安全閥低溫試驗(yàn)系統(tǒng)及安全閥低溫試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及設(shè)備試驗(yàn)領(lǐng)域，尤其是設(shè)及一種安全閥低溫試驗(yàn)系統(tǒng)及安全閥低溫試 驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 安全閥是一種自動(dòng)閥口，它不借助任何外力而利用介質(zhì)本身的力來排出一定數(shù)量 的流體，W防止壓力超過額定的安全值，當(dāng)壓力恢復(fù)正常后，閥口再行關(guān)閉并阻止介質(zhì)繼續(xù) 流出。作為承壓特種設(shè)備上最重要的安全附件，安全閥能否準(zhǔn)確的開啟、及時(shí)的回座，且回 座后能否保持可靠地密封，將直接關(guān)系到承壓特種設(shè)備能否保持安全與節(jié)能。
[0003] 為保證安全閥的準(zhǔn)確開啟性能和可靠密封性能，TSGZF001-2006《安全閥安全技 術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定新產(chǎn)品投產(chǎn)前或者停止生產(chǎn)1年W上又重新生產(chǎn)、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與工藝等 方面有重大改變影響安全性能、制造許可要求、產(chǎn)品安全性能存在問題且省級(jí)W上質(zhì)量技 術(shù)監(jiān)督部口要求等情況下，安全閥產(chǎn)品需要在抽樣基數(shù)不少于5件的條件下，按名稱、型號(hào) (結(jié)構(gòu)）隨機(jī)抽取2件不同規(guī)格的樣品進(jìn)行型式試驗(yàn)。安全閥的型式試驗(yàn)包括設(shè)計(jì)審查和 安全發(fā)樣品的檢驗(yàn)與試驗(yàn)，GB/T12242-2005《壓力釋放裝置性能試驗(yàn)規(guī)范》中對(duì)安全閥的型 式試驗(yàn)裝置、試驗(yàn)方法做了詳細(xì)的規(guī)定，型式試驗(yàn)的項(xiàng)目包括動(dòng)作性能試驗(yàn)和排量試驗(yàn)。另 夕F，安全閥還需要進(jìn)行定期校驗(yàn)，一般每年至少一次。
[0004] 伴隨著現(xiàn)代制冷、液化天然氣等行業(yè)的飛速發(fā)展，低溫介質(zhì)安全閥的需求亦不斷 增加，安裝在中央空調(diào)的蒸發(fā)器與冷凝器、液化天然氣儲(chǔ)罐與管道上的低溫介質(zhì)安全閥隨 處可見。中央空調(diào)較多安裝在商場、醫(yī)院、地鐵站、酒店等人流比較密集的場所，如果因?yàn)榘?全閥不能準(zhǔn)確開啟導(dǎo)致蒸發(fā)器、冷凝器的爆炸事故，或因?yàn)榘踩y泄露冷媒導(dǎo)致中毒事故 都將產(chǎn)生嚴(yán)重的社會(huì)影響；而液化天然氣屬于易燃、易爆介質(zhì)，如因安全閥不能準(zhǔn)確開啟或 泄露，可能造成重大的安全事故，從而產(chǎn)生惡劣的社會(huì)影響。為保證低溫介質(zhì)安全閥的準(zhǔn)確 開啟性能和可靠密封性能，TSGZF001-2006《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》及國家質(zhì)檢總局與 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)近期頒布的GB/T29026-2012《低溫介質(zhì)用彈黃直接載荷式安全 閥》均對(duì)低溫介質(zhì)安全閥型式試驗(yàn)、低溫試驗(yàn)方法做了規(guī)定。 陽0化]1、TSGZF001-2006推薦的安全閥型式試驗(yàn)中的低溫試驗(yàn)系統(tǒng)存在的問題
[0006] TSGZF001-2006《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中規(guī)定低溫介質(zhì)安全閥進(jìn)行型式試 驗(yàn)時(shí)需要進(jìn)行低溫介質(zhì)條件下的整定壓力試驗(yàn)和密封試驗(yàn)，推薦的安全閥試驗(yàn)裝置由試驗(yàn) 臺(tái)、管路及配有一定容積的低溫介質(zhì)（液氮或其他有低溫蒸發(fā)特性的介質(zhì)）儲(chǔ)存容器和試 驗(yàn)容器等組成，儲(chǔ)氣罐的容積與試驗(yàn)安全閥的用氣量相適應(yīng)；試驗(yàn)臺(tái)上必須裝有兩塊規(guī)格 相同的壓力表，其中有一塊表的精度等級(jí)不應(yīng)低于0.5級(jí)，壓力表的量程為安全閥試驗(yàn)壓 力的1. 5~3. 0倍，壓力表必須定期進(jìn)行檢定。
[0007] TSGZF001-2006《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中規(guī)定的安全閥低溫試驗(yàn)方法詳述 如下：
[0008] 整定壓力試驗(yàn)：將安全閥安裝在試驗(yàn)容器的連接盤上，在管道內(nèi)連續(xù)通過液氮或 其他有低溫蒸發(fā)特性的介質(zhì)，使安全閥充分冷卻后，關(guān)閉液氮儲(chǔ)存容器的低溫截止閥后再 關(guān)閉試驗(yàn)容器連接盤上的截止閥，讓管道內(nèi)的低溫介質(zhì)自然氣化壓力升高，觀察安全閥整 定壓力及開啟后能否回座。安全閥的整定壓力試驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)當(dāng)符合規(guī)定的整定壓力并在GB/ T12243允許整定壓力偏差的范圍內(nèi)。
[0009] 密封試驗(yàn)：安全閥起跳后，開啟試驗(yàn)容器連接盤上的截止閥，泄壓到安全閥整定壓 力的70%時(shí)，關(guān)閉該截止閥，讓管道內(nèi)的低溫介質(zhì)自然氣化壓力升高，通過該截止閥使試驗(yàn) 容器內(nèi)的壓力維持在整定壓力的90%，觀察安全閥出口的泄露情況。密封試驗(yàn)時(shí)，閥口出口 應(yīng)無泄露現(xiàn)象。
[0010] 通過分析TSGZF001-2006中推薦的安全閥低溫試驗(yàn)系統(tǒng)及TSGZF001-2006規(guī)定 的安全閥低溫試驗(yàn)方法與過程，TSGZF001-2006中推薦的安全閥低溫試驗(yàn)系統(tǒng)存在如下技 術(shù)問題：
[0011] (1)該系統(tǒng)主要利用液氮的低溫蒸發(fā)特性產(chǎn)生試驗(yàn)所需介質(zhì)，讓管道內(nèi)的低溫介 質(zhì)自然氣化壓力升高W期獲得所需壓力。利用運(yùn)種方式，某種程度上具有被動(dòng)性，無法主 動(dòng)、有效的產(chǎn)生所需不同壓力和溫度的低溫介質(zhì)。不能滿足不同材料、不同低溫氣體用閥的 試驗(yàn)需求。 陽〇1引 似采用運(yùn)種自蒸發(fā)的方式，試驗(yàn)介質(zhì)的壓力和溫度的穩(wěn)定性很難保證，溫度誤差 較大。
[0013] (3)整套試驗(yàn)系統(tǒng)未見安裝測(cè)溫裝置，因此，無法獲取試驗(yàn)介質(zhì)的溫度。
[0014] 2、GB/T29026-2012推薦的低溫安全閥試驗(yàn)系統(tǒng)存在的問題
[0015] GB/T29026-2012《低溫介質(zhì)用彈黃直接載荷式安全閥》中規(guī)定的安全閥低溫試驗(yàn) 項(xiàng)目、推薦的低溫安全閥試驗(yàn)系統(tǒng)及試驗(yàn)裝置附件與TSGZF001-2006中推薦的安全閥低溫 試驗(yàn)系統(tǒng)，不同之處僅僅是在試驗(yàn)容器的上部和被試安全閥的進(jìn)口處安裝了測(cè)溫裝置。
[0016]GB/T29026-2012規(guī)定的低溫安全閥試驗(yàn)程序與TSGZF001-2006中規(guī)定稍有不 同，詳述如下：
[0017] 整定壓力試驗(yàn)程序：將安全閥安裝在試驗(yàn)容器的連接盤上，在系統(tǒng)內(nèi)連續(xù)通過液 氮或其他有低溫蒸發(fā)特性的介質(zhì)，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的低溫介質(zhì)自然氣化，壓力達(dá)到并超過閥口的 整定壓力時(shí)，安全閥經(jīng)過數(shù)次的開啟、關(guān)閉后，得到充分冷卻，之后觀察安全閥整定壓力及 開啟后能否回座。試驗(yàn)時(shí)閥口入口處的流體溫度，與試驗(yàn)容器內(nèi)的流體溫度相差不大于 30°C。安全閥的整定壓力試驗(yàn)不得少于3次，其試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
[0018] 密封試驗(yàn)程序：安全閥起跳后，開啟試驗(yàn)容器連接盤上的截止閥，泄壓到安全閥整 定壓力的70%時(shí)，關(guān)閉該截止閥，讓系統(tǒng)內(nèi)的低溫介質(zhì)自然氣化壓力升高，通過該截止閥使 試驗(yàn)容器內(nèi)的壓力維持在整定壓力的90 %，觀察安全閥出口的泄露情況。密封試驗(yàn)結(jié)果應(yīng) 符合表1規(guī)定：
[0019] 表1低溫介質(zhì)用彈黃直接載荷式安全閥低溫密封試驗(yàn)的泄漏率
[0020]
[0021] 通過比較GB/T29026-2012與TSGZFOOl-2006中相關(guān)規(guī)定，并分析TSG ZF001-2006中推薦的安全閥低溫試驗(yàn)系統(tǒng)及GB/T29026-2012規(guī)定的安全閥低溫試驗(yàn)方法 與過程，GB/T29026-2012中推薦的安全閥低溫試驗(yàn)系統(tǒng)存在如下技術(shù)問題：
[0022] (1)利用液氮的低溫蒸發(fā)特性產(chǎn)生試驗(yàn)所需介質(zhì)，無法主動(dòng)、有效的產(chǎn)生所需不同 壓力和溫度的低溫介質(zhì)。對(duì)不同壓力和溫度的低溫安全閥性能測(cè)試具有局限性。
[0023] (2)密封試驗(yàn)時(shí)，需要先泄放一部分低溫試驗(yàn)介質(zhì)，之后讓管道內(nèi)的低溫介質(zhì)自然 氣化壓力升高，通過試驗(yàn)臺(tái)的截止閥使試驗(yàn)容器內(nèi)的壓力維持在整定壓力的90%，此時(shí)，密 封試驗(yàn)的試驗(yàn)溫度必然和整定壓力的試驗(yàn)溫度不同。
[0024] (3)整定壓力試驗(yàn)中規(guī)定試驗(yàn)時(shí)閥口入口處流體溫度與試驗(yàn)容器內(nèi)流體溫度相差 不大于30°C，此差值有待試驗(yàn)驗(yàn)證。
[00巧]目前現(xiàn)行法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)中推薦的安全閥低溫試驗(yàn)系統(tǒng)由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的缺陷，無法準(zhǔn) 確控制試驗(yàn)介質(zhì)的壓力和溫度，不能完全滿足低溫介質(zhì)安全閥不同工作介質(zhì)、工作溫度和 工作壓力下的低溫試驗(yàn)要求，因此，不具有實(shí)用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[00%] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種可根據(jù)試 驗(yàn)安全閥具體的參數(shù)要求、在不同壓力和不同溫度條件下的進(jìn)行開啟性能試驗(yàn)和密封性試 驗(yàn)的安全閥低溫試驗(yàn)系統(tǒng)和安全閥低溫試驗(yàn)方法。
[0027] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種安全閥低溫試驗(yàn)系統(tǒng)，包 括液氮供給組件、氮?dú)夤┙o組件、試驗(yàn)介質(zhì)供給組件、試驗(yàn)組件W及試驗(yàn)安全閥；液氮供給 組件包括第一稱重器、裝有液氮的第一容器W及用于測(cè)量第一容器中液氮溫度的第一測(cè)溫 裝置，第一容器設(shè)在第一稱重器上W供第一稱重器砰量第一容器及其中液氮的重量；氮?dú)?供給組件包括第二稱重器、裝有氮?dú)獾牡诙萜鱓及用于測(cè)量第二容器中氮?dú)鉁囟鹊牡诙?測(cè)溫裝置，第二容器設(shè)在第二稱重器上W供第二稱重器砰量第二容器及其中氮?dú)獾闹亓浚?試驗(yàn)介質(zhì)供給組件包括和第Ξ容器；試驗(yàn)組件包括試驗(yàn)溫度傳感器、試驗(yàn)壓力傳感器，試驗(yàn) 溫度傳感器和試驗(yàn)壓力傳感器與試驗(yàn)安全閥連通W測(cè)量其中試驗(yàn)介質(zhì)的溫度和壓力；第一 容器通過液氮通道與第Ξ容器連通，第二容器通過氮?dú)馔ǖ琅c第Ξ容器連通，W使液氮與 氮?dú)庠诘讦萜髦薪M成試驗(yàn)介質(zhì)，第