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摘 要：尿素合成塔出气安全阀是尿素装置高压系统的安全附件，它的平稳运行对稳定高压系统压力起着十分重要的作用，大庆石化化肥厂针对合成塔出气安全阀频繁起跳进行了攻关，成功地解决了这一问题。
关键词： 安全阀 弹簧 阀座 波纹管 起跳 检修
1.概况
大庆石化化肥厂尿素装置合成塔出气高压安全阀位于框架七楼，该位置共计有三台型号相同的安全阀，其中有两台是2005年改造时增加的（PSV221/PSV220）；另一台是2008年“安全阀一年一校项目”中增加的，三台安全阀的厂家均为德国LESER。在正常操作的情况下，两台投用，一台在线备用。具体參数见下表：
2.安全阀起跳、检修情况
2.1安全阀起跳过程
2012年8月检修时，合成塔三台出气安全阀送至北京八达公司拆检、校验合格后，于8月23日运到化肥厂现场，由化建公司安装。尿素装置检修后开车， PSV221（中间安全阀）及PSV220A（东侧安全阀）投用，安全阀正常无泄漏。
2012年9月16日20：34，尿素装置合成塔出气安全阀PSV221（中间安全阀）突然起跳，且不回座。当时系统压力为14.4MPa，未达到安全阀起跳压力（起跳压力15.6MPa），为此被迫关闭安全阀PSV221前截止阀，投用安全阀PSV220（西侧安全阀）。2012年11月8日，将安全阀PSV221拆缷并送拆检、校验，由北京八达人员负责研磨，解体发现阀头背部中心定位球磨损，更换新定位球，定压合格后回装，一直处于在线备用状态。
2013年2月28日12：34，合成塔西侧安全阀PSV-220起跳，高压系统压力PI-201由14.38MPa降至11.7MPa，班长确认系统不超压的情况下，指挥岗位人员现场关安全阀截止阀，关至1圈时安全阀回座，截止阀全关后现场确认排放口处仍有甲铵味。13：30，班长指挥岗位人员将合成塔安全阀PSV221（中部）投用。
2013年3月3日20：21，合成塔出气安全阀PSV-221（中部）起跳，查当时系统压力PI-201为14.35MPa，系统不超压，岗位人员现场关闭截止阀。合成塔出气安全阀PSV-220A（东侧）一直处于投用状态。
2.2安全阀检修情况
2013年3月5日，安全阀拆下后，化肥厂将安全阀送至北京八达公司进行修理。同时LESER厂家技术人员也到北京八达公司共同分析安全阀起跳原因。
2.2.1安全阀解体情况
（1） 阀座及阀头密封面有缺陷，其中阀头密封面上有两处较深的缺陷，分析认为是安全阀起跳过程中造成的。
（2） 阀头背部与中心定位球接触的锥坑存在磨损，定位球（滚珠）表面有轻微磨损。
（3） 波纹管与弹簧底盘连接的密封面处有少量甲铵，分析认为该甲铵是安全阀起跳时从连接密封面处泄漏的。
2.2.2 北京八达公司检验、分析情况
（1） 八达对弹簧进行压力测试，刚度无问题。测试过程为加压29.43KN两次，每次压缩位移为282.08mm左右，然后将弹簧一次压缩24小时。
（2） 阀座密封面较宽，比压较小，若有轻微泄漏，阀门容易起跳。
3.起跳原因分析
3.1工艺操作方面
对于两次安全阀起跳，车间从工艺方面认真查找原因，查总控压力控制趋势，发现起跳时压力分别为14.38MPa和14.35MPa，都没有达到安全阀的起跳压力15.62 MPa值，所以不是因为工艺超压造成的安全阀起跳。
3.2 设备方面
3.2.1伴热温度对安全阀弹簧的影响
该安全阀在阀体上设有伴热夹套，伴热采用的是0.3MPa，156-157℃蒸汽，同时为防止热量损失，对安全阀整体进行了保温。虽然北京八达公司对弹簧进行了冷态（常温）检测无问题，但在183℃的操作温度下，弹簧存在一定的应力松驰，可能造成安全阀定压值的偏离。
3.2.2安全阀本身设计
（1）该安全阀阀座密封面较宽，比压较小，若有轻微泄漏，安全阀容易起跳； （2） 安全阀阀头与弹簧导向杆通过中心定位球相连，在安全阀定压过程中，阀头背部的锥坑和中心定位球很容易磨损，如安全阀投用后有微漏，可能会造成阀头定位不稳，导致定压值偏离。该种结构型式在高压安全阀上是否合理，有无缺陷还需要与LESER厂家人员进一步分析。
4. 安全阀修复方案
4.1具体方案内容
⑴ 对有缺陷的各个密封面进行修复，调芯滚珠进行更换；对阀头安装调心滚珠的部位进行修理，保证调心滚珠不与底面接触，同时其他接触面光滑；
⑵ 对阀头密封面进行车削加工，减少密封面宽度，增加比压系数，增强安全阀稳定性；
⑶ 把弹簧底盘与波纹管的丝扣在回装时进行认真紧固，防止微量甲铵泄漏至弹簧筒内；对安全阀波纹管和弹簧底盘与波纹管的丝扣连接处有一圈钢性密封结构的接触面进行试压（组装后试压），检查波纹管和密封面是否有泄漏，保证密封面良好；
⑷ 阀门弹簧部位的保温拆除，提高温度补偿系数，由1.05到1.1，即定压值由15.62 MPa增加至15.9MPa；
⑸ 弹簧外部护罩的底部和顶部各钻一个直径5mm通气孔，用于排放阀体传来的热量和检查波纹管部位泄漏，同时对于两个孔做好防水结构措施；
⑹将阀座反冲盘安装好后，将防止反冲盘松动的螺栓旋紧到位，并加铅封固定好。
4.2安全阀修复后情况
4.2.1修复有缺陷的密封面，包括阀座、阀瓣、调心滚珠（中心定位球）锥坑，波纹管密封面。修复后，用红丹对调心滚珠进行压印确认调心滚珠不与底面接触。
4.2.2 对阀瓣密封面进行由外向内车削处理，密封面宽度由原来的5mm加工为3.2mm。
4.2.3 做工装对波纹管进行水压试漏，打压至0.15MPa左右，发现波纹管与弹簧分隔板硬密封处还存在轻微泄漏，由于弹簧分隔板上的密封面已做处理，怀疑波纹管上密封面存在缺陷，由于波纹管密封面八达修理不了，所以未做处理；
4.2.4 弹簧罩上部开了一个5mm通气孔，加上原来弹簧罩上原有的两个孔，一共有三个通气孔；对弹簧进行喷漆防腐；
4.2.5 修理完毕后开始回装，回装完毕后对弹簧压紧背帽进行紧固确认无松动。15点开始打压，经过试跳，起跳压力确定为15.9MPa，泄漏量为每分钟13个气泡，符合规范GB12243-89标准，最后将阀座反冲盘安装好后，将防止反冲盘松动的螺栓旋紧到位，并加铅封固定好。
5.结束语
自合成塔出气安全阀修复回装后，已过去半年时间，目前运行良好，阀门频繁起跳和内漏问题消除，这说明合成塔出气安全阀频繁起跳技术攻关取得了很好的效果。接下来技术人员将与安全阀生产厂家探讨温度对安全阀弹簧性能的影响情况和阀头中心定位球结构在高压安全阀使用是否合理，有无更好的结构形式等问题进行探讨。
参考文献：
[1]孙家， 阀门手册（第二版），中国石化出版社；
[2]《压力容器安全技术监察规程》
作者简介：邵广义，男，1986年出生，2009年毕业于辽宁石油化工大学过程装备与控制工程专业，现在大庆石化公司化肥厂尿素车间从事设备管理工作。联系电话：0459-6745303；15045918341
关键词： 安全阀 弹簧 阀座 波纹管 起跳 检修
1.概况
大庆石化化肥厂尿素装置合成塔出气高压安全阀位于框架七楼，该位置共计有三台型号相同的安全阀，其中有两台是2005年改造时增加的（PSV221/PSV220）；另一台是2008年“安全阀一年一校项目”中增加的，三台安全阀的厂家均为德国LESER。在正常操作的情况下，两台投用，一台在线备用。具体參数见下表：
2.安全阀起跳、检修情况
2.1安全阀起跳过程
2012年8月检修时，合成塔三台出气安全阀送至北京八达公司拆检、校验合格后，于8月23日运到化肥厂现场，由化建公司安装。尿素装置检修后开车， PSV221（中间安全阀）及PSV220A（东侧安全阀）投用，安全阀正常无泄漏。
2012年9月16日20：34，尿素装置合成塔出气安全阀PSV221（中间安全阀）突然起跳，且不回座。当时系统压力为14.4MPa，未达到安全阀起跳压力（起跳压力15.6MPa），为此被迫关闭安全阀PSV221前截止阀，投用安全阀PSV220（西侧安全阀）。2012年11月8日，将安全阀PSV221拆缷并送拆检、校验，由北京八达人员负责研磨，解体发现阀头背部中心定位球磨损，更换新定位球，定压合格后回装，一直处于在线备用状态。
2013年2月28日12：34，合成塔西侧安全阀PSV-220起跳，高压系统压力PI-201由14.38MPa降至11.7MPa，班长确认系统不超压的情况下，指挥岗位人员现场关安全阀截止阀，关至1圈时安全阀回座，截止阀全关后现场确认排放口处仍有甲铵味。13：30，班长指挥岗位人员将合成塔安全阀PSV221（中部）投用。
2013年3月3日20：21，合成塔出气安全阀PSV-221（中部）起跳，查当时系统压力PI-201为14.35MPa，系统不超压，岗位人员现场关闭截止阀。合成塔出气安全阀PSV-220A（东侧）一直处于投用状态。
2.2安全阀检修情况
2013年3月5日，安全阀拆下后，化肥厂将安全阀送至北京八达公司进行修理。同时LESER厂家技术人员也到北京八达公司共同分析安全阀起跳原因。
2.2.1安全阀解体情况
（1） 阀座及阀头密封面有缺陷，其中阀头密封面上有两处较深的缺陷，分析认为是安全阀起跳过程中造成的。
（2） 阀头背部与中心定位球接触的锥坑存在磨损，定位球（滚珠）表面有轻微磨损。
（3） 波纹管与弹簧底盘连接的密封面处有少量甲铵，分析认为该甲铵是安全阀起跳时从连接密封面处泄漏的。
2.2.2 北京八达公司检验、分析情况
（1） 八达对弹簧进行压力测试，刚度无问题。测试过程为加压29.43KN两次，每次压缩位移为282.08mm左右，然后将弹簧一次压缩24小时。
（2） 阀座密封面较宽，比压较小，若有轻微泄漏，阀门容易起跳。
3.起跳原因分析
3.1工艺操作方面
对于两次安全阀起跳，车间从工艺方面认真查找原因，查总控压力控制趋势，发现起跳时压力分别为14.38MPa和14.35MPa，都没有达到安全阀的起跳压力15.62 MPa值，所以不是因为工艺超压造成的安全阀起跳。
3.2 设备方面
3.2.1伴热温度对安全阀弹簧的影响
该安全阀在阀体上设有伴热夹套，伴热采用的是0.3MPa，156-157℃蒸汽，同时为防止热量损失，对安全阀整体进行了保温。虽然北京八达公司对弹簧进行了冷态（常温）检测无问题，但在183℃的操作温度下，弹簧存在一定的应力松驰，可能造成安全阀定压值的偏离。
3.2.2安全阀本身设计
（1）该安全阀阀座密封面较宽，比压较小，若有轻微泄漏，安全阀容易起跳； （2） 安全阀阀头与弹簧导向杆通过中心定位球相连，在安全阀定压过程中，阀头背部的锥坑和中心定位球很容易磨损，如安全阀投用后有微漏，可能会造成阀头定位不稳，导致定压值偏离。该种结构型式在高压安全阀上是否合理，有无缺陷还需要与LESER厂家人员进一步分析。
4. 安全阀修复方案
4.1具体方案内容
⑴ 对有缺陷的各个密封面进行修复，调芯滚珠进行更换；对阀头安装调心滚珠的部位进行修理，保证调心滚珠不与底面接触，同时其他接触面光滑；
⑵ 对阀头密封面进行车削加工，减少密封面宽度，增加比压系数，增强安全阀稳定性；
⑶ 把弹簧底盘与波纹管的丝扣在回装时进行认真紧固，防止微量甲铵泄漏至弹簧筒内；对安全阀波纹管和弹簧底盘与波纹管的丝扣连接处有一圈钢性密封结构的接触面进行试压（组装后试压），检查波纹管和密封面是否有泄漏，保证密封面良好；
⑷ 阀门弹簧部位的保温拆除，提高温度补偿系数，由1.05到1.1，即定压值由15.62 MPa增加至15.9MPa；
⑸ 弹簧外部护罩的底部和顶部各钻一个直径5mm通气孔，用于排放阀体传来的热量和检查波纹管部位泄漏，同时对于两个孔做好防水结构措施；
⑹将阀座反冲盘安装好后，将防止反冲盘松动的螺栓旋紧到位，并加铅封固定好。
4.2安全阀修复后情况
4.2.1修复有缺陷的密封面，包括阀座、阀瓣、调心滚珠（中心定位球）锥坑，波纹管密封面。修复后，用红丹对调心滚珠进行压印确认调心滚珠不与底面接触。
4.2.2 对阀瓣密封面进行由外向内车削处理，密封面宽度由原来的5mm加工为3.2mm。
4.2.3 做工装对波纹管进行水压试漏，打压至0.15MPa左右，发现波纹管与弹簧分隔板硬密封处还存在轻微泄漏，由于弹簧分隔板上的密封面已做处理，怀疑波纹管上密封面存在缺陷，由于波纹管密封面八达修理不了，所以未做处理；
4.2.4 弹簧罩上部开了一个5mm通气孔，加上原来弹簧罩上原有的两个孔，一共有三个通气孔；对弹簧进行喷漆防腐；
4.2.5 修理完毕后开始回装，回装完毕后对弹簧压紧背帽进行紧固确认无松动。15点开始打压，经过试跳，起跳压力确定为15.9MPa，泄漏量为每分钟13个气泡，符合规范GB12243-89标准，最后将阀座反冲盘安装好后，将防止反冲盘松动的螺栓旋紧到位，并加铅封固定好。
5.结束语
自合成塔出气安全阀修复回装后，已过去半年时间，目前运行良好，阀门频繁起跳和内漏问题消除，这说明合成塔出气安全阀频繁起跳技术攻关取得了很好的效果。接下来技术人员将与安全阀生产厂家探讨温度对安全阀弹簧性能的影响情况和阀头中心定位球结构在高压安全阀使用是否合理，有无更好的结构形式等问题进行探讨。
参考文献：
[1]孙家， 阀门手册（第二版），中国石化出版社；
[2]《压力容器安全技术监察规程》
作者简介：邵广义，男，1986年出生，2009年毕业于辽宁石油化工大学过程装备与控制工程专业，现在大庆石化公司化肥厂尿素车间从事设备管理工作。联系电话：0459-6745303；15045918341