爆破片的爆破壓力)與超過壓力之

和。(泄放條件下流體的溫度可能高于或低于操作溫度。)

t.指定爆破片溫度(specifieddisktemperature)是爆破片預(yù)期爆破時(shí)的溫度。制造商

用該溫度來確定標(biāo)記爆破壓力。指定爆破片溫度極少情況下是容器的設(shè)計(jì)溫度,

甚至不會(huì)是操作溫度或泄放溫度，這取決于泄放系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

1.3參考出版物

本推薦方法引用下列現(xiàn)行版本的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和出版物：

API

RP520《煉油廠泄壓裝置定徑、選擇和安裝》第H部分，“安裝”

Std526《鋼制法蘭連接泄壓閥》

Std510《壓力容器檢查規(guī)范一維修檢查、評(píng)定、修理和更換》

RP521《泄壓和減壓系統(tǒng)指南》

Std527《泄壓閥閥座的密封性》

RP576《泄壓裝置的檢查》

Std2000《通大氣儲(chǔ)罐和低壓儲(chǔ)罐（非冷藏和冷藏）》

ASME

《鍋爐和壓力容器規(guī)范》第I卷“動(dòng)力鍋爐”，1998

《鍋爐和壓力容器規(guī)范》第W1卷“壓力容器”，第一分冊(cè)，1998

B31.1《動(dòng)力管線》，1995,最近的附錄

B31.3《過程管線》，1996,最近的附錄

容器

壓力容器要求泄壓閥的典型特性

壓力

最高允許積聚壓力受火工況定徑時(shí)

（僅為受火工況）的最高泄放壓力

多閥安裝時(shí)過程工況定徑時(shí)

最高允許積聚壓力116—_____________多閥安裝的

最高泄放壓力

（非受火工況）115―

「過程工況定徑時(shí)

單閥安裝的

最高泄放壓力

單閥安裝時(shí)最

大輔助閥的最高

最高允許積聚壓力1O

允1--------------0允許整定壓力

（非受火工況）許（受火）

工

作<?一超壓（最大）

壓

力

(附加閥的最高

表O5J------------允許整定壓力

壓

)（過程）

的

百

分

最高允許工作壓力比

單閥

或設(shè)計(jì)壓力才L最高允許整定壓力

（見注4）

（典型）

.啟閉壓差（典型）

（見注6）

-單閥關(guān)閉壓力

最高期望操作壓力

密封試驗(yàn)壓力（典型）

（見注5和6）

85—1

注：

1.該圖符合ASME《鍋爐與壓力容器規(guī)范》第VID卷耍求，其中最高允許工作壓力大于30psi；

2.所示壓力條件適用于安裝在壓力容器上的泄壓閥；

3.整定壓力允許偏差應(yīng)與適用的規(guī)范一致；

4.最高允許工作壓力等于或大于相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下的設(shè)計(jì)壓力；

5.操作壓力可以高于或低于90；

6.ASME規(guī)范第VIII卷，第一分冊(cè)，附錄M應(yīng)是啟閉壓差和壓差的指導(dǎo)性文件。

圖1一泄壓閥的壓力關(guān)系圖

2泄壓裝置

2.1概述

本章闡述了單獨(dú)或組合使用的泄壓裝置的基本原理、操作特性、應(yīng)用場(chǎng)合及其選擇。

這些裝置包括彈簧載荷式和先導(dǎo)式泄壓閥、爆破片裝置以及其它的泄壓裝置。本文對(duì)這

些裝置進(jìn)行了闡述和圖示（圖2-18）說明。

2.2泄壓閥

2.2.1彈簧載荷式泄壓閥

2.2.1.1常規(guī)式泄壓閥

2.2.LL1常規(guī)式泄壓閥（見圖2和5）是一種自動(dòng)動(dòng)作的彈簧載荷式泄壓閥，其在預(yù)先

確定的壓力下開啟，并從容器或系統(tǒng)中泄放流體以保護(hù)容器或系統(tǒng)免受超壓。圖5所示

小規(guī)格閥門通常用作熱膨脹泄放閥。彈簧載荷式泄壓閥基本元件包括：連接在被保護(hù)容

器或系統(tǒng)上的進(jìn)口閥座、控制流過閥座流體的可移動(dòng)的閥瓣和控制閥瓣位置的彈簧。在

正常的系統(tǒng)操作條件下，進(jìn)口壓力低于整定壓力，閥瓣坐在閥座上同時(shí)阻止流體流出閥

座。

2.2.1.1.2彈簧載荷式泄壓閥涉及多種術(shù)語，例如安全閥、泄放閥和安全泄放閥。這些術(shù)

語通常分別用于氣體或蒸氣介質(zhì)、液體介質(zhì)或多種介質(zhì)用的閥門。泄壓閥，這個(gè)更多的

總稱，用于本文并應(yīng)用于所有三種情況。

2.2.1.1.3常規(guī)彈簧載荷式泄壓閥的動(dòng)作基于力的平衡（見圖19）0當(dāng)系統(tǒng)壓力等于閥門

整定壓力時(shí)，彈簧力預(yù)先設(shè)定到等于進(jìn)口介質(zhì)作用在關(guān)閉閥瓣上的力。當(dāng)進(jìn)口壓力低于

整定壓力時(shí)，閥瓣仍舊坐在閥座上處于關(guān)閉位置。當(dāng)進(jìn)口壓力高于整定壓力時(shí)，作用在

閥瓣上的壓力克服彈簧力，同時(shí)閥門開啟。當(dāng)進(jìn)口壓力降低到低于整定壓力的某個(gè)值時(shí),

閥門再次關(guān)閉。

2.2.LL4在正常操作條件下，閥門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，見圖19A,作用在閥瓣表面（面積

“A”）上的系統(tǒng)或容器壓力被彈簧力抵消。隨著系統(tǒng)壓力接近閥門的整定壓力，閥瓣與

閥座之間的作用力接近零。

2.2.1.1.5用在蒸氣或氣體介質(zhì)中時(shí)，閥門在突跳前可能會(huì)有前泄。當(dāng)容器壓力非常接近

整定壓力時(shí)，可以聽到介質(zhì)流過閥座表面進(jìn)入蓄壓腔“B”。由于反沖盤與調(diào)節(jié)圈間節(jié)

流作用的結(jié)果，蓄壓腔“B”內(nèi)的壓力增加（見圖19B）o因?yàn)檫@時(shí)壓力作用在更大的面

積上，產(chǎn)生一個(gè)通常被稱為膨脹力的附加力來克服彈簧力。通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)圈，便可以調(diào)

閥帽

閥桿

調(diào)整螺釘

閥蓋

彈簧

閥瓣

閥座密封面

調(diào)節(jié)圈

閥體

閥座

（噴嘴）

圖2單調(diào)節(jié)圈調(diào)節(jié)啟閉壓差的常規(guī)式泄壓閥

節(jié)環(huán)形流道縫隙的大小，從而控制蓄壓腔“B”內(nèi)的壓力。這種蓄壓腔內(nèi)被控制的壓力

將克服彈簧力，導(dǎo)致閥瓣離開閥座，閥門突跳開啟。

2.2.1.1.6一旦閥門已經(jīng)開啟，“C”處便會(huì)產(chǎn)生附加增壓（見圖19C）o這是由于突然的

流量的增加以及由反沖盤裙邊的內(nèi)沿與調(diào)節(jié)圈外徑所圍成的另一個(gè)環(huán)形流道上的節(jié)流

所造成的。這些“C”處的附加力會(huì)導(dǎo)致閥瓣在突跳時(shí)達(dá)到足夠的開啟高度。

2.2.1.1.7流量始終被閥座與閥瓣間的開度限制著，直到閥瓣離閥座的開啟高度接近1/4

喉徑。當(dāng)閥瓣達(dá)到這種程度的開啟高度以后，流量便由喉部通孔面積控制而不是閥座表

面間的面積了。

2.2.1.1.8當(dāng)進(jìn)口壓力已經(jīng)降到低于整定壓力足夠多，以致彈簧力足以克服“A”，“B”,

“C”三處力之和時(shí)，閥門關(guān)閉。閥門回座時(shí)的壓力就是關(guān)閉壓力。整定壓力與關(guān)閉壓

力的差稱為啟閉壓差。

2.2.1.1.9圖20表示的是閥瓣從整定壓力（圖中A點(diǎn)）經(jīng)歷超壓階段到達(dá)最大泄放壓力

（B點(diǎn)），經(jīng)歷啟閉壓差階段回到關(guān)閉壓力（C點(diǎn)）的全部行程。

2.2.1.2液體介質(zhì)用彈簧載荷式泄壓閥

2.2.1.2.1液體介質(zhì)用閥門不會(huì)像蒸氣介質(zhì)用閥門那樣突跳（見圖21）,因?yàn)橐后w流動(dòng)不

產(chǎn)生象蒸氣流動(dòng)那樣的膨脹力。液體介質(zhì)用閥門必須依靠反作用力來達(dá)到開啟高度。

2.2.1.2.2當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，作用在閥瓣上的力與應(yīng)用于蒸汽介質(zhì)中的作用的力是相同的，

直到達(dá)到力的平衡，即保持閥座關(guān)閉的合力接近零。從這時(shí)起，力的關(guān)系就完全不同了。

2.2.L2.3在最初開啟時(shí)，逸出的液體形成一層非常薄的流體，見圖21A,在閥座表面間迅

速擴(kuò)展。液體沖擊閥瓣反沖盤的反作用面，并被折流向下，產(chǎn)生向上推動(dòng)閥瓣和反沖盤

的反作用（渦輪）力。在最初的2%?4%的超過壓力范圍內(nèi)，這些力通常建立得很慢。

2.2.1.2.4隨著流量逐漸增加，流過閥座的液體的速度頭也在增加。這些動(dòng)量作用力與快

速泄放的液體介質(zhì)由于從反作用表面（見圖21B）被折流向下所產(chǎn)生的作用力的合力足

以使閥門達(dá)到全開。通常情況下，在2%?6%的超過壓力下，閥門會(huì)突然間波動(dòng)到50%?

100%的全開高。隨著超過壓力增加，這些力繼續(xù)增加，推動(dòng)閥門達(dá)到全開。ASME鑒定的

液體介質(zhì)閥門的排放量，要求閥門在10%或更小的超過壓力下，達(dá)到全部的額定排量。

2.2.L2.5在閥門關(guān)閉的過程中，隨著超過壓力減小，液體介質(zhì)動(dòng)量和反作用都減小，彈

簧力推動(dòng)閥瓣返回與閥座接觸。

2.2.1.2.6過去，許多用在液體介質(zhì)中的泄壓閥都是為可壓縮（蒸氣）介質(zhì)設(shè)計(jì)用的安全

泄放閥或泄放閥。許多這樣的閥門當(dāng)用在液體介質(zhì)時(shí)，需要高的超過壓力（25%）才能

達(dá)到全開高和穩(wěn)定的工作，這是因?yàn)橐后w介質(zhì)無法提供蒸氣介質(zhì)那樣的膨脹力。在需要

液體泄壓閥在積聚10%內(nèi)工作的場(chǎng)合中，在閥門定徑時(shí)，排量的計(jì)算要用上保守的系數(shù)

0.6o結(jié)果，許多設(shè)置都是超規(guī)格的，而且也經(jīng)常出現(xiàn)工作不穩(wěn)定的現(xiàn)象。對(duì)這種類型閥

門的定徑規(guī)范見3.9。

2.2.1.2.7液體介質(zhì)用閥門在10%的超過壓力下的性能和需要排量鑒定的規(guī)定已經(jīng)被列入

ASME《鍋爐和壓力容器規(guī)范》第vm卷和其它的國際標(biāo)準(zhǔn)中。按照要求，在10%超過壓

力下，達(dá)到全開啟、穩(wěn)定工作和額定泄放量的液體介質(zhì)用泄壓閥已經(jīng)研制出來。有些閥

門的結(jié)構(gòu)啟閉壓差是可以調(diào)節(jié)的。有些閥門設(shè)計(jì)成在液體和氣體介質(zhì)中都能工作。但這

樣的閥門取決于介質(zhì)是液體、氣體還是兩者的混合而表現(xiàn)不同的操作特性。例如，許多

液體介質(zhì)用泄壓閥，用在氣體介質(zhì)比液體介質(zhì)中，會(huì)有大很多的啟閉壓差（通常是20%）。

另外，如果閥門用液體介質(zhì)整定后，用在氣體或蒸氣介質(zhì)中或相反時(shí)，整定壓力會(huì)發(fā)生

一些變化。

2.2.L2.8液體介質(zhì)用泄壓閥的定徑準(zhǔn)則見3.8。如果需要的是氣體介質(zhì)的排量，362或

3.6.3可用來進(jìn)行初步的定徑計(jì)算。液體和氣體介質(zhì)用閥門定徑用的排量鑒定數(shù)據(jù)應(yīng)從制

造商獲得，用于閥門最終的定徑和應(yīng)用。

2.2.L2.9當(dāng)被泄放介質(zhì)可能是液體、氣體或是多相混合時(shí)，液體（或氣液共存）介質(zhì)用

彈簧載荷式泄壓閥和為了使背壓的影響減至最小而設(shè)計(jì)的彈簧載荷式泄壓閥，建議按照

氣液兩相介質(zhì)應(yīng)用設(shè)計(jì)。許多制造商建議如果在閥門進(jìn)口處兩相混合的質(zhì)量百分比是蒸

氣占50%或者更低時(shí)，應(yīng)選用液體或液氣混合介質(zhì)用閥門。另外，如果介質(zhì)流中液體與

氣體的比例不確定，應(yīng)選用專門為液體介質(zhì)或氣液混合介質(zhì)設(shè)計(jì)的閥門。

2.2.1.2.10設(shè)計(jì)用于液體和氣體介質(zhì)的泄壓閥，應(yīng)指定通常閥門所被暴露在的介質(zhì)。例

如，如果一個(gè)液體和氣體介質(zhì)用閥門被安裝在有液相界面容器的蒸氣區(qū)域時(shí)，閥門應(yīng)被

說明為氣體介質(zhì)用。印在銘牌上的閥門排量是單位為SCFM的空氣排量。如果液體和氣

體介質(zhì)閥門安裝在換熱器水一側(cè)，那么閥門應(yīng)被指定為液體介質(zhì)用。這種閥門應(yīng)有一個(gè)

單位為GPM的水的排量標(biāo)記。

2.2.1.2.11在有些場(chǎng)合中，閥門有可能需要泄放液體或是氣體，這要取決于導(dǎo)致超壓的

條件（例如換熱器管破裂）。在這種情況下，推薦選用液體介質(zhì)或是氣液共用閥門。

2.2.1.3平衡式泄壓閥

2.2.1.3.1平衡式泄壓閥是利用波紋管或其它平衡閥瓣的方法使背壓對(duì)閥門的性能特性

影響減至最小的一種彈簧載荷式泄壓閥（見圖3和4）。

閥帽.~—_-

閥桿.一一

調(diào)整螺釘

泄出口（敞開）

（噴嘴）

，e,'...

圖3—平衡波紋管式泄壓閥

（敞開）

圖4——帶輔助平衡活塞的平衡波紋管式泄壓閥

2.2.1.3.2當(dāng)附加背壓作用在彈簧載荷式泄壓閥的出口時(shí)，該壓力作用在閥瓣上作為彈簧

的附加力。這個(gè)附加力增加了非平衡式泄壓閥開啟的壓力。如果附加背壓是變化的，那

么閥門開啟的壓力也會(huì)變化（見圖22）。在平衡波紋管式泄壓閥中，波紋管以AB的壓

力面積（約等于閥瓣的密封面積AN）連接在反沖盤上（見圖23）。這樣就在閥瓣上隔離

出一塊約等于閥瓣密封面積的背壓作用面積。有了波紋管的附加作用，盡管背壓有變化,

泄壓閥的整定壓力仍會(huì)保持恒定。應(yīng)注意的是，平衡波紋管彈簧載荷式泄壓閥的波紋管

的內(nèi)部面積是參照的閥蓋內(nèi)的大氣壓力。為了波紋管的正常性能，牢記住平衡式泄壓閥

閥蓋必須始終通向大氣是十分重要的。如果閥門安裝在與大氣接通會(huì)帶來危險(xiǎn)或環(huán)境法

規(guī)不允許的地方，那么泄出口應(yīng)用管子連接到一個(gè)沒有背壓（它可能影響泄壓閥整定壓

力）的安全地點(diǎn)。

2.2.1.3.3有些閥門的設(shè)計(jì)中也用到了其他平衡彈簧載荷式泄壓閥的方法，比如密封的活

塞。這些設(shè)計(jì)特性在一定程度上類似于平衡波紋管的設(shè)計(jì)。

2.2.1.3.4當(dāng)附加背壓恒定時(shí)，彈簧力可減小，以彌補(bǔ)背壓對(duì)整定壓力的影響，而平衡式

閥門則不需要。有些情況下，附加背壓不總是恒定的，這些情況必須仔細(xì)評(píng)估。

2.2.1.3.5在排放背壓（泄放閥開啟后，流體流過下游管道所產(chǎn)生的背壓）對(duì)于常規(guī)泄壓

閥過高的場(chǎng)合中（見333.1）,應(yīng)考慮采用平衡式泄壓閥。關(guān)于背壓的更詳細(xì)論述以及

背壓對(duì)泄壓閥性能和排量的影響詳見3.3o

2.2.1.3.6平衡式泄壓閥也是一種將閥門內(nèi)的導(dǎo)套、彈簧、閥蓋和其它頂部的工作零件從

泄放流體中隔離出來的方法。這一點(diǎn)對(duì)于關(guān)注流體會(huì)對(duì)這些零件產(chǎn)生腐蝕破壞的場(chǎng)合是

十分重要的。

2.2.2先導(dǎo)式泄壓閥

2.2.2.1先導(dǎo)式泄壓閥是由通常附有一個(gè)浮動(dòng)的不平衡活塞部件的主閥和一個(gè)外部的導(dǎo)

閥組成（見圖6至10）。活塞的設(shè)計(jì)是頂部面積比底部面積更大【必須頂部面積大，這

樣會(huì)確保能自動(dòng)關(guān)閉】。在達(dá)到整定壓力前，頂部和底部表面承受相同的進(jìn)口操作壓力

下。由于頂部活塞面積更大，凈作用力保持活塞緊壓在主閥閥座上。隨著操作壓力的增

加，閥座的凈作用力增加，以使閥門關(guān)閉的更緊密。這個(gè)特點(diǎn)允許大多數(shù)先導(dǎo)式閥門被

用在最大期望的操作壓力高于圖1所示的百分比場(chǎng)合中。在整定壓力下，導(dǎo)閥將活塞頂

部的壓力泄出，造成此時(shí)凈作用力向上，導(dǎo)致活塞開啟，流體通過主閥。經(jīng)過超壓階段

后，導(dǎo)閥關(guān)閉活塞頂部的泄出口，因此重新建立壓力，凈作用力導(dǎo)致活塞回座。

FlowingType

2.222先導(dǎo)式泄壓閥的主閥可用膜片代替活塞，作為閥門的不平衡運(yùn)動(dòng)元件。通常關(guān)閉

主閥進(jìn)口的閥瓣與柔性膜片組合一起（見圖10）。外部的導(dǎo)閥起著同樣的作用：感受介

質(zhì)流體的壓力；在整定壓力下，泄出膜片頂部壓力；一旦介質(zhì)流體壓力減小，膜片重新

承壓。與活塞閥類似，由于膜片承壓面積不等，閥座密封力隨著操作壓力成比例增加。

2.2.2.3不同于常規(guī)或平衡式彈簧載荷閥門，主閥活塞或膜片的開啟高度不受排放背壓的

影響。這就允許在排放泄出連接管中存在較高的壓力。

2.2.2.4根據(jù)導(dǎo)閥的設(shè)計(jì)情況及用戶的要求，導(dǎo)閥泄出口或是直接排放至大氣或是排放到

主閥出口。只有整定壓力不受背壓影響的平衡式導(dǎo)閥，將它的排放管安裝到壓力變化的

地方（例如主閥出口處）。對(duì)于非平衡式導(dǎo)閥，背壓的微小變化是可以接受的（見333.1）。

2.2.2.5當(dāng)在閥門泄放側(cè)的壓力高于閥門進(jìn)口壓力的可能性存在時(shí)，需要安裝回流保護(hù)

器。較高的泄放壓力能在膜片或活塞上產(chǎn)生足夠的向上力而開啟閥門，同時(shí)造成流體回

流?；亓鞅Ｗo(hù)器使得泄放壓力在膜片或活塞上提供向下的凈作用力以保持閥門處于關(guān)閉

狀態(tài)（見圖7）?；亓鞅Ｗo(hù)器的正常工作對(duì)于進(jìn)一步的確保閥門內(nèi)沒有流體回流發(fā)生是很

關(guān)鍵的?；亓鞅Ｗo(hù)器內(nèi)的材料和密封的選擇應(yīng)與先導(dǎo)式泄放閥相一致。

2.2.2.6控制主閥的導(dǎo)閥既可以是突開作用的閥，也可以是調(diào)制作用的閥。突開作用的導(dǎo)

閥（如圖24所示）可使主閥在無超壓的整定壓力情況下，達(dá)到全開啟。調(diào)制作用的導(dǎo)

閥（如圖25所示）開啟主閥的開高僅能滿足所需的泄放量。

2.2.2.7導(dǎo)閥既可以是流動(dòng)型，也可以是非流動(dòng)型。當(dāng)主閥開啟時(shí)，流動(dòng)型允許介質(zhì)流體

連續(xù)流過導(dǎo)閥；而非流動(dòng)型的則不允許。為了減少水合物的生成（結(jié)冰）或在裝載流體

中的固體顆粒影響導(dǎo)閥性能的可能性出現(xiàn)，通常建議大多數(shù)場(chǎng)合使用非流動(dòng)型導(dǎo)閥。

2.2.2.8先導(dǎo)式泄壓閥可用在液體和蒸氣介質(zhì)中。有些先導(dǎo)式泄壓閥的操作特性不受介質(zhì)

狀態(tài)（液態(tài)或氣態(tài)）的影響，因而推薦這些類型用在兩相流場(chǎng)合中。

氣室、回流保護(hù)器-

、（可選擇的）

活塞密野-

主

主閥腳座

圖7——突開動(dòng)作先導(dǎo)阿（非流動(dòng)型）

感應(yīng)膜片

敏感度調(diào)節(jié)

導(dǎo)斶供壓管線

導(dǎo)腳閥座

導(dǎo)閥

導(dǎo)閥過濾密

（可選擇的）

活塞

閥座

內(nèi)壓感應(yīng)口

主閥

圖8—調(diào)節(jié)型先導(dǎo)閥（流動(dòng)型）

感應(yīng)膜片

活塞

圖9一帶非流動(dòng)調(diào)制型導(dǎo)閥的先導(dǎo)式泄放閥二

2.2.2.9類似于軟座彈簧載荷式閥門，大多數(shù)主閥及其導(dǎo)閥中用到了非金屬元件，因此操

作溫度和流體相容性會(huì)限制它們的使用。此外，象所有泄壓裝置一樣，流體特性如聚合

或結(jié)垢的敏感程度、粘度、固體的存在以及腐蝕等問題都要考慮。向制造商咨詢以保證

所擬定的用途與選用的閥相適應(yīng)。

導(dǎo)網(wǎng)彈簧

閥軸密封膜片

自閉壓差調(diào)節(jié)一

節(jié)流孔（可調(diào)整》

固定節(jié)流孔

導(dǎo)牌壓力感應(yīng)口

圉10一一低壓先導(dǎo)閥（膜片型）

2.3爆破片裝置

2.3.1概述

2.3.1.1爆破片裝置是非重新閉合泄壓裝置，其用來保護(hù)容器、管道和其它承壓元件，避

免出現(xiàn)過高壓力或真空度。爆破片裝置可單獨(dú)使用，也可與其它泄壓裝置組合使用。它

們也被用作冗余泄壓裝置。

2.3.1.2由于沒有運(yùn)動(dòng)零件，爆破片裝置結(jié)構(gòu)簡單、可靠，而且比其它泄壓裝置動(dòng)作更快。

爆破片裝置動(dòng)作反應(yīng)快，足以泄放有些類型的壓力脈沖。由于重量輕，爆破片裝置可用

對(duì)于泄壓閥不實(shí)際的高合金和耐腐蝕材料制造。

2.3.1.3爆破片可用于蒸氣（氣體）或液體介質(zhì)系統(tǒng)的壓力泄放。而且，爆破片也可設(shè)計(jì)

用在高粘性流體介質(zhì)中。當(dāng)爆破片裝置用在液態(tài)介質(zhì)中時(shí)，應(yīng)仔細(xì)評(píng)估，以保證爆破片

的設(shè)計(jì)用在液態(tài)介質(zhì)中是合適的。用戶應(yīng)向制造商咨詢關(guān)于液態(tài)介質(zhì)中爆破片應(yīng)用情況

的相關(guān)信息。

2.3.1.4爆破片也是一種對(duì)溫度敏感的裝置。爆破壓力可隨著爆破片裝置的溫度不同而有

很大的變化。這個(gè)溫度可能不同于通常的流體操作溫度。隨著爆破片溫度的增加，爆破

壓力通常減小。由于溫度的影響取決于爆破片的設(shè)計(jì)及其材料，所以應(yīng)向制造商咨詢具

體的應(yīng)用問題。正是因?yàn)檫@些原因，爆破片必須指明其預(yù)期爆破時(shí)的壓力和溫度。

2.3.1.5安裝時(shí)必須注意避免損壞爆破片，并確保爆破片和夾持器相對(duì)介質(zhì)的流動(dòng)的方向

安裝正確。損壞的或安裝方向不正確的爆破片可能在比標(biāo)記爆破壓力高很多的壓力下才

會(huì)爆破，這取決于爆破片類型。具體類型爆破片的破損或錯(cuò)誤的安裝方向?qū)Ρ破挠?/p>

響，向制造商咨詢。

2.3.1.6必須注意遵循制造商對(duì)爆破片安裝過程中的螺栓扭矩和緊固步驟的要求。不合適

的扭矩也可能影響爆破片的爆破壓力。

2.3.2爆破片裝置的應(yīng)用

2.3.2.1單獨(dú)使用、組合使用與火災(zāi)工況中應(yīng)用爆破片可用在非重新閉合裝置適合的任何

需要超壓保護(hù)的場(chǎng)合中。這包括ASME規(guī)范UG-134中說明的單獨(dú)使用、組合應(yīng)用以

及火災(zāi)工況。依照ASME規(guī)范第印卷，圖26給出了爆破片與被保護(hù)設(shè)備的壓力關(guān)系。

2.3.2.2安裝在泄壓閥進(jìn)口處的爆破片裝置

2.3.2.2.1ASME規(guī)范第VID卷第一分冊(cè)中，也允許爆破片與泄壓閥組合使用（見圖17）。

爆破片用在泄壓閥上游：封閉系統(tǒng)以滿足泄漏標(biāo)準(zhǔn)；為泄壓閥提供腐蝕保護(hù)；減少閥門

的維修。

23.2.2.2當(dāng)爆破片裝置安裝在泄壓閥進(jìn)口時(shí)，裝置被認(rèn)定是緊密相連的，指定的爆破壓

力和整定壓力應(yīng)是相同的名義值。當(dāng)安裝在液相介質(zhì)中時(shí)，爆破片和閥門的緊密連接以

減少對(duì)閥門的沖擊載荷是尤其重要的。

23.2.2.3按照ASME規(guī)范第VIII卷第一分冊(cè)UG-127中規(guī)定，爆破片與泄壓閥之間的空間

應(yīng)有泄出口、壓力表、試驗(yàn)用旋塞閥或合適的報(bào)警指示器。有壓力表、無警報(bào)或其它裝

置的無泄出口隔段空間，不推薦作為合適的報(bào)警指示器。告誡用戶：如果在爆破片和泄

壓閥之間的無泄出口隔段空間內(nèi)建立背壓，會(huì)造成爆破片不在允差范圍內(nèi)爆破，而且還

會(huì)因?yàn)楦g或其它原因造成爆破片泄漏。

2.323安裝在泄壓閥出口處的爆破片裝置

爆破片裝置可安裝在泄壓閥的出口，使泄壓閥與大氣或下游流體隔離。閥門設(shè)計(jì)時(shí)

應(yīng)該考慮到，不管閥門與爆破片之間可能積聚的背壓有多大，閥門在正常的設(shè)定壓力下

都會(huì)開啟。其他要求和考慮的內(nèi)容參見ASME規(guī)范的UG-127。

2.3.2.4強(qiáng)腐蝕性環(huán)境中的應(yīng)用

在強(qiáng)腐蝕環(huán)境中應(yīng)用時(shí),經(jīng)常同時(shí)使用兩個(gè)爆破片。一個(gè)雙爆破片部件是由裝在一

個(gè)專用的夾持器中而它們之間有一個(gè)蒸氣空間的兩個(gè)爆破片組成的。如果第一個(gè)爆破片

因腐蝕發(fā)生泄漏，第二個(gè)爆破片會(huì)擋住流體。爆破片之間的蒸氣空間應(yīng)有泄出口、壓力

表、試驗(yàn)用旋塞閥或用于監(jiān)測(cè)壓力建立的合適的報(bào)警指示器。這樣也給了用戶需要更換

爆破片的提示。

23.2.5高粘性環(huán)境中的應(yīng)用

爆破片可用在高粘度流體工藝中，包括無砂泥漿,其中介質(zhì)流體直接通過爆破片進(jìn)口

以防產(chǎn)生介質(zhì)沉積，否則可能影響爆破片性能。向爆破片制造商咨詢這些應(yīng)用情況下的

詳細(xì)信息。

2.3.3爆破片的類型

有3種主要的爆破片類型：

1）正拱型，拉伸載荷。

2）反拱型，壓縮載荷。

3）石墨型，剪切載荷。

2.3.3.1正拱型實(shí)心金屬爆破片

正拱形爆破片是一種成形的（圓拱形的）、實(shí)心的金屬片，當(dāng)其凹側(cè)面受到額定壓

力時(shí)破裂（見圖11）。這種爆破片通常是角座型結(jié)構(gòu)，并且操作壓力用到爆破片的標(biāo)記

爆破壓力的70%（即70%的操作比）時(shí)仍有令人滿意的使用壽命。向制造商咨詢考慮中的

指定爆破片的實(shí)際推薦操作比。如果存在真空或背壓情況，爆破片必須配備支撐以防止

翻轉(zhuǎn)彎曲。這類爆破片具有隨機(jī)的破口模式，同時(shí)被認(rèn)為是碎片型的，因此不適合安裝

在泄壓閥上游。

2.33.2正拱型刻痕爆破片

刻痕的正拱型爆破片是一種成形的（圓拱形的）金屬片，當(dāng)其凹側(cè)面受到額定壓力

時(shí)，沿著刻痕線破裂（見圖12）。有些爆破片的設(shè)計(jì)當(dāng)操作壓力用到爆破片的標(biāo)記爆破壓

力的85%——90%（即85%—90%的操作比）時(shí)仍有令人滿意的使用壽命。向爆破片制造

商咨詢考慮中的指定爆破片實(shí)際推薦的操作比。大多數(shù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在無真空支撐時(shí)能經(jīng)

受住真空條件。如果存在背壓，爆破片需要配備支撐以防止翻轉(zhuǎn)彎曲。由于刻痕線決定

破口模式，因此這種類型的爆破片制造成無碎片型，同時(shí)可以安裝在泄壓閥的上游。在

相同的爆破壓力下，刻痕正拱形爆破片是比非刻痕結(jié)構(gòu)用更厚的材料制成，且能對(duì)機(jī)械

損傷提供附加的抵抗力。

2.33.3正拱形復(fù)合爆破片

2.3.3.3.1正拱形復(fù)合爆破片是一種平面的或圓拱形的多片結(jié)構(gòu)的爆破片（見圖13）。圓

拱形的復(fù)合爆破片是按凹側(cè)面達(dá)到額定壓力時(shí)破裂設(shè)計(jì)的。平面的復(fù)合爆破片可以設(shè)計(jì)

成在額定壓力下任一或兩個(gè)方向都能破裂。有些結(jié)構(gòu)是無碎片型的，可用在泄壓閥的上

游。

2.333.2圓拱形復(fù)合爆破片可用在平座或角座結(jié)構(gòu)中。爆破壓力由頂部的縫隙與翼片和

其下面的金屬或非金屬的密封件共同決定。復(fù)合爆破片通常用在爆破壓力低于正拱形非

刻痕爆破片的場(chǎng)合中。由于所選用的密封材料的抗腐蝕性能好，復(fù)合爆破片的使用壽命

可以更長。

2.333.3頂部的縫隙與翼片為爆破片預(yù)先確定了開裂形狀。如果存在真空或背壓的情

況，復(fù)合爆破片需要配備支撐以防止翻轉(zhuǎn)彎曲（見圖13）。圓拱形復(fù)合爆破片通常當(dāng)操

作壓力等于或低于80%的爆破片標(biāo)記爆破壓力（即80%的操作比）時(shí)，有令人滿意的使

用壽命。向爆破片制造商咨詢考慮中的指定爆破片的實(shí)際推薦操作比。

233.3.4平面的復(fù)合爆破片可用于保護(hù)低壓容器或隔離設(shè)備，如排氣集管或泄壓閥的出

口。這種爆破片通常兩側(cè)加墊片，設(shè)計(jì)安裝在配對(duì)法蘭之間，而不用裝在專用的爆破片

夾持器內(nèi)。平面的復(fù)合爆破片通常在操作壓力等于或低于50%的爆破片標(biāo)記爆破壓力

（即50%的操作比）時(shí),有令人滿意的使用壽命。向爆破片制造商咨詢考慮中的指定爆破

片實(shí)際推薦操作比。

2.3.3.4反拱型爆破片

2.3.3.4.1典型的反拱型爆破片是一種成形的（圓拱形的）實(shí)心金屬片，當(dāng)其凸面?zhèn)仁艿?/p>

額定壓力時(shí)破裂。反拱型爆破片是借助切刀、刀片、刀環(huán)或刻痕線等方法開啟的。（見

圖14和15）

2.33.4.2反拱型爆破片可制成無碎片型的，適合安裝在泄壓閥上游。這種爆破片在操作

壓力等于或低于90%的爆破片標(biāo)記爆破壓力（即90%的操作比）下，有令人滿意的使用

正確的安裝

標(biāo)準(zhǔn)螺栓和螺母

流體

圖11--正拱形實(shí)心金屬爆破片

正確的安裝

半圓槽型徑向槽型

壽命。向爆破片制造商咨詢考慮中的指定爆破片實(shí)際推薦的操作比。由于反拱型爆破片

是受作用在凸面一側(cè)的壓力動(dòng)作的，可采用更厚一些的爆破片材料，因此能減少腐蝕的

影響，無需真空支撐，并在壓力、真空循環(huán)條件和壓力波動(dòng)下提供更長的使用壽命。

2.33.4.3安裝在夾持器上的刀片應(yīng)采用抗腐蝕材料，同時(shí)定期檢查以確保足夠的鋒利去

開啟爆破片。鈍的或破損的刀片可能妨礙爆破片正常開裂。

正確的安裝

-爆破片

「標(biāo)準(zhǔn)螺栓和螺母

刀片或-

刀環(huán)組合件

頸組裝便夾或標(biāo)準(zhǔn)法蘭-嵌入型爆破片

頸組裝螺釘

（所示為進(jìn)口和出口）

標(biāo)準(zhǔn)‘法蘭

甘、進(jìn)卜方

t

壓力

圖14——帶刀片的反拱型爆破片

2.33.5石墨爆破片

2.3.3.5.1典型的石墨爆破片是由摻有粘結(jié)材料的細(xì)石墨棒經(jīng)機(jī)械加工制成的（見圖16）o

該爆破片依據(jù)壓差工作，穿過中心隔膜或者網(wǎng)格部分。石墨爆破片在操作壓力到80%的

爆破片標(biāo)記爆破壓力（即80%的操作比）時(shí),仍有令人滿意的使用壽命，并可用在液體

和蒸氣介質(zhì)中。向爆破片制造商咨詢考慮中指定爆破片實(shí)際被推薦的操作比。

2.33.5.2如果存在真空或背壓情況，爆破片應(yīng)配備支撐以防止翻轉(zhuǎn)彎曲。這種爆破片具

有隨機(jī)的破口模式，并被認(rèn)定是碎片型結(jié)構(gòu)，因此不適合安裝在泄壓閥上游。一個(gè)被稱

為鎧裝的金屬圈通常加在爆破片的外徑處以協(xié)助支撐不均勻的管路載荷，同時(shí)使石墨圈

外圍破裂和介質(zhì)流體噴出的可能性減至最小。

正確的安裝

壓力

圖16——石墨爆破片

圖17——爆破片裝置與泄壓阿聯(lián)用

2.3.4爆破片夾持器

爆破片夾持器是用來將爆破片夾持在適當(dāng)位置，并實(shí)現(xiàn)無泄漏的金屬對(duì)金屬的密

封。夾持器的安裝部位對(duì)于指定的制造商和爆破片類型通常是唯一的。爆破片夾持器可

用在多種結(jié)構(gòu)中，包括螺栓、焊接、螺紋連接等。最常見的結(jié)構(gòu)是安裝在標(biāo)準(zhǔn)管法蘭之

間的嵌入型的，而夾持器外徑安裝在法蘭螺栓內(nèi)側(cè)。爆破片夾持器可采用多種材料和涂

層。

2.3.5爆破片附件

很多場(chǎng)合中，多種附件應(yīng)用在爆破片裝置中。以下簡要描述了這些元件中的一些及

其應(yīng)用情況。

a,爆破指示器和傳感器一一這些裝置主要能夠提供監(jiān)測(cè)爆破片或泄壓閥的開啟和/或

泄漏的電子或機(jī)械信號(hào)。

b,警報(bào)監(jiān)測(cè)器一一警報(bào)監(jiān)測(cè)器用來監(jiān)測(cè)爆破片指示器或傳感器。警報(bào)監(jiān)測(cè)器可帶有固

有的安全電路。

c,隔熱板一一隔熱板通常安裝在高溫介質(zhì)中的爆破片前面，用來降低爆破片溫度。

d,擋板一一當(dāng)泄出口通向大氣時(shí)，擋板用來偏轉(zhuǎn)泄放介質(zhì)的流向，以免噴向人員或設(shè)

備。

2.3.6爆破片的選擇和規(guī)格說明

爆破片的選擇要依據(jù)其所安裝的系統(tǒng)的操作參數(shù)。這些操作參數(shù)應(yīng)由購買者在購

買爆破片時(shí)指定。這些參數(shù)包括但不僅限于：

a,容器或管道的最高允許工作壓力；

b,流體狀態(tài)（氣態(tài)、液態(tài)或多相）；

c,操作壓力和操作溫度的范圍；

d,周期的或脈動(dòng)的工作；

e,所需的泄放量；

f,上游或下游環(huán)境的腐蝕性；

g,真空或背壓條件；

h,位于泄壓閥的上游或下游；

i,單獨(dú)還是組合使用的裝置。

下面的爆破片參數(shù)是根據(jù)上述系統(tǒng)的操作參數(shù)而選擇和確定的：

a,爆破壓力和溫度（見圖26）；

b,操作比、制造范圍和爆破允差（見圖28A,28B和28C）；

c,爆破片類型、材料和結(jié)構(gòu)；

d,爆破片和夾持器規(guī)格（根據(jù)所需排量按3.11確定）。

2.3.6.1爆破片的選擇

2.3.6.1.1爆破片的類型和基本性能特性描述見2.3.3,可用作選擇的依據(jù)。系統(tǒng)壓力和

爆破片裝置操作特性之間的關(guān)系見圖26。由于爆破片的標(biāo)記爆破壓力可以是制造范圍內(nèi)

的任意值，使用者應(yīng)注意確保制造范圍的上限不超過被保護(hù)設(shè)備的最高允許工作壓力。

如圖27所示，當(dāng)爆破片有正的制造范圍時(shí)，爆破片的標(biāo)記爆破壓力實(shí)際能比指定的壓

力圖。

2.3.6.1.2爆破片可能被標(biāo)記的爆破的最高壓力是其制造范圍的上限。爆破片可能被標(biāo)記

的爆破的最低壓力是其制造范圍的下限。圖28A、28B和28c是爆破壓力、制造范圍、

爆破允差和操作壓力之間的常見關(guān)系的圖線舉例。

2.3.6.1.3爆破片的選擇是一個(gè)反復(fù)的、有時(shí)復(fù)雜的過程。以下給出的是無附加背壓場(chǎng)合

中，爆破片的選用步驟。如果需要的話，向制造商咨詢協(xié)助。

1.選擇制造范圍的上限。這典型的依照由ASME規(guī)范或工藝過程要求確定被保護(hù)設(shè)備

的最高允許工作壓力。在有些場(chǎng)合中，比如組合使用或輔助裝置的安裝（見3.5.2）,

制造范圍的上限可能超過被保護(hù)設(shè)備的最高允許工作壓力。

2.從制造范圍的上限中減去制造范圍的正向部分，象制造商目錄冊(cè)中所列出的一樣,

確定指定爆破壓力。

3.從指定爆破壓力中減去制造范圍的負(fù)向部分，象制造商目錄冊(cè)中所列出的一樣，

確定制造范圍的下限。

4.用制造范圍的下限除最高操作壓力，確定操作比。

注：當(dāng)用低于40psig的指定爆破壓力計(jì)算爆破片的操作比時(shí)，在計(jì)算操作比

前，要從制造范圍的下限中減去2psi。

5.根據(jù)指定爆破壓力和制造范圍選擇爆破片，并比較該操作比和產(chǎn)品目錄中列出的

制造商的最大推薦操作比。如果該操作比高于制造商的最大推薦操作比，可以的話,

為該爆破片類型選擇更小的制造范圍，或改變爆破片類型并重復(fù)步驟2至5。

2.3.6.1.4附加背壓很大程度上使爆破片裝置的設(shè)計(jì)和選擇過程復(fù)雜化。圖29表示的是

有附加背壓的爆破片的舉例。當(dāng)選擇指定爆破壓力和確定操作比時(shí)，附加背壓的影響必

須要予以考慮。在這一過程中，還必須注意附加背壓會(huì)被不經(jīng)意的減小到小于用來指定

爆破片的那個(gè)壓力，因?yàn)檫@樣會(huì)導(dǎo)致不希望的爆破片的動(dòng)作。

2.3.6.1.5對(duì)于大多數(shù)的封閉系統(tǒng)，附加背壓通常在某個(gè)最小和最大壓力值間變化。對(duì)于

這種特殊的爆破片裝置的設(shè)計(jì)，附加背壓通常不包括排放到該封閉系統(tǒng)的其它泄放裝置

所帶來的壓力，除非該壓力會(huì)導(dǎo)致泄放壓力超過規(guī)范允許的積聚壓力。但是，當(dāng)指定爆

破片時(shí)，其他泄放裝置泄放所產(chǎn)生的背壓的影響仍需考慮，而且這種背壓可能導(dǎo)致裝置

需要增加附件，比如用來保護(hù)爆破片的真空或背壓支撐。

236.2爆破片裝置的規(guī)格說明

用文件正確完整地記錄過程條件和爆破片裝置規(guī)格說明是恰當(dāng)選擇爆破片的一個(gè)

關(guān)鍵。附錄A給出了爆破片裝置的規(guī)格清單和完成規(guī)格清單的逐步導(dǎo)引o

2.4銷動(dòng)式裝置

2.4.1概述

銷動(dòng)式泄壓裝置是非重新閉合裝置，其組成包括一個(gè)運(yùn)動(dòng)閥瓣和一個(gè)安有銷釘?shù)耐?/p>

部機(jī)構(gòu)。閥瓣暴露到壓力系統(tǒng)中，外部機(jī)構(gòu)通過機(jī)械方法與閥瓣連接。銷釘可能受拉伸

載荷（斷銷）或受壓載荷（彎曲銷釘，見圖18）。銷釘限制著閥瓣的運(yùn)動(dòng)直到到達(dá)指定

的設(shè)定壓力。此時(shí)，銷釘失效，閥瓣開啟。

2.4.2彎曲銷釘裝置

彎曲銷釘裝置（見圖18所示），是受壓縮載荷的銷動(dòng)式裝置，同時(shí)也是使用最為廣

泛的銷動(dòng)式裝置型式。受壓縮載荷的彎曲銷釘裝置非常的穩(wěn)定而且非常適于用在既有循

環(huán)操作條件，又是操作壓力和整定壓力比大于等于90%的場(chǎng)合中。

彎曲銷釘裝置可能對(duì)壓差敏感。用戶和制造商應(yīng)審查裝置兩側(cè)的操作條件。

關(guān)閉狀態(tài)開扇狀態(tài)

圖18—彎曲銷釘閥

2.4.2.1整定壓力和溫度

2.4.2.L1銷動(dòng)式裝置的整定壓力應(yīng)由使用者確定，而名義整定壓力值的正負(fù)允許偏差與

制造商商定。按照ASME規(guī)范Case2091要求的偏差是土5%。

2.4.2.1.2裝置與介質(zhì)接觸的零件必須設(shè)計(jì)滿足介質(zhì)溫度，以確保選用的零件是可用的。

但由于銷釘在介質(zhì)的外面，并不暴露在介質(zhì)溫度下，而是暴露在外部環(huán)境中。因此，銷

釘必須按照外部環(huán)境溫度設(shè)計(jì)以確保裝置的整定壓力正確地確定。

2.4.2.1.3承受壓縮載荷的彎曲銷釘對(duì)溫度的敏感性低。如果銷釘裝置處在寬范圍的環(huán)境

溫度或周邊環(huán)境溫度范圍以外時(shí)，建議向制造商索要整定壓力的相關(guān)改變。在有些情況

下，建議在裝置出廠送貨前進(jìn)行指定的銷釘溫度試驗(yàn)。

2.4.2.2密封性

2.4.2.2.1彎曲銷釘裝置典型的采用彈性體密封。密封材料應(yīng)仔細(xì)選擇以保證既能滿足化

學(xué)環(huán)境條件和又能滿足預(yù)料的在線溫度要求。建議制造商送貨前裝置的密封性試驗(yàn)依照

APIStd527進(jìn)行。

2.4.2.2.2如果應(yīng)用于真空工況和/或存在背壓，制造商需要被提醒注意，確保該條件下

適當(dāng)?shù)拿芊庑浴?/p>

2.4.2.3標(biāo)志和標(biāo)簽

彎曲銷釘裝置應(yīng)清晰標(biāo)明流動(dòng)的方向、整定壓力、名義規(guī)格、系列號(hào)、型號(hào)或類型

代號(hào)、結(jié)構(gòu)材料和制造商。每個(gè)銷釘或貼附在裝置上的標(biāo)簽應(yīng)標(biāo)明制造商、批號(hào)、裝置

型號(hào)或類型、整定壓力和銷釘/裝置鑒定者。批號(hào)應(yīng)與裝置序列號(hào)或裝置中的銷釘校準(zhǔn)

鑒定者一起出現(xiàn)在制造商的證明報(bào)告中。

2.4.3斷銷裝置

2.4.3.1斷銷裝置是一種非重新閉合泄壓裝置，其可移動(dòng)的閥瓣由受拉伸載荷的銷釘固定

在關(guān)閉位置。當(dāng)壓力達(dá)到裝置的整定壓力時(shí)，銷釘斷裂，閥瓣開啟。斷銷裝置通常與密

封性倍受關(guān)注的泄壓閥組合使用。例如，在腐蝕或振動(dòng)環(huán)境中，如流體運(yùn)輸容器。

2.43.2ASME鍋爐和壓力容器規(guī)范第VW卷，僅允許斷銷裝置與泄壓閥組合使用。斷銷裝

置被設(shè)計(jì)在指定的壓差內(nèi)操作。如果在斷銷裝置下游側(cè)允許建壓，開啟壓力會(huì)增加。因

此，斷銷裝置與泄壓閥之間需要備有壓力表、試驗(yàn)用旋塞閥、泄出口或用來監(jiān)測(cè)兩裝置

之間空腔壓力建立的適當(dāng)?shù)膱?bào)警指示器。

2.5其它類型的裝置

本節(jié)沒有描述的其它的泄壓裝置偶爾被煉油廠和相關(guān)工業(yè)提到。用戶應(yīng)向制造商咨

詢它們的設(shè)計(jì)和特殊應(yīng)用的相關(guān)信息、。