安全阀API-ASME标准

安全阀API标准、ASME规范标准目录•APIRP520炼油厂泄压装置的定径、选择和安装PartI定径和选择（第7版2000年1月）PartⅡ安装（第5版2003年1月）•APIStd526钢制法兰泄压阀（第5版2002年6月）•APIStd527泄压阀阀座的密封性（第3版1991年7月重新确认1996年5月）•APIRP576泄压装置的检查（第2版2000年12月）•ASME锅炉及压力容器规范（2004年）第Ⅰ卷动力锅炉安全阀和安全泄放阀第Ⅷ卷第一册压力容器泄压装置•ASMEPTC25泄压装置—性能试验规范（2001年）API标准、ASME规范的内容•APIRP520、576介绍了各种类型安全阀的结构及其特点•APIRP520PartⅠ列出各种流体介质（气体、蒸汽、液体及两相流）排量下所需流道面积的计算方法，并给出相关修正系数•APIStd526规定了14种流道直径（喉径）在不同温度和压力下的各种规格、压力级及基本材料要求，并规定必须执行ASME规范的相应制造和试验要求•APIStd527规定了泄压阀的密封性试验方法和要求•APIRP520PartⅡ列出有关安装方面的一些要求•ASMEPTC25为泄压装置的试验装置、试验方法和试验报告提供了标准•APIRP576列出泄压装置的检查和维修要求API标准、ASME规范的特点•对安全阀的结构设计、排量计算、规格、压力级、材料、制造、试验、运输、安装、检查、使用和维修，均有完整的、全面的基本要求•安全阀的规格、品种多——便于选择合理规格的安全阀14种（D~T）流道直径（Do=9.5~146)6种压力级（150~2500lb）25种规格-268ºC~+538ºC•安全阀的温度-压力级选择明确APIRECOMMENDEDPRACTICE520Sizing,Selection,andInstallationofPressure-RelievingDevicesinRefineries炼油厂泄压装置的定径、选择和安装第Ⅰ部分定径和选择第7版2000年1月前言APIRP520是石油工业部门的工程技术人员数年工作经验的总结。本推荐方法是对《ASME锅炉与压力容器规范》第Ⅷ卷《压力容器》相关内容的补充，而并非是取代这些适用的法律和法规。本推荐方法的采用者务必注意：此类出版物并非十全十美，任何书面的文字规定均不能取代合格的工程分析。APIRP520PartI1.引言2.泄压装置3.定径程序4.参考文献附录APIRP520PartI•适用于炼油厂和相关工业•最大允许工作压力≥15psig（0.103MPa）•无火压力容器和相关设备的泄压装置APIRP520PartI引言1.引言1.1范围1.2.114条是关于泄压装置1.2.29条是关于泄压装置的尺寸特性1.2.329条是关于操作特性APIRP520PartI引言1.2术语APIRP520PartI引言泄压装置pressurereliefdevice泄压装置是靠进口静压驱动，在出现事故或工况不正常时开启，以防止内部流体压力的上升超过规定数值。该装置也能设计成防止过量的内部真空。—泄压阀pressurereliefvalve—非重新闭合泄压装置non-reclosingpressurereliefdevice—真空泄放阀vacuumreliefvalve泄压阀pressurereliefvalve—泄放阀reliefvalve比例式，不可压缩流体—安全阀safetyvalve快开特性或突跳动作，可压缩流体—安全泄放阀safetyreliefvalve依用途可用作安全阀或泄放阀APIRP520PartI引言常规式泄压阀conventionalpressurereliefvalve平衡式泄压阀balancedpressurereliefvalve先导式泄压阀pilotoperatedpressurereliefvalveAPIRP520PartI引言有效排量系数effectivecoefficientofdischarge额定排量系数ratedcoefficientofdischarge额定排量ratingrelievingcapacityAPIRP520PartI引言整定压力setpressure开启压力openingpressure冷态试验差压力colddifferencetestpressure背压backpressure附加背压superimposedbackpressure排放背压built-upbackpressureAPIRP520PartI引言关闭压力closingpressure启闭压差blowdown前泄simmer泄漏试验压力leak-testpressure超过压力overpressure积聚accumulationAPIRP520PartI引言APIRP520PartI引言2泄压装置本章阐述了单独或组合使用的泄压装置—基本原理—操作特性—应用场合—选择APIRP520PartI泄压装置常规式泄压阀APIRP520PartI泄压装置APIRP520PartI泄压装置热膨胀泄压阀结构用于可压缩介质的动作过程的力分析APIRP520PartI泄压装置APIRP520PartI泄压装置用于液体的弹簧载荷式泄压阀超压10%—ASME（1986年开始）和其它国际标准要求≤10%—额定排量超压25%—不要求排量鉴定（历史）≤25%—全开、稳定工作APIRP520PartI泄压装置APIRP520PartI泄压装置用于不可压缩介质的动作过程的力分析APIRP520PartI泄压装置APIRP520PartI泄压装置APIRP520PartI泄压装置APIRP520PartI泄压装置先导式泄压阀APIRP520PartI泄压装置控制主阀的导阀按动作特性，分为：突开作用式和调制作用式APIRP520PartI泄压装置按开启后介质是否流过导阀的情况，分为：流动型和非流动型按上述分类情况，常见的先导阀有：•突开动作流动型先导阀•突开动作非流动型先导阀•调节动作流动型先导阀•调节动作非流动型先导阀APIRP520PartI泄压装置先导式泄压阀一个工作循环的动画演示突开动作型调节动作型APIRP520PartI泄压装置爆破片装置—非重新闭合泄压装置工作特点：APIRP520PartI泄压装置—动作反应快，足以泄放有些类型的压力脉冲—爆破压力可随着爆破片装置的温度不同而有很大的变化。随着爆破片温度的增加，爆破压力通常减小爆破片装置—非重新闭合泄压装置爆破片装置的应用：APIRP520PartI泄压装置—安装在泄压阀进口—安装在泄压阀出口—强腐蚀性环境—高黏性环境中爆破片的类型：APIRP520PartI泄压装置1）正拱型，承受拉伸载荷。正拱型实心金属爆破片正拱型刻痕爆破片正拱型复合爆破片2）反拱型，承受压缩载荷。3）石墨型，承受剪切载荷。安装要求：APIRP520PartI泄压装置爆破片装置—非重新闭合泄压装置APIRP520PartI泄压装置安装在泄压阀进口销动式装置—非重新闭合泄压装置APIRP520PartI泄压装置3定径程序3.1确定排放要求3.2API有效排放面积和有效排量系数3.3背压3.4冷态试验差压力3.5排放压力3.6气体和蒸气排放的定径3.7蒸汽排放的定径3.8液体泄放的定径：泄压阀要求排量认证3.9液体泄放的定径：泄压阀不要求排量认证3.10液/气两相的定径3.11爆破片装置的定径APIRP520PartI定径程序3.1确定排放要求APIRP520PartI定径程序在确定某一用途的泄压装置的口径和设计方案前，必须首先确定需要提供超压保护的各种工况。APIRP521中列出了许多通常可能需要超压保护的工况。3.2有效排放面积和有效排量系数初步定径最终定径排量系数有效排量系数气体和蒸汽：0.975液体：0.65额定排量系数即具体某系列产品通过鉴定认证的数值流道面积有效排放面积APIStd526中的数值实际排放面积即具体某系列产品通过鉴定认证的数值APIRP520PartI定径程序3.3背压背压：泄压阀出口存在的压力。附加背压：泄压阀在线运行时出口存在的背压，恒定的或变动的。排放背压：泄压阀开启后排放系统中产生的背压。APIRP520PartI定径程序背压对泄压阀操作的影响：•开启压力变化•排量下降•动作不稳定•或同时出现以上三种情况APIRP520PartI定径程序附加背压对泄压阀开启的影响：1.对于常规式泄压阀，如果附加背压是恒定的，弹簧的实际设定值应减去附加背压的数值，作为补偿。2.如果附加背压是变动的，应该使用平衡式泄压阀或先导式泄压阀。3.如果变动附加背压的数值很小，也可以使用常规式泄压阀，但是要注意：a.对于正常存在的所有附加背压，要对整定压力进行补偿；b.排放时的最大压力不能超过规范允许的被保护设备的积聚压力。APIRP520PartI定径程序背压对常规式泄压阀工作和排量的影响：1.过大的排放背压可能导致阀门处于不稳定工作状态—频跳、颤振、开高不够2.使用常规式泄压阀，排放背压不能超过允许超过压力。如果背压预计要超过此规定的限制，则应采用平衡式或先导式泄压阀。3.平衡式阀门尤其适用于总背压近似不超过整定压力的50%的工况下。4.对于平衡式阀门，高的背压将在阀瓣的不平衡区产生一个关闭。这个力将导致开高减小，排放量也将随之减小。因此，针对排量的下降，制造商要提供排量修正系数（称为背压修正系数）。APIRP520PartI定径程序3.4冷态试验差压力（CDTP）1.泄压阀的实际工况与在试验台上设定时的工况可能是不同的。为了补偿这一影响，在试验台上要按CDTP调整阀门的整定压力。CDTP可能包括对实际工况下背压和/或温度的修正。2.当排放温度超过121℃时，考虑到阀门零件热膨胀和弹簧材料性能改变而引起的弹簧力的变化，需要有温度修正系数。当温度低于-59℃时，也需要补偿。3.常规式泄压阀，工作时如果存在一个恒定的附加背压，则通常需要一个修正系数以补偿背压。4.如果CDTP包括对背压和温度的修正，则应计算差压，并乘上温度修正，以确定CDTP。APIRP520PartI定径程序3.5排放压力排放压力=整定压力+超过压力允许超过压力是根据适用规范所允许的积聚压力确定的。APIRP520PartI定径程序3.6气体和蒸气排放的定径喷嘴流动的临界流动特性APIRP520PartI定径程序理想气体的临界流动压力比)1(112kkcfkPP喷嘴下游的压力低于或等于临界流动压力，则会发生临界流动；超过临界流动压力，则会发生亚临界流动。cfPAPIRP520PartI定径程序临界流动的定径MTZKKPCKWAcbd1160,13)1/()1()12(520kkkkCAPIRP520PartI定径程序常规式泄压阀（仅适用蒸气和气体）的恒定背压修正系数,KbAPIRP520PartI定径程序图30—平衡波纹管式泄压阀（蒸气和气体）的背压修正系数，KbAPIRP520PartI定径程序常规式和先导式泄压阀亚临界流动的定径第一种方法)(9.172112PPMPZTKKFWAcdrrrkkFkkk11)(12/)1(/2APIRP520PartI定径程序常规式和先导式泄压阀亚临界流动的定径另一种方法MTZKKPCKWAcbd1160,13)(9.172112PPMPZTKKFWcdAPIRP520PartI定径程序平衡式泄压阀亚临界流动的定径平衡式泄压阀应采用临界流动的公式定径。在这种情况下使用背压修正系数是考虑流速为亚临界，且阀瓣有下落到低于全开启高度的趋势（仅当达到全开启高度的情况才适合使用亚临界流动的公式）。背压修正系数Kb应由制造商提供。APIRP520PartI定径程序3.7蒸汽排放的定径SHNcbdKKKKKPWA14.190APIRP520PartI定径程序3.8液体泄放的定径：泄压阀要求排量认证2178.11ppGKKKKQAvcwdAPIRP520