近年來,隨著超臨界和超超臨界壓力鍋爐以及核電機組的快速發(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,安全閥試驗的研究及建立符合國際標準的安全閥熱態(tài)試驗臺則成了目前的比較突出問題。

　　一、安全閥的排放量認證

　　ISO和ASME以及目前的國內(nèi)標準都規(guī)定安全閥排放量的認證需要進行試驗,規(guī)定排放量試驗要對同一品種取3種規(guī)格(9臺閥門),在3個不同的壓力下各做3次試驗。排量系數(shù)Kd的測量值取9次試驗的平均值,當任何一次試驗的Kd大于或小于平均值Kd的5%時,試驗必須重新進行。再按Kd=實測流量/理論流量進行計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)。

　　試驗介質(zhì)

　　根據(jù)ASME Code Sec1ⅠPG67～73對排放量認證的要求,“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)范認證標志之前,應(yīng)按本節(jié)的規(guī)定對排放量進行認證”。并且規(guī)定“排放量認證試驗應(yīng)采用干飽和蒸汽、空氣或氣體來進行,當采用干飽和蒸汽試驗時,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,以證明蒸汽排量及性能”。

　　ISO 4126-1981規(guī)定,動作特性試驗對蒸汽用途的安全閥用蒸汽進行試驗,排量試驗“在以蒸汽為試驗介質(zhì)并確認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)進行排量試驗”。我國JB/T 9624-1999和DL/T 959-2005等標準等效引用了國際標準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介質(zhì)。

　　試驗壓力

　　ASME規(guī)定排汽能力應(yīng)由蒸汽的冷凝或用標定的流量計來測量,超出制造廠試驗設(shè)備能力范圍以外的閥門“只要經(jīng)過現(xiàn)場試驗和做適當?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。ASME Code Sec1ⅠPG-731416規(guī)定:“當條件許可時,試驗設(shè)備和試驗鍋筒應(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 CodeSec1ⅧUG-131規(guī)定了具體的試驗壓力“排放量認證試驗時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)的不同壓力下進行整定,或者在試驗場所的試驗設(shè)備所能提供的壓力范圍內(nèi)的不同壓力下進行”。

　　ASME Code Sec1ⅫC4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行時進行開啟壓力校驗,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)后進行校驗,……”。但該方法不能確定安全閥的回座壓力。

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

　　二、安全閥的動作特性試驗

　　標準規(guī)定安全閥在出廠前應(yīng)進行動作性能試驗,其試驗內(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性能。

　　(1)啟跳壓力

　　不得超出閥門銘牌上標記的整定壓力的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

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

　　(5)動作特性的重復性

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