近年來,隨著超臨界和超超臨界壓力鍋爐以及核電機(jī)組的快速發(fā)展,對安全閥的整定壓力、啟閉壓差和密封性等關(guān)鍵性能的要求越來越嚴(yán)格,尤其是安全閥排放系數(shù)的測試成為研發(fā)產(chǎn)品新結(jié)構(gòu)的瓶頸。因此,安全閥試驗(yàn)的研究及建立符合國際標(biāo)準(zhǔn)的安全閥熱態(tài)試驗(yàn)臺則成了目前的比較突出問題。

一、安全閥的動作特性試驗(yàn)

　標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定安全閥在出廠前應(yīng)進(jìn)行動作性能試驗(yàn),其試驗(yàn)內(nèi)容包括啟跳壓力、回座壓力、行程、密封性以及動作特性的重復(fù)性能。

(1)啟跳壓力

　不得超出閥門銘牌上標(biāo)記的整定壓力的5%。

(2)回座壓力(啟閉壓差)

　為整定壓力的4%～7%,最大不超過10%。

(3)行程

　不得低于圖紙規(guī)定的額定數(shù)值。

(4)密封性

　當(dāng)整定壓力大于013MPa時(shí),閥門在整定壓力的90%時(shí)必須保證其密封性,DL/T 959- 2005中規(guī)定“對安全閥試驗(yàn)的目的在于證實(shí)每臺閥門是否可調(diào)整到適合其指定的運(yùn)行條件,且能在規(guī)定的壓力溫度下,不發(fā)生任何形式的泄漏”。

(5)動作特性的重復(fù)性

　對于鍋爐本體,當(dāng)整定壓力在2107 < PS ≤710MPa 時(shí), 極限偏差為±0107。當(dāng)整定壓力在2107MPa < PS 時(shí),極限偏差為±1%的整定壓力。

二、安全閥的排放量認(rèn)證

　ISO和ASME以及目前的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定安全閥排放量的認(rèn)證需要進(jìn)行試驗(yàn),規(guī)定排放量試驗(yàn)要對同一品種取3種規(guī)格(9臺閥門) ,在3個不同的壓力下各做3次試驗(yàn)。排量系數(shù)Kd 的測量值取9次試驗(yàn)的平均值,當(dāng)任何一次試驗(yàn)的Kd 大于或小于平均值Kd 的5%時(shí),試驗(yàn)必須重新進(jìn)行。再按Kd =實(shí)測流量/理論流量進(jìn)行計(jì)算同一品種閥門的流量系數(shù)后,乘以019作為此種形式閥門的排放系數(shù)。

試驗(yàn)介質(zhì)

　根據(jù)ASME Code Sec1ⅠPG67～73對排放量認(rèn)證的要求,“閥門制造廠對其所制造的任何安全閥或安全泄放閥打上本規(guī)范認(rèn)證標(biāo)志之前,應(yīng)按本節(jié)的規(guī)定對排放量進(jìn)行認(rèn)證”。并且規(guī)定“排放量認(rèn)證試驗(yàn)應(yīng)采用干飽和蒸汽、空氣或氣體來進(jìn)行,當(dāng)采用干飽和蒸汽試驗(yàn)時(shí), 最小蒸汽干度用限制在98% ,最大過熱度為20u (11℃) ,在此范圍內(nèi)可將其修正到干飽和蒸汽狀態(tài)”。而ASME Code Sec1ⅧUG - 131中又規(guī)定了“用于蒸汽的泄壓閥可按上述方法測得,但每一系列的閥中至少有一個閥用蒸汽來做試驗(yàn),以證明蒸汽排量及性能”。

　ISO 4126 - 1981規(guī)定,動作特性試驗(yàn)對蒸汽用途的安全閥用蒸汽進(jìn)行試驗(yàn),排量試驗(yàn)“在以蒸汽為試驗(yàn)介質(zhì)并確認(rèn)其動作特性符合要求后,允許用蒸汽、空氣或其它氣體為介質(zhì)進(jìn)行排量試驗(yàn)”。我國JB /T 9624 - 1999和DL /T 959 - 2005 等標(biāo)準(zhǔn)等效引用了國際標(biāo)準(zhǔn)ISO的有關(guān)規(guī)定,允許用空氣或其他已知特性的氣體作為試驗(yàn)介質(zhì)。

試驗(yàn)壓力

　ASME規(guī)定排汽能力應(yīng)由蒸汽的冷凝或用標(biāo)定的流量計(jì)來測量,超出制造廠試驗(yàn)設(shè)備能力范圍以外的閥門“只要經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)和做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,其啟跳、回座壓差和密封性”可以用空氣在車間做試驗(yàn)。ASME Code Sec1ⅠPG - 731416規(guī)定:“當(dāng)條件許可時(shí),試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)鍋筒應(yīng)具有足夠大的尺寸和容量,以保證所測得的壓力與標(biāo)志鋼印上的整定壓力的偏差在其PG - 72中規(guī)定的范圍內(nèi)”。

　ASME Code Sec1ⅠPG - 691114和ASME CodeSec1Ⅷ UG - 131規(guī)定了具體的試驗(yàn)壓力“排放量認(rèn)證試驗(yàn)時(shí)的壓力不得比整定壓力大3%或2p si(15kPa) ,取兩者中的較大值。應(yīng)將安全閥或安全泄放閥的回座壓差調(diào)整到不大于整定壓力的4%。⋯⋯”。在PG - 691213條規(guī)定“⋯⋯某一尺寸的每個閥門應(yīng)在該閥門使用壓力范圍內(nèi)的不同壓力下進(jìn)行整定,或者在試驗(yàn)場所的試驗(yàn)設(shè)備所能提供的壓力范圍內(nèi)的不同壓力下進(jìn)行”。

　ASME Code Sec1Ⅻ C4篇,附件中規(guī)定“有些安全閥的結(jié)構(gòu)允許在鍋爐以較低壓力運(yùn)行時(shí)進(jìn)行開啟壓力校驗(yàn),將安全閥裝上制造廠提供的液力輔助提升器(此器件可確保整定壓力的上下偏差符合其PG- 7212的要求)后進(jìn)行校驗(yàn), ⋯⋯”。但該方法不能確定安全閥的回座壓力。

　ISO 4126規(guī)定排量試驗(yàn)的“試驗(yàn)壓力應(yīng)以閥門的實(shí)際工作壓力,或由試驗(yàn)設(shè)備能力來決定,試驗(yàn)還可以利用排量系數(shù)隨進(jìn)口壓力變化的關(guān)系來確定排量系數(shù)。