石化企业安全阀培训资料

内部培训资料安全阀技术
目录
*章 安全阀的相关知识
1.1 安全阀的分类
1.2 安全阀的型号编制
1.3 安全阀性能的基本要求
1.4 安全阀的动作原理
1.5 安全阀的名词术语
第二章 安全阀的法规和标准
2.1 国内法规和标准
2.2 API 标准、ASME 规范介绍
第三章 安全阀的设计与制造
3.1 安全阀的设计依据
3.2 安全阀的典型结构
3.3 安全阀基本结构的设计要求
3.4 安全阀制造的一般要求
3.5 安全阀的主要零件
3.6 弹簧
3.7 安全阀的装配和调试
第四章 安全阀的选型
4.1 安全阀的适用场合
4.2 安全阀的定径
4.3 安全阀的噪音计算
4.4 安全阀的结构选择
4.5 安全阀与爆破片的组合应用
4.6 爆破片装置的选择
4.7 安全阀的选型程序
4.8 安全阀的订货
第五章 安全阀的安装
5.1 安全阀的安装
5.2 安全阀排放反作用力的计算
5.3 安全阀的使用与维护
第六章 安全阀的检测
6.1 安全阀的定期检查
6.2 安全阀的型式试验
6.3 试验装置能力对安全阀性能的影响
6.4 背压试验
6.5 低温试验
第七章 安全阀的维修
7.1 安全阀维修的一般要求
7.2 安全阀常见故障、原因及其排除
7.3 安全阀的修理
第八章 安全阀的可靠性
8.1 安全阀的失效分析
8.2 安全阀的质量控制
8.3 结语
*章 安全阀的相关知识
1.1 安全阀的分类
安全阀按其用途和基本结构形式的不同，通常分类如下：
1， 按使用介质分类：
1） 蒸汽安全阀
2） 气体安全阀
3） 液体安全阀
2， 按公称压力分类：
1） 低压安全阀— PN ≤1.6 MPa
2） 中压安全阀— PN 2.5 ～ 6.4 MPa
3） 高压安全阀— PN 10.0 ～ 80.0 MPa
4） 超高压安全阀— PN ≥100 MPa
3， 按适用温度分类：
1） 超低温安全阀— t ≤-100ºC
2） 低温安全阀— -100ºC ＜t ≤-40ºC
3） 常温安全阀— -40ºC ＜t ≤120ºC
4） 中温安全阀— 120 ＜t ≤450ºC
5） 高温安全阀— t ＞450ºC
4， 按连接方式分类：
1） 法兰连接安全阀
2） 螺纹连接安全阀
3） 焊接连接安全阀
5， 按结构形式分类：
1） 重锤式安全阀
2） 弹簧式安全阀
3） 先导式安全阀
4） 全启式安全阀
5） 中启式安全阀
6） 微启式安全阀
6， 按作用原理分类：
1） 直接作用式安全阀
2） 先导式安全阀
3） 带动力辅助装置的安全阀
图1 安全阀分类
1.2 安全阀的型号编制
世界各国均有不同的安全阀型号编制方法，甚至于不同厂商都有各自的型号编
制方法。因此在选用安全阀时，一定要参考供应厂商所提供的资料。
1，JB/T 308-2004 《阀门型号编制方法》
这是我国机械行业标准的阀门型号编制方法。对于弹簧载荷安全阀的型号编
制方法如下：
A 1 2 3 — 4 5
1—连接形式代号
2—结构形式代号
泄压装置
安全阀（泄压阀） 非重新闭合泄压装置
按适用介质 爆破片装置 销动式装置
蒸汽安全阀
气体安全阀
液体安全阀
按公称压力
低压安全阀
中压安全阀
高压安全阀
超高压安全阀
按适用温度
超低温安全阀
低温安全阀
常温安全阀
中温安全阀
高温安全阀
按连接形式
法兰安全阀
螺纹安全阀
焊接安全阀
按开启高度
全启式安全阀
中启式安全阀
微启式安全阀
按作用原理
直接作用式安全阀非直接作用式式安全阀
直接载荷式安全阀带补充载荷的安全阀
弹簧直接载荷式安全阀重锤式安全阀杠杆重锤式安全阀
先导式安全阀带动力辅助装置的安全阀
常规式安全阀平衡式安全阀
按是否安装背压平衡机构
突开型
先导式安全阀
调制型
先导式安全阀
按导阀动作特性
3—密封面或衬里材料代号
4—压力代号或工作温度下的工作压力代号
5—阀体材料代号
示例：A42Y—16C DN50
连接形式—法兰
结构形式—弹簧载荷封闭全启式
密封面材料—硬质合金
公称压力—1.6 MPa
阀体材料—碳钢
公称通径—50 mm
2，制造厂自行型号编制
不同厂商有各自的型号编制方法。一般能反映其结构和主要参数。
1.3 安全阀性能的基本要求
安全阀的功能是通过下列动作过程来实现的：当系统达到高允许压力时，安
全阀能准确地开启，迅速达到额定开启状态，并排放额定数量的工作介质；在开启
状态下安全阀应稳定地排放；当系统压力降至正常值时安全阀应及时关闭，并在关
闭状态下，保持必需的密封性。安全阀的基本性能要求如下：
1）准确开启—这是对安全阀的基本要求，整定压力的允许偏差在相关规范和
标准中有明确规定。
当系统内压力达到高允许压力时，即安全阀进口压力达到预先规定的整定压
力值时，安全阀应准确地开启，并迅速达到规定的开启高度。安全阀对压力升高的
反应不灵敏将会导致锅炉、压力容器及管道的破裂、损坏等危险情况。
安全阀开启的压力值（整定压力）不应大于锅炉、压力容器及管道的设计压力
值。
安全阀开启压力（整定压力）的偏差，在相关规范和标准中有明确规定。安全
阀进行整定压力调试时，其偏差应严格调整在规定的范围内。
2）稳定排放— 稳定地保持在排放状态，并有良好的机械特性（无频跳、颤振、
卡阻等现象）。
安全阀迅速开启并达到预定的开启高度后，安全阀应稳定地保持在排放状态，
并能够排放出额定的排量。
安全阀应有合理的结构形式及良好的机械特性（没有频跳、颤振、卡阻等现象）
以保持稳定地排放。安全阀的结构及其流道尺寸应满足计算所需的参数要求。如果
流道截面积过小，安全阀开启后，不能及时将超压部分的介质排放，系统压力继续
上升，是十分危险的。相反，流道截面积过分大于计算所需值，安全阀开启后，压
力将急剧下降到工作压力以下，阀门将随着阀瓣对阀座的剧烈撞击而关闭；但是由
于系统压力升高的因素并未消除，阀瓣再次开启，形成频跳，结果会造成阀座与阀
瓣密封面的损坏。当安全阀用于不可压缩的液体时，还会引起系统中的水锤现象。
安全阀在规定的压力下可靠地达到全开启高度，并达到规定的排放能力。这一
要求是重要的。对同样参数的介质，同样口径的安全阀，结构形式等不同，排放能
力会有很大差别。
3）及时关闭— 防止系统压力降低太多，减少介质的过多损失。
当安全阀排放一定时间后，介质压力下降至一定值。阀瓣下落与阀座密封面接
触，及时重新达到关闭状态。安全阀能及时有效地回座关闭，是性能良好的一个重
要标志。安全阀发生动作，也不一定要求设备或系统停止运转和进行维修。有时，
安全阀发生动作是由于系统中的误操作等偶然因素所引起的。在这种情况下，不希
望安全阀回座压力低于工作压力太多。回座压力过低意味着能量和介质的过多损失，
并给设备与系统恢复正常运行带来困难。相反，回座压力也不宜过高。当回座压力
高到接近开启压力时，容易导致阀门重新开启，造成阀门频跳，不利于关闭后重新
建立密封。
安全阀的结构应当保证能快速有效地关闭。迅速有力的回座比逐渐、缓慢的回
座更有利于密封的建立。
安全阀的回座性能是以开启压力值来相对衡量的，一般以启闭压差来确定。用
于不同介质的安全阀，其启闭压差值是有所区别的。
4）可靠密封— 泄漏损失介质、污染环境、危及安全、加速损坏密封面。
当锅炉、压力容器及管道处于正常运行压力时，关闭状态的安全阀应具有良好、
可靠的密封性能。因为安全阀产生泄漏，损耗了工作介质（有时是很贵重或很危险的
介质），增加了能量消耗，并使周围环境和大气受到工作介质的污染。过多的泄漏甚
至会影响到设备或系统的正常工作，乃至迫使装置停止运行。持续的泄漏还会使安
全阀密封面遭受侵蚀，从而导致安全阀*失效。
安全阀动作以后重新建立密封，比维持原有密封状态更加困难。因为安全阀在
关闭过程中，工作介质压力作用在阀瓣的较大的面积上，而在开启以前，只作用在
受密封面限制的较小的面积上。所以，安全阀容易在动作之后降低、以致失去密封
性。特别是直接载荷作用式安全阀的回座密封问题是较难解决的问题之一。而在带
有辅助操纵机构的安全阀中，这个问题是采用强制密封的措施来解决的。
要求安全阀保持密封性要比一般截止用的阀门困难得多。因为没有很大的作用
力施加于密封面之间，安全阀阀瓣紧贴在阀座上仅仅形成了一个压紧比压很小的密
封压力。密封压力是由阀门整定压力同设备运行工作压力的差值所决定的，通常是
一个不大的值（10%整定压力）。
对安全阀密封性的要求依其使用场合不同而有所区别。而使用场合的不同也决
定着安全阀密封结构要求的不同。一般来说，对于金属－金属密封面的安全阀，要
达到无泄漏是很难实现的。对于金属一非金属的软密封结构的安全阀，其密封性能
会好得多。
1.4 安全阀的动作原理
安全阀是一种自动阀门，当被保护系统内的介质压力超过预定值时，它自动开
启；当介质压力回复到正常工作值时，它又自动关闭。
图 2 所示为常规弹簧载荷式气体安全阀的动作原理示意。其动作基于力的平衡。
在正常操作条件下，进口压力低于整定压力，阀瓣在弹簧力作用下压在阀座上处于
关闭位置，阀门处于关闭（密封）状态（见图2A）。
此时作用在阀瓣上的弹簧力 F 为：
F = P×A + Fs
式中：P——介质压力，MPa；
A——阀瓣上受压面积，cm2；
Fs——为使阀瓣和阀座压紧的向下密封附加力，N。
阀瓣在阀座密封面上的压紧力 Fs，保证了所需的密封性。
A —— 关闭状态 B —— 开始开启
C —— 全开启
图2 气体安全阀的动作原理示意
为了保证被保护系统的安全，安全阀的整定压力不得大于被保护系统的设计压
力。在正常工作时，安全阀处于密封状态，所以安全阀的密封试验压力应等于或高
于被保护系统正常操作时的工作压力。
当系统进口压力等于阀门整定压力时，弹簧力等于进口介质作用在关闭阀瓣上
的力，阀瓣与阀座之间的作用力等于零。当进口压力略高于整定压力时，介质流过
阀座表面进入蓄压腔“B”，由于反冲盘与调节圈间节流作用的结果，蓄压腔“B”
内的压力增加（见图2 B），因为这时进口压力作用在更大的面积上，产生一个通常
被称为膨胀力的附加力来克服弹簧力。通过调整调节圈，便可以调节环形流道缝隙
的大小，从而控制蓄压腔“B”内的压力。这时蓄压腔内被控制的压力将克服弹簧
力，导致阀瓣离开阀座，阀门突跳开启。
一旦阀门已经开启， “C”处便会产生附加增压（见图2 C）。这是由于突然的
流量的增加以及由反冲盘裙边的内沿与调节圈外径所围成的另一个环形流道上的节
流所造成的。这些“C”处的附加力会导致阀瓣在突跳时达到足够的开启高度。
流量始终被阀座与阀瓣间的开度限制着，直到阀瓣离阀座的开启高度接近1/4
喉径。当阀瓣达到这种程度的开启高度以后，流量便由喉部流道面积控制而不是阀
座表面间的面积（帘面积）了。
当进口压力已经降到低于整定压力足够多，以致弹簧力足以克服“A”，“B”，
“C”三处力之和时，阀门关闭。阀门回座时的压力就是关闭压力。整定压力与关
闭压力的差称为启闭压差。
图 3 表示的是阀瓣从整定压力（图中A 点）经历超压阶段到达大泄放压力（B
点），经历启闭压差阶段回到关闭压力（C 点）的全部行程。
图 3 安全阀阀瓣开启高度与被保护系统压力间的典型关系图
液体介质用阀门不会象气体介质用阀门那样突跳（见图4）。因为液体流动不产
生象气体介质流动那样的膨胀力。液体介质用阀门必须依靠反作用力来达到开启高
度。
图4 液体安全阀的动作原理示意
当阀门关闭时，作用在阀瓣上的力与应用于气体介质中的作用的力是相同的，
直到达到力的平衡，即保持阀座关闭的合力接近零。从这时起，力的关系就*不
同了。
在初开启时，逸出的液体形成一层非常薄的流体,见图4 A，在阀座表面间迅
速扩展。液体冲击阀瓣反冲盘的反作用面，并被折流向下，产生向上推动阀瓣和反
冲盘的反作用力。在初的2%～4%的超过压力范围内，这些力通常建立得很慢。
随着流量逐渐增加，流过阀座的液体的速度头也在增加。这些动量作用力与快
速泄放的液体介质由于从反作用表面（见图4 B）被折流向下所产生的作用力的合力
足以使阀门达到全开。通常情况下，在2%～6%的超过压力下，阀门会突然间波动到
50%～99%的全开高。随着超过压力增加，这些力继续增加，推动阀门达到全开。ASME
鉴定的液体介质阀门的排放量，要求阀门在10%或更小的超过压力下，达到全部的
额定排量。
在阀门关闭的过程中，随着超过压力减小，液体介质动量和反作用都减小，弹
簧力推动阀瓣返回与阀座接触。
过去，许多用在液体介质中的泄压阀都是为可压缩（蒸气）介质设计用的安全
泄放阀或泄放阀。许多这样的阀门当用在液体介质时，需要高的超过压力（25%）
才能达到全开高和稳定的工作，这是因为液体介质无法提供气体介质那样的膨胀力。
ASME《锅炉和压力容器规范》第Ⅷ卷要求，液体介质在10%超过压力下，达
到全开启、稳定工作和额定泄放量。而GB/T 12223—2005 则规定排放压力≤1.20
整定压力。
1.5 安全阀的名词术语
（1）安全阀 safety valve
一种自动阀门，它不借助任何外力而利用介质本身的力来排出一额定数量的流
体，以防止压力超过额定的安全值。当压力恢复正常后，阀门再行关闭并阻止介质
继续流出。
（2）直接载荷式安全阀 direct loaded safety valve
一种仅靠直接的机械加载装置如重锤、杠杆加重锤或弹簧来克服由阀瓣下介质
压力所产生作用力的安全阀。
（3）带动力辅助装置的安全阀 assisted safety valve
该安全阀借助一个动力辅助装置，可以在压力低于正常整定压力时开启。即使
该装置失灵，阀门仍能满足标准对安全阀的所有要求。
（4）带补充载荷的安全阀 supplementary loaded safety valve
这种安全阀在其进口压力达到整定压力前始终保持有一个用于增强密封的附加
力。该附加力（补充载荷）可由外部能源提供，而在安全阀进口压力达到整定压力
时应可靠地释放。
（5）常规式安全阀 conventional safety valve
一种动作特性直接受阀后背压变化影响的弹簧载荷式安全阀。
（6）平衡波纹管式安全阀 balanced bellows safety valve
一种采用波纹管将背压对阀动作特性（整定压力、回座压力以及排量）的影响
降低到小限度的弹簧载荷式安全阀。
（7）先导式安全阀 pilot operated safety valve
一种依靠从导阀排出介质来驱动或控制的安全阀，该导阀本身应是符合标准要
求的直接载荷式安全阀。
（8）整定压力 set pressure Ps , MPa
安全阀在运行条件下开始开启的预定压力，是在阀门进口处测量的表压力。在
该压力下，在规定的运行条件下由介质压力产生的使阀门开启的力同使阀瓣保持在
阀座上的力相互平衡。
[该术语在GB/T 12241-2005 版本中进行了修改。GB/T 12241-89 版本中，整定
压力（开启压力）：安全阀阀瓣在运行条件下开始升起时的进口压力。在该压力下，
开始有可测量的开启高度，介质呈可由视觉或听觉感知的连续排出状态。]
（9）整定压力偏差 set pressure derivation ΔPs , %
安全阀多次开启，其整定压力的偏差值。
（10）冷态试验差压力 cold differention test pressure Pcd , MPa
安全阀在试验台架上调整到开始开启时进口静压力。该压力包含了对背压力及
温度等运行条件所做的修正。
[安全阀在线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，在试验台上要按冷态试验差压力调整安全阀。冷态试验差压力可能包括对
实际工况下背压力和/或温度的修正。若不进行背压力的修正，则在试验台上（安全
阀出口是大气压力）设定的安全阀在线的实际工况下不能正常开启。而温度修正的
主要原因是排除温度对弹簧材料的切变模量的影响（温度升高，弹簧材料的切变模
量值下降）。
如果冷态试验差压力包括对背压和温度的同时修正，则应计算差压并乘以温度
修正。温度修正系数应由安全阀制造厂提供。
举例：某台安全阀，其工作参数如下：
整定压力Ps=3.5MPa，附加背压Pb=0.8MPa（恒定），工作温度240℃（某
制造厂提供的修正系数为 +1 %）
冷态试验差压力Pcd =（3.5MPa-0.8MPa）×（1+1 %）= 2.727 MPa]
（11）排放压力 relieving pressure Pd , MPa
整定压力加超过压力。
（12）额定排放压力 rated relieving pressure Pdr , MPa
有关规范或者标准规定的排放压力上限值。
（13）超过压力 overpressure ΔPo , %
超过安全阀整定压力的压力增量，通常用整定压力的百分数表示。
（14）回座压力 reseating pressure Pr , MPa
安全阀排放后其阀瓣重新与阀座接触，即开启高度变为零时的进口静压力。
（15）启闭压差 blowdown ΔPbl , % , MPa
整定压力与回座压力之差。通常用整定压力的百分数来表示；而当整定压力小
于0.3MPa 时则以MPa 为单位表示。
（16）背压力 back pressure Pb , MPa
安全阀排放出口处的压力。它是排放背压力和附加背压力的总和。
（17）排放背压力 built-up back pressure MPa
由于介质流经安全阀及排放系统而在阀出口处形成的压力。
（18）附加背压力 superimposed back pressure MPa
安全阀即将动作前在其出口处存在的静压力，是由其他压力源在排放系统中引
起的。
（19）密封试验压力 leak test pressure Pt , MPa
进行密封性试验时的进口压力。在该压力下测量通过阀瓣与阀座密封面间的泄
漏率。
（20）开启高度 lift h , mm
阀瓣离开关闭位置的实际行程。
（21）流道面积（喉部面积） flow area A , mm2
阀进口端至阀瓣与阀座密封面间流道的小横截面积，用来计算无任何阻力影
响时的理论流量。
（22）流道直径（喉径） flow diameter do , mm
对应于流道面积的直径。
（23）帘面积 curtain area mm2
当阀瓣在阀座上方升起时，在其密封面之间形成的圆柱面形或者圆锥面形通道
面积。
（24）前泄 simmer
安全阀开启前，进口压力低于整定压力时阀瓣与阀座之间有可听见或可看见的
可压缩流体的逸出。
（25）提升装置（板手） lever
手动开启安全阀的装置。它利用外力来降低使安全阀保持关闭的弹簧载荷。
（26）理论排量 theoretical relieving capacity
流道横截面积与安全阀流道面积相等的理想噴管的计算排量，以质量流量或容
积流量表示。
（27）排量系数 coefficient of discharge
实际排量与理论排量的比值。
（28）额定排量系数 rated coefficient of discharge
排量系数与减低系数（取0.9）的乘积。
（29）额定排量 rated relieving capacity
实际排量中允许作为安全阀应用基准的那一部分。额定排量可以取以下三者之
一：
① 实际排量乘以减低系数（取0.9）；
② 理论排量乘以排量系数，再乘以减低系数（取0.9）；
③ 理论排量乘以额定排量系数。
（30）频跳 chatter
安全阀阀瓣快速异常地来回运动，运动中阀瓣接触阀座。
（31）颤振 flutter
安全阀阀瓣快速异常地来回运动，运动中阀瓣不接触阀座。
（32）卡阻 jam
安全阀阀瓣在开启或者关闭过程中产生的卡涩现象。
（33）公称尺寸 nominal diameter DN
用于管道系统元件的字母和数字组合的尺寸标识。它由字母DN 和后跟无因次
的整数数字组成。
（34）公称压力（压力级） nominal pressure PN
与管道系统元件的力学性能和尺寸特性相关、用于参考的字母和数字组合的标
识。它由字母PN 和后跟无因次的数字组成。
第二章 安全阀的法规和标准
2.1 国内法规和标准
1，《特种设备安全监察条例》，中华人民共和国国务院令第373 号，2003 年6
月1 日起施行。根据2009 年1 月24 日，中华人民共和国国务院令第549 号《国务
院关于修改<特种设备安全监察条例>的决定》修订，2009 年5 月1 日起施行。
修订后的《特种设备安全监察条例》共有八章一百零三条。八章内容包括：
总则、特种设备的生产、特种设备的使用、检验检测、监督检查、事故预防和调查
处理、法律责任、附则。
《特种设备安全监察条例》中，有关特种设备部分内容：
• 本条例所称特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含
气瓶）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场（厂）内机
动车辆。
• 特种设备的生产（含设计、制造、安装、改造、维修）、使用、检验检测及
其监督检查，应遵守本条例，但本条例另有规定的除外。
• 特种设备检验检测机构，应当依照本条例规定，进行检验检测工作，对其
检验检测结果、鉴定结论承担法律责任。
• 压力容器的设计单位应当经国务院特种设备安全监督管理部门许可，方可
从事压力容器的设计活动。
压力容器的设计单位应当具备下列条件：
（一）有与压力容器设计相适应的设计人员、设计审核人员；
（二）有与压力容器设计相适应的场所和设备；
（三）有与压力容器设计相适应的健全的管理制度和责任制度。
• 特种设备生产单位，应当依照本条例规定以及国务院特种设备安全监督管
理部门制订并公布的安全技术规范的要求，进行生产活动。
特种设备生产单位对其生产的特种设备的安全性能和能效指标负责，不得
生产不符合安全性能要求和能效指标的特种设备，不得生产国家产业政策明令淘汰
的特种设备。
• 锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施及其安全附
件、安全保护装置的制造、安装、改造单位，以及压力管道用管子、管件、阀门、
法兰、补偿器、安全保护装置等（简称压力管道元件）的制造单位和场（厂）内专
用机动车辆的制造、改造单位，应当经国务院特种设备安全监督管理部门许可，方
可从事相应的活动。
• 特种设备出厂时，应当附有安全技术规范要求的设计文件、产品质量合格
证明、安装及使用维修说明、监督检验证明等文件。
• 锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）
内机动车辆的维修单位，应当有与特种设备维修相适应的专业技术人员和技术
工人以及必要的检测手段，并经省、自治区、直辖市特种设备安全监督管理部门许
可，方可从事相应的维修活动。
• 锅炉、压力容器、起重机械、客运索道、大型游乐设施的安装、改造、维
修以及场（厂）内机动车辆的改造、维修，必须由依照本条例取得许可的单位
进行。
特种设备安装、改造、维修的施工单位应当在施工前将拟进行的特种设备
安装、改造、维修情况书面告知直辖市或者设区的市的特种设备安全监督管理部门，
告知后即可施工。
• 锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施的安装、改造、
维修以及场（厂）内机动车辆的改造、维修竣工后，安装、改造、维修的施工
单位应当在验收后30 日内将有关技术资料移交使用单位，高耗能特种设备还应当按
照安全技术规范的要求提交能效测试报告。使用单位应当将其存入该特种设备的安
全技术档案。
• 锅炉、压力容器、压力管道元件、起重机械、大型游乐设施的制造过程和
锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施的安装、改造、重大
维修过程，必须经国务院特种设备安全监督管理部门核准的检验检测机构按照安全
技术规范的要求进行监督检验；未经监督检验合格的不得出厂或者交付使用。
• 移动式压力容器、气瓶充装单位应当经省、自治区、直辖市的特种设备安
全监督管理部门许可，方可从事充装活动。
充装单位应当具备下列条件：
（一）有与充装和管理相适应的管理人员和技术人员；
（二）有与充装和管理相适应的充装设备、检测手段、场地厂房、器具、安
全设施；
（三）有健全的充装管理制度、责任制度、紧急处理措施。
气瓶充装单位应当向气体使用者提供符合安全技术规范要求的气瓶，对使用
者进行气瓶安全使用指导，并按照安全技术规范的要求办理气瓶使用登记，提出气
瓶的定期检验要求。
• 从事本条例规定的监督检验、定期检验、型式试验以及专门为特种设备生
产、使用、检验检测提供无损检测服务的特种设备检验检测机构，应当经国务院特
种设备安全监督管理部门核准。
特种设备使用单位设立的特种设备检验检测机构,经国务院特种设备安全
监督管理部门核准，负责本单位核准范围内的特种设备定期检验工作。
• 特种设备检验检测机构，应当具备下列条件：
（一）有与所从事的检验检测工作相适应的检验检测人员；
（二）有与所从事的检验检测工作相适应的检验检测仪器和设备；
（三）有健全的检验检测管理制度、检验检测责任制度。
• 特种设备的监督检验、定期检验、型式试验和无损检测应当由依照本条例经
核准的特种设备检验检测机构进行。
特种设备检验检测工作应当符合安全技术规范的要求。
• 从事本条例规定的监督检验、定期检验、型式试验和无损检测的特种设备检
验检测人员应当经国务院特种设备安全监督管理部门组织考核合格，取得检验检测
人员证书，方可从事检验检测工作。
检验检测人员从事检验检测工作，必须在特种设备检验检测机构执业，但不
得同时在两个以上检验检测机构中执业。
• 特种设备检验检测机构和检验检测人员进行特种设备检验检测，应当遵循诚
信原则和方便企业的原则，为特种设备生产、使用单位提供可靠、便捷的检验检测
服务。
特种设备检验检测机构和检验检测人员对涉及的被检验检测单位的商业秘
密，负有保密义务。
• 特种设备检验检测机构和检验检测人员应当客观、公正、及时地出具检验检
测结果、鉴定结论。检验检测结果、鉴定结论经检验检测人员签字后，由检验检测
机构负责人签署。
特种设备检验检测机构和检验检测人员对检验检测结果、鉴定结论负责。
国务院特种设备安全监督管理部门应当组织对特种设备检验检测机构的检
验检测结果、鉴定结论进行监督抽查。县以上地方负责特种设备安全监督管理的部
门在本行政区域内也可以组织监督抽查，但是要防止重复抽查。监督抽查结果应当
向社会公布。
• 特种设备检验检测机构和检验检测人员不得从事特种设备的生产、销售，不
得以其名义或者监制、监销特种设备。
• 特种设备检验检测机构进行特种设备检验检测，发现严重事故隐患或者能耗
严重超标的，应当及时告知特种设备使用单位，并立即向特种设备安全监督管理部
门报告。
• 特种设备检验检测机构和检验检测人员利用检验检测工作故意刁难特种设
备生产、使用单位，特种设备生产、使用单位有权向特种设备安全监督管理部门投
诉，接到投诉的特种设备安全监督管理部门应当及时进行调查处理。
2，《安全阀安全技术监察规程》（TSG ZF001-2006），2007 年1 月1 日起施行。
根据2009 年5 月8 日，中华人民共和国公告2009 年第
43 号<关于公布《安全阀安全技术监察规程》第1 号修改单的公告>修改，修改内容
自2009 年8 月1 日起实施。
（1）《安全阀安全技术监察规程》起草说明
1）起草过程
本规程起草起始于1998 年。2006 年10 月，由国家质检总局批准颁布。规程由
起草到批准，前后共八年，其间进行过三次征求意见。
2）起草原则
本着性、实用性、一致性来进行规程的编写。
① 性。性是相对于我国过去几十年执行的JB 标准而言，随着七十
年代末国外设备大量引进带来了按*规范和标准生产的安全阀。不同规范、
标准生产的安全阀，其质量及性能差异甚大，这已在20 多年的实践中得到证明。近
些年来，许多企业和一些设计院都要求关键设备和重要场合使用按*规范和
标准生产的安全阀，因而本规程在起草过程中参考了国内外有关安全阀的标准
和规范。
② 实用性。实用性的体现是考虑到我国大部分安全阀制造厂在技术、加工
设备、试验条件方面有限，而本规程内容着重于安全质量的要求，所以，在涉及的
材料、设计、制造、检验、安装、使用、校验和维修等方面提出一些基本的要求。
重点在于考虑“安全质量”。
③ 一致性。一致性体现在编写过程中是遵照《特种设备安全监察条例》要
求，主要是考虑到与现有相关规程及管理办法的一致性。
在编写过程中，本规程的名称进行过多次更改，终的名称反映了本规程的重
要性。
（2）规程正文
这个规程正文的篇幅非常少，只有一页多纸，一共只有九条，大部分条款是靠
后面的附件作支撑，所以分量还是很重的。
*条说的是《规程》制定的依据，依据就是《特种设备安全监察条例》（以下
简称《条例》），该《条例》于2003 年3 月11 日以国务院令第373 号公布，自2003
年6 月1 日起施行。2009 年1 月24 日以国务院令第549 号公布修改内容，自2009
年5 月1 日起施行。
第二条规定了本《规程》适用的范围：《条例》所规定的锅炉、压力容器和压力
管道等设备上所用的高工作压力≥0.02MPa 的安全阀。
一般安全阀标准规定的低适用压力是0.1MPa，考虑到目前在国内仍在使用的
重锤式安全阀，故规定“高工作压力大于或者等于0.02MPa”。
GB/T 12241、GB/T 12243、JIS B 8210、API 标准规定高工作压力（整定压力）
大于或者等于0.1MPa。而ISO4126-1 的2004 年版本，规定整定压力大于或者等于
0.01MPa。
第三条说明了规程所包含的内容，一共八方面内容，具体就是安全阀的材料、
设计、制造、检验、安装、使用、校验和维修。其安全技术要求列于附件B 中。
本规程初讨论稿起始于1998 年11 月，2002 年6 月的初稿内容均仅包含设计、
制造、检验和运行等四部分，2003 年1 月，将初稿的内容扩展到包含安装、使用、
校验和维修等各个方面。随后依据各方面意见，充实和完善了对安全阀的技术要求
内容。
第四条明确了制造单位取证要求，取证工作的管理部门，许可证等级划分与审
批权限以及取证程序。
· 取证要求—— 安全阀制造单位应当取得《特种设备制造许可证》。
· 管理部门—— 国家质检总局统一管理境内外安全阀制造许可工作并颁发许
可证书。
· 等级划分及审批权限——制造许可分为A、B 两级，国家质检总局具体负责
境外和境内A 级许可申请的受理和审批；省级质量技术监督
部门负责辖区内B 级许可申请的受理和审批。
· 取证程序—— 申请、受理、产品试制、型式试验、鉴定评审、审批、发证。
安全阀制造许可条件在附件C 中有明确规定。
第五条明确规定了应当进行产品试制和型式试验的四种情况。
·新产品投产前或者停止生产1 年以上又重新生产。
·产品的结构、工艺等方面有重大改变影响安全性能。
·制造许可要求。
·产品安全性能存在问题，省级以上质量技术监督部门要求。
安全阀的型式试验内容和要求见附件D。
第六条明确了制造单位许可申请被受理后，要按照鉴定评审和型式试验的要求试
制产品并约请型式试验。
本条明确了型式试验的程序。
第1 号修改单对本条增加了以下内容：“鉴定评审机构在评审时应当核实型式
试验报告是否符合要求。”
第七条规定了校验单位应当具备的条件以及从事维修、校验人员的取证要求
· 校验单位条件——应当具有与校验工作相适应的校验技术负责人、技术人员，
以及校验装置、仪器和场地。
第1 号修改单对本条进一步明确了以下内容：安全阀使用单位具备安全阀校
验能力，向省级质量技术监督部门告知后，可以自行进行安全
阀的校验工作。没有校验能力的使用单位，应当委托有安全阀
校验资格的检验检测机构进行。
· 对从事维修、校验人员要求——应当取得《特种设备作业人员证》。
安全阀校验方法列于附件E、附件F、附件G 中。
第八条明确了由国家质检总局负责规程解释。
第九条明确了规程从2007 年1 月1 日起开始实施。
第1 号修改单的修改内容自2009 年8 月1 日起实施。
3，《安全阀维修人员考核大纲》（TSG ZF002-2005）
本大纲适用于从事锅炉、压力容器（不含气瓶）、压力管道安全阀维修作业人
员的考核。
维修人员的资格分为一级和二级。
一级维修人员可以从事弹簧式安全阀、杠杆式安全阀、静重式（重锤式）安
全阀的维护、检修、校验等工作。可以在校验台上进行校验工作。
二级维修人员可以从事各类安全阀的维护、检修、校验等工作。可以在校验
台上进行校验工作，也可以在线进行压力整定工作。
维修人员考核内容分理论知识和实际操作技能两部分。
4，《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG R0004-2009）
2009 年8 月31 日颁布,
2010 年11 月30 日结束过渡期，
2010 年12 月1 日正式实施。
第1 号修改单（对2009 年9 月第1 版的修改）
• 采用爆破片装置与安全阀装置组合结构时，应当符合GB 150 的有关规定，
凡串联在组合结构中的爆破片在动作时不允许产生碎片。
• 对易爆介质或者毒性程度为极度、高度或者中度危害介质的压力容器，应当
在安全阀或者爆破片的排出口装设导管，将排放介质引至安全地点，并且进行妥善
处理，不得直接排入大气。
• 安全阀的整定压力一般不大于该压力容器的设计压力。设计图样或者铭牌上
标注有高允许工作压力的，也可以采用高允许工作压力确定安全阀的整定压力。
• 安全阀与压力容器之间一般不宜装设截止阀门；为实现安全阀的在线校验，
可在安全阀与压力容器之间装设爆破片装置；对于盛装毒性程度为极度、高度、中
度危害介质，易爆介质，腐蚀、粘性介质或者贵重介质的压力容器，为便于安全阀
的清洗与更换，经过使用单位主管压力容器安全技术负责人批准，并且制定可靠的
防范措施，方可在安全阀（爆破片装置）与压力容器之间装设截止阀门，压力容器
正常运行期间截止阀门必须保证全开（加铅封或者锁定），截止阀门的结构和通径不
得妨碍安全阀的安全泄放。
5，《压力容器定期检验规则》（TSG R7001-2004）
2004 年6 月23 日颁布,
2004 年9 月23 日起实施。
附件三 安全阀校验要求
6，《锅炉安全技术监察规程》（TSG G001-2009）（征求意见稿）
第六章 安全附件和仪表 *节 安全阀、安全泄放阀
· 安全阀制造许可、产品型式试验及铭牌等技术要求按照TSG ZF001《安
全阀安全技术监察规程》。
· 每台锅炉至少应当装设两个安全阀（包括过热器安全阀但不包括省煤器
安全阀和再热器安全阀）。符合下列规定之一的，可以只装一个安全阀：
（一）额定蒸发量小于或等于0.5t/h 的锅炉；
（二）额定蒸发量小于4t/h 且装有可靠的超压联锁保护装置的锅炉。
可分式省煤器出口处、再热器出口处，及直流锅炉的外置式启动分离器上，
都应当装设安全阀。
直流蒸汽锅炉过热蒸汽系统中任两级间的连接管道上如果装有截止阀时，
截止阀前应当装设安全阀。
多压力等级余热锅炉，每一压力等级的锅筒和过热蒸汽系统应当分别装设
至少一个安全阀。
· 蒸汽锅炉的安全阀应当采用全启式弹簧安全阀、杠杆式安全阀或者控制
式安全阀（脉冲式、气动式、液动式和电磁式等），选用的安全阀应当符合TSG ZF001
《安全阀安全技术监察规程》和有关技术标准的规定。
对于额定蒸汽压力小于或等于0.1MPa 的锅炉可以采用静重式安全阀或
者水封式安全装置，水封式安全装置的水封管内径应当根据锅炉的额定蒸发量和额
定工作压力确定，但小不得小于25mm，并且不得装设阀门，同时应当有防冻措施。
· 蒸汽锅炉锅筒（壳）上的安全阀和过热器上的安全阀的总排放量应当大
于额定蒸发量，对于电站锅炉应当大于锅炉大连续蒸发量，并且在锅筒（壳）和过
热器上所有的安全阀开启后，锅筒（壳）内的蒸汽压力不得超过设计时的计算压力的
1.1 倍。
再热器安全阀的排放总量应当大于锅炉再热器大设计蒸汽流量。
· 装有容量为100﹪快速旁路的直流锅炉，其高压旁路使用组合一体的安
全旁路三用阀（减温、减压、安全）时，可以只在再热器设安全阀，安全旁路三用保护
控制应当可靠。再热器安全阀的排放量为全部三用阀的流量和其喷水量之和。
· 锅炉安全阀的流道直径应当大于或者等于20mm，排放量应当按照下列方
法之一进行计算：
（一）按照安全阀制造单位提供的额定排放量；
（二）按照公式（4）；
E=0.23（10.2p+1）K （4）
式中：
E—安全阀的理论排放量，kg/h；
P—安全阀入口处的蒸汽压力（表压），MPa；
A—安全阀的流道面积，mm2；可用4
π d 2
计算，
d—安全阀的流道直径，mm；
K——安全阀入口处蒸汽比容修正系数，按照公式（5）计算：
K=Kp·Kg （5）
式中：
Kp—压力修正系数；
Kg—过热修正系数；
K、Kp、Kg 按照表14 选用和计算。
表14 安全阀入口处各修正系数
K
P（MPa）
Kp Kg K=Kp·Kg
饱和 1 1 1
p≤12
过热 1 b g V /V
b g V /V
饱和 1 b 2.1/（10.2 p +1）V
p＞12
过热
b 2.1/（10.2 p +1）V
b g V /V g 2.1/（10.2 p +1）V
①
注8：
b g V /V 亦可以用 1000 /（1000 2.7 ） g + T 代替。
表中：
Vg—过热蒸汽比容，m3/kg；
Vb—饱和蒸汽比容，m3/kg；
Tg—过热度，℃
（三）按照GB/T 12241《安全阀一般要求》或者JB/T9624《电站安全阀技术条
件》中的公式进行计算。
· 过热器和再热器出口处安全阀的排放量应当保证过热器和再热器有足够
的冷却。直流蒸汽锅炉外置式启动分离器的安全阀排放量应当大于直流蒸汽锅炉启动
时的产汽量。可分式省煤器安全阀的流道直径由锅炉制造单位确定。
· 安全阀整定压力应当按照下述原则确定:
1）蒸汽锅炉安全阀整定压力应当按照表15 的规定进行调整和校验。锅炉
上应当有一个安全阀按照表中较低的整定压力进行调整。对有过热器的锅炉，过热
器上的安全阀应当按照较低的整定压力调整，以保证过热器上的安全阀先开启；
表15 蒸汽锅炉安全阀整定压力
安全阀整定压力
额定蒸汽压力（MPa）
低值 高值
≤0.8 工作压力+0.03MPa 工作压力+0.05MPa
0.8＜p≤5.9 1.04 倍工作压力 1.06 倍工作压力
＞5.9 1.05 倍工作压力 1.08 倍工作压力
注：表中的工作压力，系指安全阀装置地点的工作压力，对于脉冲式安全阀系指冲量接出
地点的工作压力。
2）直流蒸汽锅炉过热器系统安全阀高整定压力不得高于1.1 倍安装位
置过热器设计计算压力,过热器出口动力驱动泄压阀整定压力为过热器出口设计计
算压力。
3）可分式省煤器、再热器、直流蒸汽锅炉外置式启动分离器的安全阀整
定压力为装设地点工作压力的1.1 倍。
· 直流蒸汽锅炉过热蒸汽系统中任两级间的连接管道上装有截止阀时，装
于截止阀前的安全阀整定压力应当按照过热蒸汽系统出口安全阀高整定压力进行
整定。
· 安全阀的启闭压差一般应当为整定压力的4％~7％，大不超过10％。
当整定压力小于0.3 MPa 时，大启闭压差为0.03 MPa。
· 新安装的锅炉或者安全阀检修、更换后，都应当按照上述有关规定校验
其整定压力、回座压力和密封性。
安全阀经过校验后，应当加锁或者铅封。校验的安全阀在搬运或者安装过
程中，严禁摔、砸、碰撞。控制式安全阀应当分别进行控制回路可靠性试验和开启
性能检验。
· 安全阀应当铅直安装，并且应当安装在锅筒（壳）、集箱的高位置。在
安全阀和锅筒（壳）之间或者安全阀和集箱之间，不得装有取用蒸汽或者热水的管路
和阀门。
· 几个安全阀如果共同装在一个与锅筒（壳）直接相连的短管上，短管的
流通截面积应当不小于所有安全阀的流通截面积之和。
· 采用螺纹连接的弹簧安全阀时，其规格应当符合JB 2202《弹簧式安全
阀参数》的要求。此时，安全阀应当与带有螺纹的短管相连接，而短管与锅筒（壳）
或者集箱筒体的连接应当采用焊接结构。
· 安全阀上应当有以下装置：
（一）静重式安全阀有防重片飞脱的装置。
（二）弹簧式安全阀有提升手把和防止随便拧动调整螺钉的装置。
（三）杠杆式安全阀有防止重锤自行移动的装置和限制杠杆越出的导架。
（四）控制式安全阀应当有可靠的动力源和电源：
1）脉冲式安全阀的冲量接入导管上的阀门应当保持全开并且加铅封；
2）用压缩空气控制的安全阀应当有可靠的气源和电源；
3）液压控制式安全阀应当有可靠的液压传送系统和电源；
4）电磁控制式安全阀应当有可靠的电源。
· 蒸汽锅炉安全阀应当设有排汽管，排汽管应当直通安全地点，并且有足
够的流通截面积，保证排汽畅通，同时排汽管应当予以固定,不得有任何来自排汽管
的外力施加到安全阀上。两个独立的安全阀的排汽管不应当相连。
如果排汽管露天布置而影响安全阀正常动作时，应当加装防护罩，防护罩
的安装不应当妨碍安全阀的正常动作和维修。
安全阀排汽管上如果装有消音器，其结构应当有足够的流通截面积和可靠
的疏水装置。安全阀排汽管底部应当装有接到安全地点的疏水管，在排汽管和疏水
管上都不允许装设阀门。
热水锅炉和可分式省煤器的安全阀应当装设排水管（如果采用杠杆安全阀
应当增加阀芯两侧的排水装置），排水管应当直通安全地点，并且有足够的排放流通
面积，保证排放畅通。在排水管上不允许装设阀门，并且应当有防冻措施。
· 在用锅炉的安全阀每年至少校验一次。校验一般在锅炉运行状态下进行，
如果现场校验有困难时或者对安全阀进行修理后，可以在安全阀校验台上进行。
安全阀校验后，应当加锁或者铅封。其整定压力、回座压力、密封性（在
安全阀校验台上进行时，只有整定压力和密封性）等检验结果应当记入锅炉技术档
案。
· 锅炉运行中安全阀严禁随意解列和加重物、移动重锤、将阀芯卡死等手
段任意提高安全阀的整定压力或者使安全阀失效。
锅炉运行中安全阀应当定期进行手动排放试验。
电站锅炉安全阀的试验间隔不大于1 个小修间隔。对控制式安全阀，使
用单位应当定期对控制系统进行试验。
7，《移动式压力容器安全技术监察规程》（TSG R0005-2010）（征求意见稿）
移动式压力容器是指由单个（或者多个）压力容器罐体（或者瓶体）与走行
装置（或者无动力半挂行走机构、定型汽车底盘、框架等）等部件组成，并且采用
*性连接，适用于铁路、公路、水路运输或者这些方式联运的运输装备。
移动式压力容器包括铁路罐车、汽车罐车、长管拖车、罐式集装箱等产品。
9 安全附件
9.1 安全附件通用要求
（1） 本规程范围内的移动式压力容器罐体应当按照设计图样和本规程引用
标准的规定设置符合要求的安全附件；
（2） 安全附件中的安全阀、爆破片安全装置、紧急切断阀的制造单位应当持
有相应的特种设备制造许可证；
（3） 安全附件中的安全阀、爆破片、紧急切断阀等需要型式试验的，应当经
过国家质检总局核准的型式试验机构进行型式试验，其制造单位应当取得型式试验
合格证明文件；
（4） 安全附件的设计、制造应当符合相关安全技术规范的规定；
（5） 安全附件出厂时应当随产品提供质量证明文件，并且在产品的明显部位
装设牢固的金属铭牌；
（6） 安全附件实行定期检验制度，安全附件的定期检验按照《压力容器定期
检验规则》及相关安全技术规范的规定进行。
（7） 境外生产单位出口到中国的移动式压力容器用安全阀、爆破片安全装
置、紧急切断阀，其制造单位应当按照国家质检总局的规定取得相应的制造资质许
可后，方可在境内的移动式压力容器上使用。
9.2 安全附件选用要求
（1） 选用的安全附件与介质接触的材料应当与罐体内介质相容；
（2） 装运低温液体的安全附件应当能够满足低温介质性能要求，接触液氧或
者氧气的安全附件的内表面应当严格禁油；
（3） 安全阀不能可靠工作时，应当选用安全阀与爆破片组合装置（串联或者
并联），采用组合装置结构时，除满足本规程的要求外，还应当符合本规程引用标准
的规定；
（4） 爆破片安全装置不宜应用于经常超压或温度波动较大的场合；选择爆破
片类别和型式时，应当综合考虑压力、温度、工作介质等因素的影响，并且符合
GB567.1~ GB567.4《爆破片安全装置》系列标准的规定；
（5） 装运易爆介质的罐体采用的爆破片爆破时不允许产生火花。
9.3 安全附件和罐体之间的连接
（1） 安全附件和罐体之间的连接可以采用焊接或者法兰连接的形式。
（2） 安全附件和罐体之间的连接部位的强度应当考虑温差应力的影响。
9.4 安全泄放装置
9.4.1 安全泄放装置的设置
（1） 罐体顶部应当装设安全泄放装置，安全泄放装置中的安全阀应当采用全
启式弹簧安全阀；除非国家质检总局特殊授权可以使用爆破片安全装置作为*的
安全泄放装置外，爆破片安全装置只能作为组合泄放装置的一部分来使用；
（2） 真空绝热低温罐体至少应当设置两个相互独立的安全泄放装置；
（3） 装运毒性程度为极度、高度危害类介质或者强腐蚀性介质的罐体应当设
置安全阀与爆破片串联组合装置，爆破片在爆破时不得产生碎片、脱落或者火花，
并且安全阀与爆破片之间的腔体应当设置排气阀、压力表或者其他合适的报警指示
器，同时还应当满足在非泄放状态下首先与介质接触的应当是爆破片；
（4） 装运腐蚀性介质或者液化石油气类有硫化氢应力腐蚀倾向介质的罐体
用弹簧安全阀的弹性元件应当与罐体内介质隔离；
（5） 真空绝热低温罐体真空绝热夹层的外壳应当设置外壳爆破装置。
9.4.2 安全泄放装置的动作压力
（1） 罐体安全泄放装置单独采用安全阀时，安全阀的开启压力应当为罐体设
计压力的1.05～1.10 倍，额定排放压力不得高于罐体设计压力的1.20 倍，回座压
力不得低于开启压力的0.90 倍；
（2） 当采用安全阀与爆破片串联组合装置作为罐体安全泄放装置时，安全阀
的动作压力按照9.4.2 第（1）项的要求确定，爆破片的小爆破压力应当高于安全阀
的开启压力，但其大爆破压力不得高于安全阀开启压力的1.10 倍；
（3） 当采用安全阀与爆破片并联组合装置或者爆破片安全装置是作为辅助
安全泄放装置时，安全阀的动作压力按照9.4.2 第（1）项的要求确定，爆破片的小
爆破压力应当高于安全阀的开启压力，但其设计爆破压力不得高于罐体设计压力的
1.20 倍，大爆破压力不得高于罐体的耐压试验压力；
（4） 真空绝热低温罐体外壳爆破装置的爆破压力及排放能力应当符合附件
D 的规定；
（5） 如果罐体设计图样或者产品铭牌上标注有高允许工作压力时，也可以
用高允许工作压力代替9.4.2 第（1）项～第（4）项的设计压力确定安全阀或爆破片
的动作压力，但罐体的耐压试验压力和气密性试验压力等参数应当按本规程引用标
准的规定进行调整。
9.4.3 安全泄放装置的排放能力
（1） 安全泄放装置的组合排放能力应当大于等于罐体需要的小安全泄放
量，罐体安全泄放量的设计计算按照本规程引用标准的要求确定；
（2） 安全泄放装置的排放能力应当考虑发生火灾或者接近不能预料的外来
热源而酿成危险时（对真空绝热低温罐体还应当考虑真空绝热层被破坏），以及罐
体内压力出现异常情况下均能迅速排放；并且，此时各个安全泄放装置的组合排放
能力应当足以将罐体内的压力（包括积累的压力）限制在不大于1.20 倍的罐体设计
压力范围内；
（3） 多个安全泄放装置的排放能力可以认为是各个安全泄放装置排放能力
之和；
（4） 采用安全阀与爆破片串联组合装置时，安全阀的排放能力应当按照安全
阀单独作用时的排放能力乘以修正系数0.90；
（5） 采用安全阀与爆破片并联组合装置时，而且爆破片安全装置是作为辅助
安全泄防装置时，安全阀及爆破片安全装置各自的排放能力均应当大于等于罐体需
要的小安全泄放量；
（6） 安全泄放装置排放能力的设计计算按照本规程引用标准的要求确定。
9.4.4 安全阀的安装要求
（1） 安全阀应当铅直安装在罐体液面以上气相空间部分，或者装设在与罐体
气相空间相连的管道上；安全泄放装置的入口管应当设置在罐体液面以上顶部空间
容积小于2%的地方，并且尽量靠近罐体纵向中心；
（2） 罐体与安全阀之间的连接管和管件的通孔，其截面积不得小于安全阀的
进口截面积，其接管应当尽量短而直；
（3） 罐体一个连接口上装设两个或者两个以上的安全阀时，则该连接口入口
的截面积，应当至少等于这些安全阀的进口截面积总和；
（4） 安全阀与罐体之间一般不宜装设过渡连接阀门；对于装运毒性程度为极
度或者高度危害类介质的移动式压力容器，为便于安全阀的清洗与更换，经过使用
单位主管压力容器安全技术负责人批准，并且制定可靠的防范措施，方可在安全阀
与罐体之间装设过渡连接阀门，移动式压力容器正常使用、装卸和运行期间过渡连
接阀门必须保证全开（加铅封或者锁定），过渡连接阀门的结构和通径不得妨碍安全
阀的安全泄放；
（5） 安全阀应当设计成能够防止外部杂质的进入，液体的渗透，每个安全阀
的出口应当设置一个保护装置，用以防止灰尘杂质、雨水的进入和堆积，这个装置
不能阻碍泄放气体的流通；
（6） 装运低温液体的罐体的内罐体用安全阀应当安装在罐体内部介质的冷
冻效应不影响阀门有效动作的地方；
（7） 新安全阀应当校验合格后才能安装使用。
9.4.5 安全阀的校验单位
安全阀校验单位应当具有与校验工作相适应的校验技术人员、校验装置、仪器
和场地，并且建立必要的规章制度。校验人员应当取得安全阀维修作业人员资格。
校验合格后，校验单位应当出具校验报告书并且对校验合格的安全阀加装铅封。
8，GB/T 12241-2005 《安全阀 一般要求》
标准规定了安全阀的26 个术语和定义，设计和性能要求，试验，排量确定，
当量排量计算，标志和铅封，质量保证体系以及安装、调整、维护和修理等一般要
求。（本标准修改采用ISO 4126-1：1991《安全阀 第1 部分：一般要求》）
• 标准就安全阀的设计、材料和结构以及动作性能和排量等方面均明确了具
体要求。
· 所有安全阀成品应进行出厂试验。试验目的在于确保每台安全阀都满足其
设计要求，其承压部件或连接部位不发生任何形式的渗漏，并调整到适合其的
运行条件。
• 壳体液压试验——
封闭安全阀阀座密封面，在进口侧体腔部位施加试验压力，该试验压力为
其公称压力的1.5 倍。
当安全阀承受附加背压力或安装于封闭的排放系统时（封闭式安全阀），应
在其排放侧部位进行液压试验。试验压力为大背压力的1.5 倍。
壳体液压试验的试验压力短持续时间
公称压力PN，MPa
≤ 4.0 ＞ 4.0 ~ 6.4 ＞ 6.4
公称通径DN/mm
试验压力的短持续时间/min
≤50 2 2 3
＞50-65 2 2 4
＞65-80 2 3 4
＞80-100 2 4 5
＞100-125 2 4 6
＞125-150 2 5 7
＞150-200 3 5 9
＞200-250 3 6 11
＞250-300 4 7 13
＞300-350 4 8 15
＞350-400 4 9 17
＞400-450 4 9 19
＞450-500 5 10 22
＞500-600 5 12 24
用适度纯净的水作为试验介质,试验时应排除阀体及试验管路内的空气。
应避免用气体来进行壳体试验。除非下列情况：
1） 设计和结构上不适于充灌液体的阀门；
2） 使用工况不允许有任何微小水迹的阀门。
通过壳体试验后，才允许用气体作为试验介质对安全阀进行冷态试验差压力
的调整。
9，GB/T 12242-2005 《压力释放装置 性能试验规范》
本标准为进行压力释放装置的动作性能试验（包括机械特性）及排量的试验提
供指导和规则（包括编制试验报告）。（本标准修改采用ASME PTC25：1994《压力释
放装置 性能试验规范》）
本标准适用于下列类型的重闭式和非重闭式压力释放装置：
a）安全阀；
b）爆破片装置；
c）折断/剪切销装置；
d）易熔塞装置。
• GB/T 12241 中术语和定义适用于本标准外，本标准又列出术语53 个。这里
仅介绍几个相关术语。
在用试验 in-service testing
— 当压力释放装置安装在系统上正在对系统实施保护时，单独利用系统
压力或配合使用辅助开启装置或其他压力源以确定其某些或全部工作特性的试验。
工作台上定压试验 bench testing
— 为确定压力释放装置的整定压力和关闭件密封性而在一个加压系统上
进行的试验。
• 测量偏差
排量— 不超过测量值的±2.0 %。
压力— 不超过测量值的±0.5 %（对于动作性能试验）；
不超过测量值的±1.0 %（对于在用试验及工作台上定压试验）。
• 要求试验装置具备试验所要求的压力和足够容量。
进行动作性能和排量试验时，试验容器的直径：
≥10 倍压力释放装置进口通径（蒸汽、气体试验时）
≥4 倍压力释放装置进口通径（液体试验时）
• 动作性能及排量试验装置和仪表
压力— 精度等级不应低于0.5 级，压力测量系统应包括2 套压力测量仪
表；
温度— 分辨率不应低于0.5℃，温度测量系统应包括2 套温度测量仪表；
开高— 分辨率应不低于0.02 mm；
重量秤— 小刻度值≤预期载荷的0.25 %；
蒸汽热量计— ≤6 个月周期内用蒸汽校验；
流量计组合— 对任何类型流量计的校验应包括流量计上游和下游侧的实
际管道和所有附件，附件包括控制阀、试验容器以及容器同
阀门的连接件。这种校验应通过比较的方法，即把流量测量
值同由预先校准的流量计装置测得的值进行比较，而后者的
校验系借助原始的装置或机构来完成。校验应在相应于对比
装置的小、中间和大流量下进行。流量计装置每5 年至
少进行一次再校准。
• 在用试验
在用试验是为了确保阀门的整定压力和运行状况已准备就绪，而不必证实
阀门已整体符合规范或技术要求。
在用试验方法
—以系统压力进行的试验
—用其他压力源进行的试验
—使用辅助提升装置的试验
• 工作台上定压试验
标志用于蒸汽的阀门应以蒸汽进行试验；标志用于空气、气体或蒸气的阀
门应以空气或气体进行试验；标志用于液体的阀门应以水或其他适当的液体进行试
验。
• 密封试验
方法包括利用湿纸巾、肥皂液、冷棒、镜子或收集泄漏的介质等。
10，GB/T 12243-2005 《弹簧直接载荷式安全阀》
本标准规定了弹簧直接载荷式安全阀的设计、材料和结构、性能、试验和检
验、标志和铅封、供货等要求。（本标准修改采用JIS B 8210:1994《蒸汽及气体用
弹簧安全阀》）
本标准适用于整定压力为0.1 MPa ~ 42.0 MPa，流道直径大于或等于8 mm 的
蒸汽锅炉、压力容器和管道用安全阀。
• 设计、材料和结构除应满足GB/T 12241 的一般要求外，本标准在端部连接、
结构长度和垂直度的极限偏差、阀体、阀座和阀瓣、弹簧以及材料要求等方面均明
确了具体要求。
• 弹簧直接载荷式安全阀的性能要求
（1）整定压力偏差
1）压力容器和管道
MPa
整定压力 整定压力极限偏差
≤0.5 ±0.015
＞0.5 ±3%整定压力
2）蒸汽锅炉
MPa
整定压力 整定压力极限偏差
≤0.5 ±0.015
＞0.5~2.3 ±3%整定压力
＞2.3~7.0 ±0.07
＞7.0 ±1%整定压力
（2）排放压力
MPa
排放压力
蒸汽用安全阀 空气或其他气体用安全阀 水或其他液体用安全阀
≤1.03 整定压力 ≤1.10 整定压力 ≤1.20 整定压力
（3）启闭压差
1）蒸汽用安全阀
MPa
整定压力 启闭压差
蒸汽动力锅炉用 直流锅炉、再热器、其他
≤0.4 ≤0.03 ≤0.04
＞0.4 ≤7%整定压力
（≤4%整定压力）
≤10%整定压力
2）气体用安全阀
MPa
整定压力 启闭压差
金属密封面 非金属弹性材料密封面
≤0.2 ≤0.03 ≤0.05
＞0.2 ≤15%整定压力 ≤25%整定压力
3）液体用安全阀
MPa
整定压力 启闭压差
≤0.3 ≤0.06
＞0.3 ≤20%整定压力
（4）开启高度
全启式— ≥ 1/4 do
微启式— （1/40 ~ 1/20）do
中启式— （1/20 ~ 1/4）do
额定排放压力前，开启高度应达到制造厂标志的设计规定值。
（5）机械特性
安全阀动作必须稳定，应无频跳、颤振、卡阻等现象。
（6）密封性
密封试验压力 MPa
安全阀适用介质 密封试验压力
整定压力≤0.3 整定压力＞0.3
蒸汽 比整定压力低0.03 90%整定压力或
低回座压力（取较小值）
气体 比整定压力低0.03 90%整定压力
液体 比整定压力低0.03 90%整定压力
密封试验介质 MPa
安全阀适用介质 密封试验用介质
蒸汽 饱和蒸汽
气体 空气或氮气
液体 水
密封性要求：
蒸汽—目视或听音—未发现泄漏
气体—气泡数/分
气体安全阀（金属密封面）密封试验大允许泄漏率
常温下的 大允许泄漏率
整定压力 流道直径≤16 mm 流道直径＞16 mm
MPa 气泡数/min cm³/min 气泡数/min cm³/min
≤6.9 40 11.8 20 5.9
＞6.9~10.3 60 18.1 30 9.0
＞10.3~13.8 80 23.6 40 11.8
＞13.8~17.2 100 29.9 50 14.6
＞17.2~20.7 100 29.9 60 18.0
＞20.7~27.6 100 29.9 80 23.6
＞27.6~34.5 100 29.9 100 29.9
＞34.5~41.4 100 29.9 100 29.9
气体安全阀（非金属弹性材料密封面）—无泄漏（0 气泡/min）
液体安全阀（金属密封面）密封试验大允许泄漏率
公称通径DN/mm 大允许泄漏率/（cm³/h）
＜ 25 10
≥ 25 10×（DN/25）
液体安全阀（非金属弹性材料密封面）—无泄漏
• 试验项目
安全阀型式试验及出厂试验的试验项目
序号 试验项目 型式试验 出厂试验 技术要求
1 壳体强度 √ √ 按GB/T 12241
2 密封性 √ √ 按本标准
3 整定压力 √ √ 按本标准
4 排放压力或超过压力 √ — 按本标准
5 回座压力或启闭压差 √ — 按本标准
6 开启高度 √ — 按本标准
7 机械特性 √ — 按本标准
8 排量或排量系数 √ — 按GB/T 12241
新设计的或改变设计的产品定型时应进行型式试验。
每台产品出厂前均应进行出厂试验。
11，GB/T 24920-2010 《石化工业用钢制压力释放阀》
本标准修改采用API 526：2002《钢制法兰端泄压阀》（英文版），于2010
年12 月31 日实施。
本标准规定了法兰连接的钢制压力释放阀的术语和定义、订货指南、技术要
求、性能要求、试验方法、检验规则、标志和铅封以及包装贮运。
本标准适用于公称压力PN20~PN420，公称尺寸DN25~DN200，整定压力不
小于0.1MPa 的石化工业用法兰连接钢制弹簧直接载荷式压力释放阀和先导式压力
释放阀。
• 流道有效面积和代号
流道代号 D E F G H J K
流道有效面积
/cm²
0.710 1.264 1.981 3.245 5.064 8.303 11.858
流道代号 L M N P Q R T
流道有效面积
/cm²
18.406 23.226 28.000 41.161 71.290 103.226 167.742
本标准介绍了先导式压力释放阀的整定压力试验设备（下图所示），其试验
容器的容积必须保证先导阀的主阀和导阀准确及时地开启。
图5 先导式压力释放阀的整定压力试验设备
本标准对于开放式阀盖的压力释放阀密封试验，给出试验布置图（下图所示）。
阀门出口用水局部封闭，水面高于阀座密封面约13mm。
图6 开放式阀盖的压力释放阀密封性能试验布置
12，GB/T 24921.1-2010 《石化工业用压力释放阀的尺寸确定、选型和安装 第
1 部分：尺寸的确定和选型》
本标准修改采用API 520-1：2000《精炼厂压力释放阀的尺寸的确定、选型
及安装 第1 篇：尺寸的确定和选型》（英文版），于2010 年12 月31 日实施。
本标准规定了石化工业用的气体、蒸汽、不可压缩性流体和两相流介质的压
力释放阀的术语和定义、类型特征和尺寸的确定等。
本标准适用于石化工业用整定压力不小于0.1MPa 的压力释放阀。
• GB/T 12241、GB/T 12242 中术语和定义适用于本标准外，本标准又列出术
语11 个。
• 本标准介绍了4 种压力释放阀的结构特征和类型选用—常规、波纹管平衡
式、带辅助平衡活塞的波纹管平衡式、先导式压力释放阀。
• 本标准给出了气体用、蒸汽用、液体用压力释放阀的尺寸确定计算方法。
并作为资料性附录给出了两相介质用压力释放阀的尺寸确定计算方法。
13，GB/T 24921.2-2010 《石化工业用压力释放阀的尺寸确定、选型和安装 第
2 部分：安装》
本标准修改采用API 520-2：2003《精炼厂泄压装置尺寸的确定、选型及安
装 第2 篇：安装》（英文版），于2010 年12 月31 日实施。
本标准规定了石化工业用压力释放阀的安装一般要求、进口和排放管道、隔
离阀安装、通气孔的安装、不同整定压力的多阀安装、安装前检查。
本标准适用于石化工业用整定压力不小于0.1MPa 的压力释放阀。
14，GB/T 150-1998 《钢制压力容器》
附录 B 超压泄放装置
· 本附录不适用于操作过程中可能产生压力剧增，反应速度达到爆轰时的
压力容器。（爆轰：物质的燃烧速度极快，达到1000m/s 以上时，产生与通常的燃爆
根本不同的现象，该现象称为爆轰。）
· 容器装有泄放装置时，一般以容器的设计压力作为容器超压限度的起始
压力。需要时，可用容器的大允许工作压力作为容器超压限度的起始压力。
· 当容器上安装一个泄放装置时，泄放装置的动作压力应不大于设计压力，
且该空间的超压限度应不大于设计压力10%或20kPa 中的较大者。
· 当容器上安装多个泄放装置时，其中一个泄放装置的动作压力应不大于
设计压力，其他泄放装置的动作压力可提高，但不得超过设计压力4%，该空间的超
压限度应不大于设计压力12%或30kPa 中的较大者。
· 当容器有可能遇到火灾或接近不能预料的外来热源而可能酿成危险时，
应安装辅助的泄放装置，以使容器内超压的限度不超过设计压力的16%。
· 一般可任选一种类型的泄放装置，但符合下列条件之一者，必须采用爆
破片装置。
a） 压力快速增长；
b） 对密封有更高要求；
c） 容器内物料会导致安全阀失效；
d） 安全阀不能适用的其他情况。
· 安全阀的型式通常采用直接载荷弹簧式安全阀。
· 安全阀与爆破片装置串联组合时，容器超压的限度及泄放装置的动作压
力应符合：“当容器上安装一个泄放装置时，泄放装置的动作压力应不大于设计压力，
且该空间的超压限度应不大于设计压力10%或20kPa 中的较大者。”
· 安全阀与爆破片装置并联组合时，容器超压的限度及泄放装置的动作压
力应符合：“当容器上安装多个泄放装置时，其中一个泄放装置的动作压力应不大于
设计压力，其他泄放装置的动作压力可提高，但不得超过设计压力4%，该空间的超
压限度应不大于设计压力12%或30kPa 中的较大者。”
其中安全阀的动作压力应不大于设计压力，爆破片的动作压力不得超过
1.04 倍设计压力。
15，JB/T 9624-1999 《电站安全阀 技术条件》
本标准规定了电站用安全阀的技术条件、制造和性能要求及其试验、检查方
法。
本标准适用于火力发电站以水蒸汽为介质，喉径为20~250mm，工作压力为
0.35 ~ 22 MPa，工作温度t≤570℃的弹簧式、杠杆式、先导式和带补充载荷的安全
阀（包括锅炉、除氧器和高压加热器上用的安全阀）。
2.2 API 标准、ASME 规范介绍
1，概况
ASME 是美国机械工程师协会（American Society of Mechanical Engineers）
的简称。
ASME《锅炉与压力容器规范》是应用广泛的用于控制锅炉、压力容器设计、
制造和检验的安全管理规程。
API 是美国石油协会（American Petroleum Institute）的简写，“API 标准安全
阀”早标准化于石油化工工业，而现在却广泛地被其他工业所采用，也被*
各个国家所认可。“API 标准安全阀”的设计和制造符合ASME 规范的要求。
中国几十年来，安全阀基本上是按照机械行业标准（JB）进行设计、制造的。二
十世纪七十年代以后，随着中国改革开放，国民经济迅速发展，从国外引进了大量
石化、化工、能源、冶金、纺织等装置和设备，同时随机进口了大量国外安全阀。
这些安全阀大部分是按照ASME 规范和API 标准进行设计、制造、试验和验收的。
近些年来，中国一些安全阀制造厂开始进行API 标准安全阀的生产，以适应市
场需求。但是不同制造厂的实效差异较大。
由于API 标准安全阀与中国几十年来生产的JB 标准安全阀相比，具有显著的
特点和性。因而近几年来，一些企业对其重要装置和设备用安全保护装置——
安全阀明确要求按照API 标准进行制造。例如，有企业规定，“安装在处理易燃、
易爆、有害、有毒介质的设备及管道上的安全阀，宜选用API 标准安全阀”。
2，API 标准、ASME 规范简介
（1）目录
1）API RP 520 《炼油厂泄压装置的定径、选择和安装》
Part I 定径和选择
Part II 安装
2）API Std 526 《钢制法兰泄压阀》
3）API Std 527 《泄压阀阀座的密封性》
4）API RP 576 《泄压装置的检查》
5）ASME 《锅炉与压力容器规范》
第Ⅰ卷 动力锅炉建造规则 安全阀和安全泄放阀
6）ASME 《锅炉与压力容器规范》
第Ⅷ卷 *册 压力容器建造规则 泄压装置
7）ASME PTC 25 泄压装置——性能试验规范
（2）名词术语
因API 标准的某些名词术语与中国国内习惯用语不一致，故在下面予以说明。
泄压装置 （ pressure relief device） ——泄压装置是防止工艺系统或承压容
器由于事故或不正常工况期间流体压力升高而超过预定压力值。
常见的有：弹簧直接载荷式泄压阀、先导式泄压阀、爆破片等。
泄压阀 （ pressure relief valve）——是一种泄压装置，在系统超压时阀门开
启，而当系统压力恢复到正常后阀门关闭，从而防止介质继续外流。
常见的有：安全阀、泄放阀、安全泄放阀、先导式泄压阀等。
安全阀（safety valve）——安全阀是一种由入口静压力驱动，并以快速开启
或突跳动作为特征的泄压阀。其应用于可压缩流体。
泄放阀（relief valve）——泄放阀是一种由入口静压力驱动的泄压阀，其开
启通常与超过压力的压力升高成比例。其应用于不可压缩流体。
安全泄放阀（safety relief valve）——安全泄放阀是一种依应用情况而作为
安全阀或泄放阀的泄压阀。
（3）基本内容
1） API RP 520 Part I 介绍了各种类型安全阀的结构及其特点。列出各种
流体介质（气体、水蒸汽、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。
2）API RP 520 Part II 列出有关安装方面的一些要求。
3）API Std 526 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、基本材料要求、压力—温度范围、进出口安装尺寸，并规定必须执
行ASME 规范的相应制造和试验要求。
4）API Std 527 规定了安全阀的密封性试验方法和要求。
5）API RP 576 介绍了各种类型安全阀的结构及其特点。列出泄压装置的检
查和维修要求。
6）ASME《锅炉与压力容器规范》第Ⅷ卷*册规定了安全阀的设计和制
造要求。
其低要求包括机械要求、材料选择、制造及装配的检查、制造厂及装配厂
的产品试验、设计要求、焊接及其他要求等六个方面。
包含了对阀瓣、阀座、弹簧、导套、提升装置的结构设计、材料选择要求；
对制造厂及装配厂的制造、试验设备和质量控制程序的要求，以保证阀门性能的一
致性；对受压件的强度、气密试验要求；对试验装置、容器和试验方法的规定等。
ASME《锅炉与压力容器规范》第Ⅷ卷*册还规定了安全阀的排量验证试
验要求。
7）ASME PTC 25 为泄压装置的试验装置、试验方法和试验报告提供了标
准。
（4）标准比较
API、JB 、GB 标准安全阀的比较见下表。
API、JB 、GB 标准安全阀的比较
项目 JB GB API（ASME）
规格 8 种 25 种
流道直径do , mm Φ20-125 Φ9.5（D）-146（T）
面积比（出口/流道） 4.13-3.06 64.26-3.02
压力—温度等级 按流道直径（代号）明确
机械要求
·应有导向机构以保证动作和密封的稳定性
·阀座应固定在阀体上，以防松动
·考虑导向装置以保证工作可靠及密封性
·阀座应紧固在阀体上，防止阀座升起
负荷偏差 ±10% ±10%
大负荷下变形量 ≤80%压并变形量 ≤80%压并变形量
设计
弹
簧 大负荷下切应力 ≤80%极限切应力
*变形 试验负荷压缩3 次后≤0.5%Ho 压并3 次后≤0.5%Ho
整定压力调整范围 ≤±15% ±5%
结构材料 根据压力-温度范围明确通用结构材料
阀座、阀瓣 ·本体材料的抗腐蚀性能应不低于阀体材料·不允许用铸铁
·用耐蚀材料
导套 ·应具有良好的耐磨与抗腐蚀性能 ·用耐蚀材料
材料
选择
弹簧 ·防锈处理 ·防锈处理 ·用耐蚀材料或耐蚀涂层
制造 ·工艺装备、试验设备以及质量控制程序
能保证产品性能一致性
认证 ·性能和排量验证应在ASME 认可的试
验室进行
蒸汽介质 ·饱和蒸汽 ·用蒸汽试验 ·用蒸汽试验，能力有*可用空气，但
应校正
气体介质 ·空气 ·用空气、蒸汽或其它已知性质气体 ·用空气试验
动作
性能
试验
液体介质 ·水 ·用水或其它已知性质液体进行试验 ·用水或其它合适的液体进行试验
试验装置 ·应具有足够尺寸及容量
压力 0.9Ps 0.9Ps
试验介质 允许用空气或氮气代替 同工作介质性质
试验
密封性
允许泄漏率
按图样规定
·金属座—按标准
·软座—0 泡/分
·金属座—按标准
·软座—0 泡/分
（5）API 标准安全阀的特点
1）API 标准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、使用、检查及维修，均有完整的、全面的基本要求。
2）安全阀的规格、品种多。
弹簧载荷式：1″~ 8″，14 种（D~T）流道直径（do=9.5~146），25 种规格，
6 种压力级（150~2500 lb），-268℃~+538℃温度范围。
先导式：1″~8″，14 种（D~T）流道直径（do=9.5~146），21 种规格，6 种
压力级（150~2500 lb），-268℃~+260℃温度范围。
API 标准规格、品种多，便于选择合理规格的安全阀。
3）安全阀的温度—压力级选择明确。
根据所需排量计算确定流道面积后，按照该流道面积表中的温度范围和允
许的高整定压力，确定适合的压力等级。
4）对安全阀的材料有基本要求。
阀瓣、阀座及导向零件应是耐蚀材料制成，应能满足温度和使用条件。依照
适用的温度，选用适合的阀体、阀盖及弹簧材料。
阀体和阀盖的材料可以不同，但必须满足低的压力—温度要求。规定了阀
体、阀盖和弹簧材料的低等级牌号。
5）明确安全阀的制造厂和试验装置的基本要求。
制造厂的基本条件—工艺装备、试验设备以及质量控制程序能够保证所生产
安全阀的性能一致性。
安全阀性能试验条件—试验装置和容器应有足够尺寸和容量。
6）对安全阀的运输和安装规定。
安全阀运输中应有保护堵盖（塞）。
安全阀入口管道的压力损失ΔP≯3%Ps。
7）对安全阀的使用、检查和维修有完整的要求。
第三章安全阀的设计与制造
3.1 安全阀的设计依据
安全阀的设计，主要依据下列规范和标准的相关内容：
1）《安全阀安全技术监察规程》（TSG ZF001-2006）
附件B 安全阀安全技术要求
2）GB/T 12241-2005 《安全阀 一般要求》
3）GB/T 12243-2005 《弹簧直接载荷式安全阀》
4）JB/T 9624-1999 《电站安全阀 技术条件》
5）API RP 520 《炼油厂泄压装置的定径、选择和安装》
Part I 定径和选择
Part II 安装
6）API Std 526 《钢制法兰泄压阀》
7）API Std 527 《泄压阀阀座的密封性》
8）ASME 《锅炉与压力容器规范》
第Ⅰ卷 动力锅炉建造规则 安全阀和安全泄放阀
9）ASME 《锅炉与压力容器规范》
第Ⅷ卷 *册 压力容器建造规则 泄压装置
10）ISO 4126-1 《超压保护装置—第1 部分:安全阀》
11）ISO 4126-4 《超压保护装置—第4 部分:先导式安全阀》
12）ISO 4126-5 《超压保护装置—第5 部分:受控安全泄压系统（CSPRS）》
3.2 安全阀的典型结构
1，常规式安全阀
2，平衡波纹管式安全阀
常规式安全阀 平衡波纹管式安全阀
图7 弹簧载荷式安全阀
图8 背压对安全阀开启压力的典型影响
3，先导式安全阀（突开型）
4，先导式安全阀（调制型）
先导式安全阀通常有一个活动的不平衡阀瓣（活塞）的主阀和一个外部的导阀
组成。阀瓣的设计是顶部面积比底部面积大。在达到整定压力前，顶部和底部表面
均承受相同的进口操作压力。由于阀瓣顶部面积大于底部面积，净作用力保持阀瓣
紧压在主阀阀座上。随着操作压力的增加，阀座的净作用力增加，以使阀门关闭的
更紧密。这个特点允许大多数先导式阀门被用在大期望的操作压力较高的场合中。
在整定压力下，导阀将阀瓣顶部的压力泄出，此时净作用力向上，致使阀瓣开启，
流体通过主阀。经过超压阶段后，导阀关闭阀瓣顶部气室的泄出口，因此重新建立
压力，净作用力导致阀瓣回座。
图9 先导式安全阀（突开型）
图10 先导式安全阀（突开型）
主阀
导阀
图11 先导式安全阀（突开型）动作原理
图12 先导式安全阀（调制型）
根据导阀的结构设计情况及用户的要求，导阀泄出口可以是直接排放至大气或
是排放到主阀出口。只有整定压力不受背压影响的平衡式导阀，将它的排放管安装
到压力变化的地方（例如主阀出口处）。
图13 先导式安全阀（调制型）
控制主阀的导阀既可以是突开作用的阀，也可以是调制作用的阀。突开作用的
导阀（如图14 所示）可使主阀在无超压的整定压力情况下，达到全开启。调制作用
的导阀（如图15 所示）开启主阀的开高仅能满足所需的泄放量。
图14 突开型先导式安全阀特性 图15 调制型先导式安全阀特性
调制型导阀开启主阀的高度仅满足所需的泄放量，并且能够应用于气体、液体
或两相流。对比突开动作的阀，调制型先导阀限制泄放流体的量而仅仅泄放防止压
力超过允许的累积所需的量。由于调制型导阀仅仅泄放所需的泄放量，排放背压的
计算可以基于所需的泄放量来替代阀门的额定泄放量。调制型先导阀也能够减少系
统中相配的其他的压力控制设备，减少不希望的大气泄放物以及减少伴随泄放到大
气的噪音量。
导阀既可以是流动型，也可以是非流动型。当主阀开启时，流动型允许介质流
体连续流过导阀；而非流动型的则不允许。为了减少流体损失和污染环境，通常建
议大多数场合使用非流动型导阀。
类似于软座弹簧载荷式阀门，大多数主阀及其导阀中用到了非金属元件，因此操
作温度和流体相容性会限制它们的使用。此外，象所有泄压装置一样，流体特性如
聚合或结垢的敏感程度、粘度、固体的存在以及腐蚀等问题都要考虑。向制造商咨
询以保证所拟定的用途与选用的阀相适应。
为先导式安全阀选择各种附件以提供附加功能。常用的附件有：
（1） 现场试验接头
先导式安全阀用该附件可以容易地在正常的系统工作期间校验整定压力。
现场试验通常其压力来自一个单独的能源，例如一个氮气瓶，气体通过一个仪表阀
缓慢地供应。导阀和主阀气室被增压，以模拟增加的系统压力。现场试验压力驱动
导阀并驱动主阀。
（2）回流保护器
该附件，有时称为“vacuum block”，当出口法兰压力（附加背压）大于
当时的系统压力时防止先导阀发生回流。当存在足够的回流压差时，会发生回流。
回流保护器允许出口压力进入主阀气室，因而保持阀瓣压在阀座上，克服了回流压
差的作用。回流保护器内的材料和密封的选择应与先导式安全阀相一致。
图16 带有回流保护器的先导式安全阀
（3）导阀过滤器
导阀过滤器防护来自流路中的颗粒物进入导阀。该附件安装在导阀供应管
线中。
（4）远程压力感受连接
该可选择的特色允许导阀在准确反映被保护系统的实际操作压力之处
感应系统压力。它也能用于消除由于进口管道压力损失在排放期间发生的不真实的
系统压力指示。附加了远程导阀感应管线，使导阀正确感应系统压力并且 防止阀门
由于高的进口管道压力损失而造成的快速循环或频跳。
图17 典型先导式安全阀的安装
（5）导阀提升板手
该附件提供应用于机械提升导阀以要求校验阀门的工作。当系统压力至少
等于或大于整定压力的75%时，提升导阀阀杆以允许主阀开启。
突开型先导式安全阀的特点：
（1）允许工作压力接近安全阀的整定压力。
（2）阀座软密封保证安全阀起跳前后的良好密封性。
（3）安全阀动作性能和开启高度不受背压的影响。
（4）较小超压就能使主阀迅速达到全启状态。
（5）导阀非流动型结构设计减少了有害介质的排放，避免环境污染。
（6）启闭压差可调。
（7）可在线检测安全阀的整定压力。
调制型先导式安全阀的特点：
（1）随系统超压值的增加（减少）而比例开启（关闭），从而减少产品的损
失和噪音。
（2）减少了阀门动作时对被保护装置的冲击载荷。
（3）允许工作压力接近安全阀的整定压力。
（4）阀座软密封保证安全阀起跳前后的良好密封性。
（5）安全阀动作性能和开启高度不受背压的影响。
（6）导阀非流动型结构设计减少了有害介质的排放，避免环境污染。
（7）导阀出口可直接与排放管路相连而不受背压影响。
（8）可在线检测安全阀的整定压力。
5，高性能蒸汽安全阀
图18 具有背压调节作用的高性能蒸汽安全阀
图19 具有背压调节作用的高性能蒸汽安全阀结构
高性能蒸汽安全阀主要用于锅炉（特别是电厂锅炉）的安全保护。其按照
ASME《锅炉与压力容器规范》第Ⅰ卷的要求进行设计、制造、试验和验收。
该类安全阀的主要性能指标如下：
（1）当整定压力 ≥7Mpa 时，整定压力允许偏差为±1%（一般安全阀的
整定压力允许偏差为±3%）；
（2）安全阀的设计和制造应使其在运行中不会发生颤振，而且全开时的
压力不得比其整定压力大3%。排放后，所有安全阀均应能在压力不小于各自整定压
力的96%时关闭。即超过压力≤3%，启闭压差≤4%（但≮2%）。而一般蒸汽安全阀
的启闭压差7~10%。
（3）高温高压下的密封性能好。
由于该类安全阀的主要性能指标要求高，目前仍在进口。
该类安全阀在结构设计和材料方面均采取了特殊措施。其利用工作介质—蒸
汽适时的加载在阀瓣上以帮助阀瓣及时关闭。为保证高温高压下的密封性能，采取
了热弹性阀瓣结构。
6，带补充载荷的安全阀
图20 带电磁气动辅助装置的蒸汽安全阀
该带电磁气动辅助装置的蒸汽安全阀主要由安全阀本体、气动执行机
构、气路控制器三部分组成，如图20 所示。气动执行机构由电磁阀、减压器、储
气罐、气缸等组成，汽缸是提供辅助力的执行机构；气路控制器由压力传感器、PLC
可编程控制器、继电器、UPS 电源等组成。
图21 带电磁气动辅助装置的蒸汽安全阀原理图
带动力辅助装置的受控式安全阀在其入口压力低于整定压力时始终有一个增
强密封性的附加力，帮助安全阀密封；在入口压力达到整定压力时，可以借助动力
装置辅助安全阀准确开启；并在回座过程中利用辅助装置提供关闭力帮助安全阀迅
速回座。这样就可以使关键场合的安全阀实现整定压力偏差小、超过压力低、回座
压力高、密封性能良好的高性能参数。
带电磁气动辅助装置的特点：
· 开启前阀座密封而无泄漏􀁨节省能源消耗
· 允许工作压力高􀁨提率
· 准确开启允许超压低􀁨安全可靠
· 启闭压差小缩短回座时间􀁨减少排放，避免污染，减少安全阀排放时产生
噪音的持续时间
· 更高的适用率􀁨节省成本
（适用于要承受功率波动而使安全阀频繁启跳的系统；安全阀出口端存在
无法确定或变化的高附加背压的系统）
· 具有远程操作强制排放及回座的功能
· 工作寿命长
7，保温夹套安全阀
图 22 保温夹套安全阀
保温夹套安全阀用于聚酯﹑乙烯及尿素化肥等装置中介质需要保温之处。其
对进﹑出口法兰在内的阀体均进行保温，因而保温效果好。特殊需要时，增加蒸汽
冲洗功能。
8，聚丙烯环管反应器用安全阀
该安全阀是用作聚丙烯环管反应器的安全附件，是根据环管反应器的特殊要求
而专门设计的。
1 阀座 2 密封圈 3 阀体 4 反冲盘 5 调节圈 6 波纹管保护套 7 波纹管 8 弹簧
图23 聚丙烯环管反应器安全阀结构图
结构特点：
· 凸出式进口阀座设计—满足环管反应器的特殊要求。（阀座的下端面设
计成与安装管道内壁弧度相符的圆弧状，阀座的圆弧曲率与环管内径的曲率一致，
合理设计流道结构，避免介质聚集和结晶。）
· 阀瓣阀座采用软密封结构—保证具有优良的密封性，并能适应含有固体
微粒的介质环境。
· 多层波纹管设计—保证安全阀在较大的变动背压下正常工作。
· 保护套及波纹管结构—消除了固体颗粒介质对阀门动作性能的影响。
9，槽车用安全阀
图24、25 分别为内置式和外置式安全阀的结构图。
图24 内置式槽车用安全阀的结构
图 24 内置式槽车用安全阀的结构
图 25 外置式槽车用安全阀的结构
3.3 安全阀基本结构的设计要求
《安全阀安全技术监察规程》（TSG ZF001-2006）附件B—安全阀安全技术
要求的B1、B2 中规定了安全阀的基本材料和结构与设计要求。
在B1 部分里，对以下四类关键零件的材料提出了基本的要求：
·承压件及弹簧材料
·阀瓣和阀座的材料
·导向表面材料
·焊接连接的零件材料
在表B-1 中，列出了21 项安全阀的承压件及弹簧材料主要材料标准。考虑
到同一标准可能会因年份号不同而出现内容上的差异，故明确了标准年份号，这几
年我国标准更新较快，因而已有标准出现了新的年份号。本节明确，如果采用该表
以外的其他标准的材料时（例如国外标准的材料），“应当有使用实例，经型式试验
机构认可后，向国家质检总局备案。”
安全阀的承压件材料，应当适应工作介质、高操作压力、高和低操作
温度，以便保证安全阀可靠运行。
弹簧失效有两种形式：一种是松弛（变软），另一种是断裂。弹簧在高温或
高应力的作用下致使刚度降低，导致安全阀整定压力的减小而使阀门提前开启。如
果弹簧断裂可导致阀门无法正常开启和动作。因此，本节要求弹簧材料选取时应当
充分考虑工作介质和温度的影响，充分考虑在使用过程中弹簧材料的蠕变或冷脆性。
对阀瓣、阀座及导向表面的耐腐蚀、耐磨及硬度要求，都是为了保证安全阀
的密封和动作的可靠性。
这些都是保证安全阀可靠性能所必须的。至于加工精度及其他零部件的要求
由安全阀制造单位自行确定。B2 部分，规定了安全阀的结构与设计要求。安全阀的设计技术水平是响安全阀质量的重要因素，也是安全阀可靠工作性能的基础。本部分涉及到以下17本部分规定“液体阀的公称通径至少为15mm。”，是与GB150《钢制压力容器》附录B 及ASME《锅炉与压力容器规范》第Ⅷ卷的要求相一致的。（B2.2）
全阀允许的高整定压力值与阀体材质、工作温度、弹簧设计以及安全阀的构有关，它不等于（一般是小于）安全阀的公称压力值。安全阀的公称压力应当按照相应标准或者制造单位的规定，依据阀体材质、工作温度和整定压力进行选取。
“用于蒸汽或者高温热水系统中的安全阀，应当为直接载荷式”的规定，是与
相应规范的要求相一致的。（B2.4）
GB150 附录B 要求“安全阀的型式通常采用直接载荷弹簧式安全阀” ，ASME
《锅炉与压力容器规范》第Ⅷ卷要求“安全阀应为直接载荷弹簧型”，ASME《锅炉
与压力容器规范》第Ⅰ卷规定“安全阀应采用直接载荷弹簧型”、“不得采用静重式
或重力杠杆式的安全阀”。
这里规定了需要进行焊接工艺评定的两种情况：一种是阀体采用焊接连接，另
一种是密封面采用堆焊合金材料。（B2.10）
安全阀调整机构的位置影响到安全阀的性能（比如调节圈、调整螺钉），因而
规定“必须设置防松装置”，对于安全阀外部的调整机构，规定调试合格后还要进行
铅封，而且必须是被破坏后才能进行调整的形式。（B2.11、B2.12）
明确了设置排泄孔的要求。排泄孔的直径尺寸要求是参考ASME《锅炉与压力
容器规范》第Ⅰ卷的要求。（B2.13）
安全阀的流通面积影响其排量及性能。特别是对于气体（蒸汽）安全阀，其进
口面积、流道面积及出口面积之间的比例关系重要地影响排量及性能。（B2.14）
ASME《锅炉与压力容器规范》第Ⅰ卷及第Ⅷ卷均规定：鉴定的排量系数不适
用于流道直径与进口直径之比在0.15~0.75 范围以外的阀门。API 标准安全阀的排量
系数较JB 标准安全阀的排量系数高的重要因素是出口直径（面积）与流道直径（面
积）之比。8 10 T，26.0 3.02
对弹簧的设计明确了三项要求：（B2.15）
（1） 有些国内外安全阀制造厂在高压安全阀中采用了碟型弹簧，显得总体结
构紧凑，但是碟型弹簧的性能较难控制，因而可能造成安全阀性能不稳定。故本条
规定“宜采用圆柱螺旋压缩弹簧”。
（2） 介质对弹簧的冲蚀，会严重影响到弹簧的正常工作。因而本条规定在安
全阀的结构设计中，应防止“介质直接冲蚀弹簧”。
（3） 本条规定是为了保证弹簧性能的稳定性。弹簧的变形量控制在其大变
形量的20-80%范围内，可以得到一个基本属于线性刚度的使用范围，有利于安全阀
性能的调节。弹簧设计的大切应力不大于许用切应力的80%，也是保证弹簧性能
稳定可靠所必需的。这些要求与GB/T 12243《弹簧直接载荷式安全阀》及ASME《锅
炉与压力容器规范》的要求是一致的。（B2.15）
对波纹管式安全阀的设计明确了两项要求：（B2.16）
（1）波纹管式安全阀，其“阀盖应当设置一个泄出孔”。上线后，阀盖上的泄
出孔应保证波纹管内腔与大气相通。这有两个目的：一是保证波纹管的正常工作性
能；二是通过泄出孔可以显示波纹管是否损坏。应当注意的是，对于可燃的或者腐
蚀性介质，泄出孔应当“用管子连接到安全场地，以防波纹管破损后介质外泄造成
危险”。
图27 例，波纹管式安全阀阀盖上设置了泄出孔，但没有拿掉临时性堵塞。
图27 波纹管式安全阀（阀盖上设置的泄出孔没有拿掉临时性堵塞）
（2）波纹管是薄壁弹性元件，容易变形和腐蚀。因而在设计中一定要充分考虑
到它所需承受的大出口背压力、工作介质和温度等情况。（B2.16）
图例：（波纹管腐蚀和变形）
图28 波纹管腐蚀和变形
对设计文件的内容及其完整性规定了明确要求。特别要求编制“安装及使用维
护、校验说明资料”，是为了正确使用安全阀，作为安装、使用维护、校验时的指导。
（B2.17）
第1 号修改单将文中的“安全阀类型”更改为“安全阀结构型式”（B2.17.2）。
的计算书内容：
承压件强度、弹簧、波纹管、密封比压、尺寸链。
3.4 安全阀制造的一般要求
《安全阀安全技术监察规程》（TSG ZF001-2006）附件B—安全阀安全技术要求
的B3 中规定了安全阀的制造要求。制造要求的实现，是保证安全阀工作可靠的关
键环节。附件B 部分包含以下五个方面要求。
·一般要求
·出厂检验
·试验装置
·标志
·装运和保管
1，一般要求包括下面几个方面内容：（B3.1）
—原材料及半成品
—零部件加工
—弹簧---节距、强压处理、宏观质量、质量证明
—金属波纹管
在一般要求里主要明确了下列三点：
（1）原材料以及半成品应当符合图纸或者相应标准，并有质量证明文件。
（2）安全阀的零部件加工、装配、试验，必须编制工艺规程（工艺卡），并有
质量跟踪记录。质量跟踪记录是为了今后需要时，可以查明安全阀制造过程的历史
情况。
（3）弹簧在工作条件下的性能稳定，对于安全阀的工作性能是极其重要的。
除在弹簧设计中要认真考虑外，采取合适的工艺是必须的。对弹簧进行强压处理是
保证安全阀工作稳定性的重要工艺措施。本款规定了两项检查方法和要求。检
测弹簧自由高度的残余变形量的方法和要求，是与ASME《锅炉与压力容器规范》
的要求一致的。而同规格、同一热处理炉的弹簧，规定负荷下的变形量或者刚度的
大允许偏差为10%，这要求与GB/T 12243 是一致的。
第1 号修改单对本款进行了3 项修改：
① 取消了“加温强压处理”的附注。意见认为，只要符合要求就行，不一定需
要“加温”。
② “强压处理”不要求于“安全阀流道直径≤8mm,且公称压力＜1.6MPa 的
弹簧”。这类弹簧属于一般低压热水锅炉安全阀使用，其数量很大。
③ 弹簧“强压处理”后，应当“提供强压处理报告”。
弹簧是一种弹性元件，即使是同样的制造工艺，每件弹簧的性能也是有差异的，
有的差异还很大，因而要求“弹簧制造单位应当逐件提供弹簧的性能测试报告”。“弹
簧入厂验收合格后方可使用在安全阀上。”。（B3.1.3.4）
第1 号修改单对原B3.1.3.4 款进行了下列2 项修改：
① 可以按“同规格、同一热处理炉”提供热处理报告。
② 弹簧入厂验收，不强调“必须逐件检测”，入厂验收方法和内容由安全阀
制造厂确定。
的弹簧性能测试报告、热处理报告内容：
力—位移（刚度）、残余变形量、端面平行度、垂直度、节距均匀度、硬度、
强压处理（温度、载荷）
2，出厂检验（B3.2）
出厂检验要求包括以下方面：
—检验项目
—耐压（液压强度）试验
—气密性试验
—整定压力的调整
—密封试验
—试验介质
—检验记录及报告
出厂检验主要明确了下列五点：
① 规定了每台安全阀出厂时应当进行的检验项目：
② 耐压（液压强度）及气密性试验；
③ 整定压力调整；
④ 密封试验；
⑤ 合同规定项目。
（1）在健全、有效的质量管理体系中，通过出厂检验的安全阀应当能够保证
其具有正常的工作性能。
（2）规定了耐压（液压强度）、气密性试验的要求和方法。其中规定安全阀进
口侧体腔的耐压（液压强度）试验压力小为安全阀公称压力的1.5 倍。这里需要
强调的是公称压力，而不是工作压力。这要求是与国家标准（GB）、ASME 规范、
ISO 标准一致的。
封闭式安全阀的气密性试验要求，是参考了ASME《锅炉与压力容器规范》
第Ⅷ卷的要求。
（3）规定了整定压力的调整、密封试验的要求和方法。
（4）整定压力和密封试验的试验介质流体性质应当与使用介质流体性质一致。
不同流体对安全阀的试验结果是有差异的。例如，对于液体安全阀，目前国内大部
分制造单位的出厂试验以及使用单位的入厂检验均是用气体进行的，这是不合适的。
（5）“奥氏体不锈钢安全阀用水进行试验时，水中氯离子含量不得超过
25mg/L。”的要求，是与《压力容器安全技术监察规程》的规定一致的，而且一般
也是能够达到的。（B3.2）
3，试验装置（B3.3）
本部分中规定了制造单位必须具备出厂检验内容的安全阀试验装置。这是对安
全阀制造单位的起码要求。作为制造单位，在可能的条件下，具备安全阀动作性
能和排量试验条件，对于保证产品质量是极其有利的。
试验装置的能力对安全阀的性能有重要影响。试验装置的容量对安全阀的整定
压力、启跳压力基本无影响；但只有试验装置的容量足够大时，才能判断安全阀的
开启高度、回座压力及机械特性是否符合要求。
有的阀门厂送作型式试验的样品，出现过开启高度不够以及机械特性不好（颤
振）的问题。这与该阀门厂不具备足够的试验条件有关。
4，标志（B3.4）
标志这一条里对以下方面进行要求：
—标志内容（10 项）
—铭牌材料及其固定
—出厂资料（质量证明文件、样图及材料明细、安装使用维护校验说明
书、合同规定文件）
—质量证明文件（22 项）
—产品制造档案（图纸、材质报告、跟踪记录、出厂检验报告）。
这里规定了安全阀必须要有的10 项标志内容。安全阀经多年使用后其铭牌可
能已脱落，为利于定期检验管理，本条特别强调“产品编号应当为阀体上的*性
标志”。
同时规定了每台安全阀交付用户时，制造单位必须随产品提交的出厂资料。
并要求制造单位必须将产品制造过程的相关资料归档备查。
本条还规定了安全阀质量证明文件必须包括的22 项内容。
5，装运和保管（B3.5）
本条规定了安全阀装运和保管的基本要求。
3.5 安全阀的主要零件
安全阀的主要零件有：阀体、阀盖、阀瓣、阀座（喷嘴）、导套、反冲盘、调节
圈、阀杆、弹簧、调整螺钉等。其制造工艺应当保证设计所要求的同轴度、垂直度
以及平行度，以保证安全阀活动件的动作灵活、无歪斜和卡阻等现象。在安全阀动
作过程中，零件之间同轴度的极小偏差都会导致密封性的破坏和使阀瓣卡阻在导向
套中。
密封面损坏而引起介质泄漏是安全阀常见故障之一，所以合适的阀瓣与阀座
密封面材料以及合理的堆焊、研磨工艺是非常重要的。
1，阀体和阀盖
安全阀是通过阀体使各零件相互连接成为一个完整的产品，安全阀通过阀体的
法兰或螺纹管头连接在锅炉、容器或管道上。阀体和阀盖都是承压件，所以应有足
够的强度和致密性，不允许出现变形或泄漏。阀体和阀盖应按有关规范和标准的要
求进行耐压（液压强度）及气密性试验。
安全阀的阀体和阀盖，通常分为铸造和锻造两种。通道直径小于DN20 的安全
阀阀体通常是整体锻制的，而通道直径为DN20 以上的安全阀往往采用铸造。
（1）铸件按GB/T 12229《通用阀门 碳素钢铸件技术条件》、GB/T 12230《通
用阀门 不锈钢铸件技术条件》要求进行。
铸件的外观检查按GB/T 12231《阀门铸钢件 外观质量要求》和订货合同的
规定进行。应无粘砂、氧化皮、裂纹等缺陷。铸件供应方应提供材料的化学分析和
力学性能的试验报告，如果有其他检测项目则应该提供相应的检测报告。
（2）锻件按GB/T 12228《通用阀门 碳素钢锻件技术条件》要求进行。
锻件表面质量应良好，无有害的缺陷。
阀体的结构长度及进出口法兰端面垂直度极限偏差（GB/T 12243-2005）：
2，阀瓣和阀座（喷嘴）
安全阀的密封性能主要是通过阀瓣和阀座这对元件来实现的，其加工精度对于
密封性能有着极大的影响。采用在密封表面堆焊硬质合金的方法来达到提高密封性
能和寿命的目的。堆焊的工艺比较复杂、较难控制，这是加工的难点之一。使用O
型圈等软密封结构，可以在较低的加工精度下就能实现可靠的密封，但由于这些材
料不能用于高温，所以也受到了很大的限制。
密封面的加工在于改善密封表面的微观不平度。在车削加工的密封面上会形成
螺旋形纹路；磨削实质上是用削去突出部分的方法修整表面，但被削去的微粒会在
表面上造成凹坑；精细研磨则是更精密的表面修整。
密封面堆焊加工有许多的方法，常用的有等离子弧堆焊、埋弧自动堆焊、手工
电弧焊、粉末等离子弧堆焊，还有非熔化极氩弧焊、氧乙炔堆焊等。
目前在我国的阀门行业里采用较多的是手工焊条（丝）电弧堆焊，使用的设备
简单、机动灵活、成本低，同时操作比较容易掌握，特别是能够根据实际需要，选
择合适的堆焊焊条，获得所要求的合金成分和性能。它的缺点是生产效率较低，不
易获得薄而均匀的堆焊层，而且劳动条件较差。
堆焊前，应对基体材料进行预热。堆焊结束后，应进行焊后热处理。按照《安
全阀安全技术监察规程》的规定，应当进行堆焊工艺评定。
阀座（喷嘴）喉部尺寸（流道直径）的加工应注意其尺寸精度及其表面粗糙度
是否符合设计要求，因为它会影响安全阀的排放量。
高温高压蒸汽安全阀采用热弹性阀瓣的结构，其加工有相当难度。阀瓣与热瓣
之间采用螺纹或焊接连接，锥形密封斜面间留有一定的间隙。此设计解决了单阀瓣
塑性变形问题，保证了密封性能有效，延长了使用寿命，且稳定性高。
图30 热弹性阀瓣的结构
图31 热弹性阀瓣的结构图
3，导套和反冲盘
导套和反冲盘这对导向件，其导向表面的材质、硬度和表面粗糙度重要地影响
安全阀的导向质量。而反冲盘的内部尺寸更影响到安全阀的流道，从而影响到安全
阀的性能是否符合设计要求。
4，阀杆
安全阀弹簧的作用力是通过阀杆传递给阀瓣的。阀杆传递给阀瓣的力大可达
到数万N，因而阀杆的端部是通过钢球传递力或者端部做成球面。而阀杆端部需要
有相当的硬度以承受高的载荷力。阀杆的直线度是要求高的，以保证阀杆在安全阀
中的对中性。这样，阀杆的加工过程中需要多次进行热处理，以消除可能存在的内
应力导致今后的变形。
3.6 弹簧
弹簧是安全阀的关键零件之一，其质量直接影响到安全阀性能的好坏和稳定性。
因而安全阀用弹簧与一般设备中使用的弹簧相比，具有一些特殊的高要求。
弹簧的热处理、立定处理与强压处理是保证弹簧性能的主要手段。根据弹簧材
料的不同，加工方法的不同，热处理的工艺也不相同。如用经过强化处理的钢丝，
采用冷成形制作的弹簧，成形后应进行消除应力处理；而合金钢制作的弹簧，成形
后应进行淬火、回火处理。
必须保证弹簧的几何尺寸、刚度、平行度和垂直度。
圆柱螺旋压缩弹簧的工艺过程为：卷制、去应力处理、校整、（淬火、回火处理）、
立定或强压处理、两端面磨削、无损探伤、表面防腐处理、包装。
用心轴卷簧是弹簧制造的*道工序，也是重要的工艺，卷制的精度对整个制
造过程起着重要的作用，它基本上决定了弹簧的几何尺寸和特征。必须准确地掌握
不同材料的各类弹簧在成形时的回弹量。影响回弹量的因素很多，主要有材料的力
学性能、弹簧的旋绕比和工艺装置等。由于弹簧的回弹，卷制弹簧的心轴直径小于
弹簧的内径。
校整的目的是保证弹簧节距的均匀性。
弹簧的立定处理是将热处理后的弹簧压缩到工作极限负荷下的高度或并紧高度
（3～5 次），以达到稳定弹簧几何尺寸为主要目的的一种工艺方法。
强压处理是将弹簧压缩至材料表层产生有益的与工作应力反向残余应力，以达
到提高承载能力和稳定几何尺寸的一种工艺方法。
在高温条件下工作的弹簧，为了防止蠕变和松弛，应进行加温立定处理或加温
强压处理。是将弹簧处于高于工作温度的条件下在加载荷的状态下（一般为工作时
的变形状态或并圈状态）进行的立定处理或强压处理。一般常用的合金钢弹簧，温
度多在200～300℃，加温强压处理的保持时间为12～24h。
为了保证螺旋压缩弹簧的垂直度，使两支承圈的端面与弹簧座保持接触，减少
挠曲，圆柱螺旋压缩弹簧的两端面均要进行磨削加工。弹簧磨削加工后，要求磨平
部分不小于圆周长的3/4，端部厚度不小于金属直径的1/8（以1/4 为佳）。其磨削面
的表面粗糙度≤12.5μm。
磨簧应根据弹簧生产批量的大小来选择设备和操作方式。手工方式磨簧所用的
设备通常是普通的砂轮机和适当的夹具以及辅助工具。设备和工装都比较简单，但
劳动强度大，生产率低，适用于品种多、批量小的生产，在大批量的生产中，则采
用弹簧端面磨床机磨削弹簧的端面。
为了保证磨簧的技术要求和提高磨簧的质量，除提高操作者的技术水平和选择
合适、精良的设备外，还应注意以下几点：
1）砂轮选择要适当。
2）要保证适当的磨削量。
3）装弹簧用的套筒内孔和长度应与弹簧配合恰当。
4）在弹簧端面磨床上磨削弹簧时，为保证弹簧的垂直度，重要因素是弹簧
端圈的螺旋角，贴紧长度应均匀一致。
5）定期整修砂轮和维修调整设备。
6）为避免端圈开口，磨削工序应在去应力退火后进行。
弹簧进行镀锌、镀镉表面防腐处理后，必须进行除氢处理，以防氢脆。
弹簧制造完成后，应向使用者逐件提供弹簧的性能测试报告、热处理报告、无
损检测报告及合格证。
3.7 安全阀的装配和调试
3.7,1 安全阀的装配
安全阀的各个零件加工完成并检验合格后，将全部零件清洗干净，就可以进行
装配。
这里只介绍普通安全阀的装配。特殊的安全阀由于结构的不同其装配方法也不
同，这里不再介绍。
弹簧直接载荷式安全阀装配基本程序如下：
1）各个零件清洗干净后，首先将一些配合部件行试装配。
2）将阀座装到阀体上，装配时要保护好阀座密封面，然后把下调节圈旋到阀
座上，其位置一定要比密封面低1～2mm。
图32 安全阀装配示意（1）
3）将导向套、反冲盘、阀瓣（波纹管）装入阀体内，如果有上调节圈，则应
先把它装到导向套上，应注意的是一定要把导向套上部的定位部分安装到阀体的止
口内。
图33 安全阀装配示意（2）
图34 安全阀装配示意（3）
4）将阀杆、弹簧座、弹簧安装相应的位置，注意不要损伤阀瓣和阀座的密封
面。
图35 安全阀装配示意（4）
5）将阀盖装在阀体上，并旋紧阀盖与阀体之间的连接螺栓的螺母，在旋紧过
程中应注意受力的对称性，以防止产生附加应力或可能造成零件的歪斜。
图36 安全阀装配示意（5）
6）将调整螺钉拧到阀盖上。
图37 安全阀装配示意（6）
7）转动调节圈，使其上升，直到与反冲盘轻轻相碰，然后反转到规定的齿数。
图38 安全阀装配示意（7）
8）旋上定位螺钉，使螺钉位于调节圈两齿之间的凹槽内，以防止调节圈转动，
但不得对调节圈产生侧向压力。
图39 安全阀装配示意（8）
安全阀装配完毕后，应进行整定压力调整和密封性试验，试验完毕后，应进
行铅封，以防止改变已调整好的状态。
3.7.2 安全阀的调试
1，整定压力的调整
在规定的工作压力范围内，可以通过旋转调整螺钉，改变弹簧预紧压缩量来对
整定压力进行调整。
拆去阀帽，将锁紧螺母拧松后，即可对调整螺钉进行调整。调整后，将进口压
力升高，使阀门起跳一次。若调整到所需的整定压力，则将锁紧螺母拧紧，装上阀
帽。
在调整整定压力时，应注意下列5 点：
（1）当介质压力接近整定压力（达到整定压力的90%以上）时，不能旋转调整
螺钉，以免阀瓣跟着旋转而损伤密封面。
（2）调整时所用的介质应与实际工作介质的性能相似。介质性能的改变，特别
是从液态变为气态时，整定压力会有变化。
（3）为保证整定压力值准确，调整时应缓慢升高安全阀的进口压力。当升压到
整定压力的90%以后，升压速度应当不高于0.01MPa/s。当测到阀瓣有开启或者见
到、听到试验介质的连续排出时，则安全阀的进口压力被视为此安全阀的整定压力。
（4）进行调整时，需要考虑到背压以及温度影响的修正。
（5）调试至少要连续进行3 次，所测出的数值偏差不超过整定压力的±3%或者
相关安全技术规范的规定。
2，排放压力和回座压力的调整
整定压力调整好后，若排放压力或回座压力不符合要求，则可以利用调节圈来进行调整。拧下调节圈定位螺钉，从露出的阀体螺孔中插入工具，拨动调节圈上的齿，使调节圈左右转动。当调节圈向右旋转时，其位置升高，排放压力和回座压力都将有所降低。反之，当调节圈向左旋转时，其位置降低，排放压力和回座压力都将有升高。每一次调整时，调节圈转动的幅度不宜过大（一般在5 齿以内）。每一
次调整后，都应将定位螺钉拧紧，使螺钉端部位于调节圈两齿之间的凹槽内，以防止调节圈的转动，但不得对调节圈产生侧向压力。为了安全起见，在拨动调节圈以前，应使安全阀进压力适当降低（一般应低于整定压力的90%），以防止在调整时全阀突然开启，发生事故。必须注意，进行安全阀排放压力和回座压力试验，只有当气源的流量大到足够
使安全阀全开启时（即达到安全阀的额定排量时）才有可能进行。而通常用来进行
安全阀出厂时的整定压力调整的试验台容量都很小，这时安全阀不可能达到全开启，
其回座压力也是不准确的。
3，阀座的密封性试验
整定压力调整合格后，应该降低并且调整安全阀进口压力进行阀座的密封性试
验。当整定压力小于或者等于0.3 MPa 时，密封试验压力应当比整定压力低0.03
MPa；当整定压力大于0.3 MPa 时，密封试验压力为90%整定压力。
当密封试验以气体为试验介质时，对于封闭式安全阀，可用泄漏气泡数表示泄
漏率，其试验装置和试验方法可按《安全阀安全技术监察规程》附件F 要求，合格
标准按照GB/T 12243 或者其他安全技术规范、标准的规定；对于非封闭式安全阀，
在一定时间内未听到气体泄漏声即可认为密封试验合格。
当密封试验以水为试验介质时，其试验方法和要求按GB/T12243 的有关规定。
4，密封垫片的气密性试验
对于封闭式安全阀，整体组装后，应当进行气密性试验。气密性试验应当符合
以下要求：
（1）试验只在阀体出口排放侧部位进行，压力为大背压力，并且不小于
0.2MPa。
（2）试验持续时间3min，不允许泄漏。
（3）试验时要注意安全，达到试验压力一定时间后再进行气密性检查。
5，铅封和防护
安全阀调试合格后，应当对阀帽和定位螺钉进行铅封，并在安全阀的进出口法
兰处加装堵盖保护,以防止外来杂物进入。
第四章安全阀的选型
安全阀的选用与被保护系统密切相关，选择的安全阀应能在允许的超过压力范内排放出一额定数量的流体，以防止系统内的压力超过设计规定的压力值；当压力恢复正常后，阀能够自行关闭并阻止介质继续流出。根据这个基本原则，所选择的安全阀不应受被保护系统内的温度、压力、介相态的影响，就基本满足了要求。但由于被保护系统的不同以及安全阀结构类型的多样性，选用安全阀时不仅要确定其整定压力和排放面积，还要考虑所选安全阀对系统工况的适应性。e 的关系
4.2.1.5 当量排量计算
只有当超过压力大于进行排量试验的超过压力时，可以进行当量排量计算；但若超过压力小于试验时的超过压力，则不允许计算当量排量。阀门在试验背压力下达到临界流动时所确定的额定排量系数可能不同于在较高背压力下的排量系数。临界流动情况下的当量排量计算只适用于当量理论排量。应注意，铭牌上给出的是对应于试验证明书所用流体的数据，而不是当量计算排量。计算任意气体的当量排量时，流道面积和排量系数应假定不变，并应用前述公式。所采用的取决于确定所述安全阀额定排量时所使用的基准流体。下面给出了当量排量公式的例子。确定雷诺数R 以后，代入公式4 计算得到系数Kv。 Kv 数值代入公式3 来修正初算的所需排放面积。如果修正后的面积超过了所选择的标准喉部面积，则应用
下一个更大的标准喉部尺寸重复上面的计算。
4.2.2.4 气、液两相流泄放的定径程序
如果泄压装置的应用介质是处于气液平衡的液体或多相的流体，则当流体流过
装置时，将发生闪蒸，并产生气体。必须要考虑气体的生成，因为它会降低装置的
有效排量。
闪蒸和两相流工况会导致背压的增加，如果增加值过高或无法准确预测，则必
须选用平衡式或先导式泄压阀。如果在喷嘴（阀座）处没有达到平衡，则装置的实
际流量将增大数倍。
设计者还应研究在液体闪蒸时可能发生的任何自冷作用所造成的影响。结构的
材料应适用于出口温度。此外，安装必须排除因水合物或可能的固体生成而发生流
动阻塞的可能性以往对于气、液两相流泄放的定径，采取气、液分别计算流道面积然后叠加的法。这种定径方法较为保守，计算所得安全阀的规格较大。2000 年1 月的API RP 520 PartⅠ第附录D中给出一种的两相流况泄压装置的定径方应该知道的是，现今还没有任何泄压装置获得两相流排量认证，因为还没有认证的试验方法。气/液两相流排放有许多种不同的情况。这些情况包括介质在泄压阀进口即为两相混合状态，或介质压阀中流动时发生两相混合。由于闪蒸而生成蒸气必须要予以考虑，因为它可能会减小阀门的有效排放能力附录D 中介绍的两相流定径方法，是若干现在正在应用的技术和随着时代的进还在逐步发展的新方法之中的一种方法—ω方法。要强调的是，两相流计算需要使用特殊的方法，这一问题已经为人们*认识。2008 年12 月的API RP 520 PartⅠ第8 版的附录C 中给出了3 种的两相流工况泄压装置的定径方法。
C.2.1 用等熵喷管流动的直接整合（direct integration）方法定径
C.2.2 用ω方法对通过泄压阀的两相闪蒸或非闪蒸流的定径
C.2.3 用ω方法对进口为亚冷液体的泄压阀的定径
4.3 安全阀的噪音计算
近些年来，随着人们环境保护意识的加强，要求计算和评价安全阀的噪音水平。
下面介绍API Std 521《泄压和降压系统》中对安全阀噪音水平的计算方法。
4.3.1 距离向大气排放点30 m（100ft）处的噪音水平可以用下式估算：
式中：
L30（100） 距离排放点30 m（100ft）处的噪音水平，分贝
L 来自图44 中的噪音水平，分贝
qm 通过阀门的质量流量，kg/s（lbs/s）
c 通过阀门的气体流速，m/s（ft/s） sound
X 压力比，PR
Y 声压水平，L30（100），分贝
注：PR 是压力比，其定义为来自节流件上游的静压力（例如，泄压阀喷嘴）除以排放时节流件下游的静压力。在某些情况，临界流动的发生不仅仅在泄压阀的喷嘴处也发生在泄放管到大气的出口处。在这种情况下，噪音水平是相加的（对
数的）。在泄放管中，压力比是出口处的管内绝压除以大气压。4.4 安全阀的结构选择
安全阀的结构选择需要考虑到温度、介质、工作压力、背压力等诸多方面因素
的影响。
4.4.1 安全阀结构选择的一般原则
1，全启式安全阀适用于排放气体、蒸汽或者液体介质。
2，微启式安全阀一般适用于排放液体介质。
3，当要求安全阀的阀瓣—阀座密封性能好的场合，可以选用软密封的结构型式。
4，在石油、石化生产装置中，一般选用弹簧式安全阀或先导式安全阀。
4.4.2 工况因素对安全阀选择的影响
4.4.2.1 温度对安全阀选择的影响
1，一般先导式安全阀内部存在非金属材料的零件，故其使用温度范围限制在－
29℃~ +260℃。然而，若在结构上采取措施和选取合适的零件材料，则先导式安全
阀也可以用在低温和高温工况（－196℃~ +427℃）的条件。
2，当温度范围在－196℃~ －29℃或者+300℃以上时，可以采用带有冷却腔或
者散热片的弹簧载荷式安全阀。
4.4.2.2 介质对安全阀选择的影响
1，如果介质黏稠或在排放过程中容易出现结晶、凝结现象时，应当选用保温夹
套平衡波纹管式安全阀。
2，如果介质的腐蚀性较强，为保护弹簧不受侵蚀，可以选用平衡波纹管式安全
阀。
3，如果介质可以排放到周围环境空间，则可以选用常规式安全阀。
4，空气、水蒸气、水介质可选用带扳手的弹簧载荷式安全阀。
5，排放有毒或者可燃性介质时，为保护环境，必须选用封闭式安全阀或含非流
动型导阀的先导式安全阀。
4.4 .2.3 工作压力对安全阀选用的影响
1，对于工作压力值≤90%整定压力时，可以选用弹簧载荷式安全阀；
2，对于工作压力值＞90%整定压力，而≤95%整定压力时，可以选用先导式安
全阀。
4.4.2.4 背压力对安全阀选择的影响
背压力对安全阀结构的选择起着至关重要的作用，背压力包括附加背压力和排
放背压力，附加背压力可能是恒定的也可能是变动的。
1，当背压力≤10%整定压力时，可以选用常规式安全阀。
2，当背压力＞10%整定压力，而≤30~40%整定压力时，应选用平衡波纹管式
安全阀。
3，当背压力＞30~40%整定压力时，应选用先导式安全阀。
4.4.3 安全阀结构选择的其他建议
1，热水锅炉一般选用敞开（不封闭）式带扳手微启式安全阀。
2，蒸汽锅炉或蒸汽管道一般用敞开（不封闭）式带扳手全启式安全阀。
3，运送液化气的火车槽车、汽车槽车、贮罐等一般用内装式安全阀。
4，若要求对安全阀做定期开启试验时，应选用带提升扳手的安全阀。当介质压
力达到整定压力的75％以上时，可利用提升扳手将阀瓣从阀座上稍微提起，以检查
阀门开启的灵活性。
5，若安全阀的外界环境存在昆虫等侵扰时，应对安全阀与外界的敞开口处加装
防昆虫网。
6，闪蒸和两相流工况会导致背压的增加，如果增加值过高或无法准确预测，则
必须选用平衡式或先导式安全阀。
7，许多制造商建议，如果在阀门进口处两相混合的质量百分比是蒸气占50%
或者更低时，应选用液体或液气混合介质用阀门。另外，如果介质流中液体与气体
的比例不确定，应选用专门为液体介质或气液混合介质设计的阀门。
8，在有些场合中，阀门有可能需要泄放液体或是气体，这要取决于导致超压的
条件（例如换热器管破裂）。在这种情况下，选用液体介质或是气液共用阀门。
9，为了减少水合物的生成（结冰）或在装载流体中的固体颗粒影响导阀性能的
可能性出现，通常建议大多数场合使用非流动型导阀。
10，需要大的排放面积或者高的整定压力时，可以选择先导式安全阀。因为先
导式安全阀通常先导式安全阀达到进口法兰的额定压力级。
11，工艺情况需要在一处感受压力而在另一处泄放流体时，或者进口管线流阻
损失高时，可以选择先导式安全阀。因为先导式安全阀适应远程感受压力。
12，需要在线确认整定压力时，可以选择先导式安全阀。
4.4.4 安全阀结构选择的限制条件
1，选择弹簧载荷式安全阀的限制条件
（1）常规式安全阀
1）排放背压超过可允许超压。
2）冷态试验差压力无法减少变动背压力的影响。
3）ASME 第Ⅰ卷蒸汽锅炉汽包或过热器；
4）作为压力控制或旁通阀。
（2）平衡式安全阀
1）ASME 第Ⅰ卷蒸汽锅炉汽包或过热器。
2）酚、蜡液、重石油馏分、含大量焦粉的介质。
3）作为压力控制或旁通阀。
2，选择先导式安全阀的限制条件
1）流体介质是脏的，除非采取特殊措施（如过滤器等）。
2）对于黏性液体介质，因为黏性液体通过导阀相对较小通道的流动会
引起阀门操作时间显著增加。
3）如果阀门内有非金属材料，故使用温度及化学相容性会受到限制。
4）腐蚀积累能阻碍导阀的动作。
4.5 安全阀与爆破片的组合应用
4.5.1 安全阀与爆破片组合应用的设置
安全阀与爆破片的组合应用有两种设置：
1，爆破片安装于安全阀的进口——这种设置常见（见图45 所示）。
图45 安全阀与爆破片组合应用示例
其优点是，爆破片将安全阀与进口的工艺介质隔离，系统无泄漏。安全阀不受
工艺介质的腐蚀，可以降低安全阀的成本。一旦系统超压，爆破片和安全阀能够同
时爆破和开始泄压。当系统压力恢复正常后，安全阀又能自动关闭，大大减少了工
艺介质的损失。
2，爆破片安装于安全阀的出口——这种设置适用于有公共泄放的场合。其优
点是，爆破片将安全阀与出口的公共泄放管路隔离，安全阀不受出口公共泄放管路
工艺介质的腐蚀，并使安全阀不受出口的公共泄放管路中的背压的影响。
4.5.2 安全阀与爆破片组合应用的注意事项
1，安全阀与爆破片的组合应用时，要求爆破片的排放面积大于安全阀流道面积
90%以上。
2，安全阀与爆破片的组合排量系数应当经过鉴定试验确认。
3，某些试验表明：安全阀出口安装爆破片装置时，出口爆破片的爆破压力相对
安全阀的整定压力较高时，可能影响爆破片的正常破裂（即使系统压力超过安全阀
整定压力，由于安全阀开启后又将回到关闭状态，安全阀出口的压力尚未达到爆破
片爆破压力，出口爆破片无法爆破，达不到泄放压力的目的。）。据此建议采用带背
压平衡装置的安全阀或先导式安全阀。
4，安全阀与爆破片之间应设置压力表、试验用旋塞、泄出阀等，以监测爆破片
有无损坏（破裂或泄漏）等故障。因为爆破片在给定的差压力下爆破，所以爆破片
下游的压力增长抑制了爆破片提供超压保护的能力。
5，安全阀与爆破片的组合应用时，应当选择无碎片或者非脱落型爆破片。
4.6 爆破片装置的选择
爆破片装置是非重新闭合泄压装置，其用来保护容器、管道和其它承压元件，
避免出现过高压力或真空度。爆破片装置可单独使用，也可与安全阀组合使用。它
们也被用作冗余泄压装置。
爆破片装置没有运动零件，结构简单、可靠，而且比其它泄压装置动作反应更
快，足以泄放有些类型的压力脉冲。
4.6.1 爆破片装置的应用场合
1，设备操作异常时，压力增加速度过快，安全阀不适用的。
2，设备运行中不允许介质有任何微量泄漏的。
3，可用在高黏度流体工艺中，包括无砂泥浆。
4，介质易产生沉淀物、黏性胶状物等有可能导致安全阀失效的。
5，介质腐蚀性较强的。
6，安全阀不适合的其它场合，例如泄放面积很大、泄放压力过高或者过低等。
4.6.2 选择爆破片装置的限制条件
1，经常超压或者温度波动过大的情况。
2，爆破片是一种对温度敏感的装置。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。
4.7 安全阀的选型程序
1，明确安全阀所处的工况（工艺参数）：
1）法兰连接标准及密封面形式；
2）进出口压力级；
3）介质名称、状态（气或液）、分子量或密度、黏度；
4）介质的压缩系数、绝热指数；
5）泄放温度℃；
6）操作压力；
7）整定压力；
8）允许超压%；
9）背压力（附加背压、排放背压）；
10）泄放量；
11）安全阀的安装位置（工位号）；
12）所需配件（配对法兰、螺栓、螺母、垫片等）。
2，安全阀的定径计算。
3，确定流道面积。
4，安全阀材料的选取。
5，确定安全阀的类型。
6，确定阀帽型式。
7，确定规格、型号。
4.8 安全阀的订货
用户在选用安全阀时，首先应根据实际的工况进行计算，确定好具体的型号后，
按需要订货。在下订单时，订购单上至少应注明下列各项：
1，安全阀的型号、公称通径、流道直径、进出口的连接形式、压力级；
2，安全阀操作压力、整定压力；
3，安全阀的材质（阀体、内件、弹簧等的材料）；
4，安全阀的制造、验收标准。
5，特殊要求：
（1）大允许超过压力；
（2）必需排量及拟装设阀门数量；
（3）介质的物性参数、使用介质名称及其重度或摩尔质量、组分比；
（4）介质工作温度、排放温度等；
（5）阀门背压情况；
（6）是否封闭式、是否带扳手等。
第五章安全阀的安装
5.1 安全阀的安装
《安全阀安全技术监察规程》（TSG ZF001-2006）附件B—安全阀安全技术要求
的B4 中规定了安全阀的安装的基本要求，包括下面几个方面：
·安装位置
·进出口管道
·安装前检查
1，安装位置（B4.1）
— 竖直安装
— 靠近被保护设备，易于维修和检查
— 蒸汽安全阀装在锅炉的锅筒、集箱的高位置或者装在被保护设备液面以
上气相空间的高处
— 液体安全阀装在正常液面的下面
2，进出口管道（B4.2）
— 进出口直径（截面积）的规定，是为了保证安全阀的可靠工作
— 排放管装有消音器，必须有足够的流通面积，防止排放背压影响安全阀的
正常动作及其排放量
— 对进出口装截止阀的要求
本节明确了有关“设置截断阀”的规定。对于当前许多现代化企业的大修期延
长所带来的安全阀检修问题，必须设置截断阀。但是，设置截断阀带来了潜在的危
险。因而，必须认真采取一些严格的管理措施，确保人员和设备的安全。
必须设置截断阀时，需要加铅封，并且保证锁定在全开状态，截断阀的压力等
级需要与安全阀进出口管道的压力等级一致，截断阀进出口的公称通径不小于安全
阀进出口法兰的公称通径。
图46、47 是常用的2 种安全阀快速切换装置。
图46 三通球型快速切换装置
图47 双截止型快速切换装置
3，安装前检查
安全阀安装前，应当进行宏观检查、整定压力和密封试验，有特殊要求时，还
应当进行其他性能试验。
5.2 安全阀排放反作用力的计算
对于气体或蒸汽介质的安全阀在排放时，由于大量气体的排出，会给予阀门巨
大的排放反力。这一排放反力将会传至安全阀内部、安装的阀座及其相邻支撑的容
器壁上，对阀门及被保护装置连接处产生很大的力矩。计算安全阀与被保护装置连
接部位的强度时，必须考虑到上述排气的反作用力。
安全阀在稳定流动状态排放向一个封闭系统的情况下，通常不会对进口管线产
生大的反力和弯矩，因为在封闭系统内压力和流速的变化是小的。
仅仅是在那些突然膨胀的地点存在着排放反力的计算。对于封闭排放系统，无
法提供简化分析方法。只有经过对管线系统长时间的复杂分析才能得到传至进口管
线系统真实的排放反力和相应的弯矩。
对于敞开排放系统即安全阀出口通过一个弯头排向大气的场合，API RP 520
《炼油厂泄压装置的定径、选择和安装》的PART Ⅱ《安装》部分中和国内编纂的
《阀门设计手册》中分别给出了计算公式，在这里分别进行介绍。
5.2.1 API RP 520 的计算方法
5.2.1.1 蒸气排放
的B5 中规定了安全阀使用的基本要求。它包括对安全阀的正确选用和日常检修，
其中明确了安全阀适用的场合。
• 安全阀的选用
— 安全阀适用于清洁、无颗粒、低粘度的流体；
— 全启式安全阀适用于排放气体、蒸汽或者液体介质；
— 微启式安全阀一般适用于排放液体介质；
— 排放有毒或者可燃性介质时，必须选用封闭式安全阀。
• 日常检修和维护
— 经常检查安全阀的密封性能及其管道连接处的密封性能；
— 运行中安全阀开启后，需要检查其有无异常情况，并进行记录；
— 如果运行中发现安全阀不正常（泄漏或者其他故障）时，需要及时进
行检修或者更换；
— 锅炉运行中，安全阀需要定期进行手动排放试验，锅炉停止使用后又
重新启用时，安全阀也需要进行手动排放试验。
第六章安全阀的检测
6.1 安全阀的定期检查
《安全阀安全技术监察规程》（TSG ZF001-2006）附件B—安全阀安全技术要求
的B6 中规定了安全阀定期检查的要求。它包括安全阀在线检查和检测、离线检查、
校验等规定。
以往各种规程对安全阀的定期检查和校验，基本上都是规定为：“一般每年至少校验一次”，这对保证设备的安全运行起到有效的作用。但是，随着国民经济的发展，引进了国外设备，国内技术水平也相应提高，一些大型装置和设备停机检修周期从1 年延长到2 年、3 年，甚至今后可能更长时间。许多企业从实际出发，提请延长安全阀校验周期。考虑到这种情况，本部分将定期检查分为在线检查和检测、离线检查和校验两类。这也是为了适当延长安全阀校验周期而加强了在线的检查和检测工作。
1，在线检查和检测（B6.1）
在线检查和检测规定了以下基本要求：
— 在线检查和检测的含义与人员要求
— 检查内容（10 项）
— 检测方法（3 种压力源）
— 检测工作的基本要求（6 条）
在线检查和检测是指在在线状态下（安全阀安装在设备上受压或不受压状态下）
对安全阀进行的检查和检测。主要是宏观检查和记录安全阀在线运行情况。
本部分规定了在线检查的10 个方面的内容：
（1）安全阀安装是否正确；
（2）安全阀的资料是否齐全（铭牌、质量证明文件、安装号、校验记录及报告）；
（3）安全阀外部调节机构的铅封是否完好；
（4）有无影响安全阀正常功能的因素；
（5）必须设置截断阀的情况时，其安全阀的进口前和出口后的截断阀铅封是否完好并处于正常开启位置；
（6）安全阀有无泄漏；
（7）安全阀外表有无腐蚀情况；
（8）为波纹管设置的泄出孔应当敞开和清洁；
（9）提升装置（板手）动作有效，并且处于适当位置；
（10）安全阀外部相关附件完整无损并且正常。
在线检测是为了解决无法离线校验的困难（例如，延长校验周期，安全阀焊接在设备或管线上）。其目的是为了迅速简单地确定安全阀的整定压力及部分动作特性。由于在线条件所限，无法在线证明安全阀的全部性能与标准、规范的一致性。因此，只能认为在线检测是作为延长校验周期的一种手段，但不能取代离线检查和校验。
本部分规定了在线检测的3 种方法，并明确了6 项基本要求。
在线检测的3 种方法：
（1）采用被保护系统及其压力进行试验；
（2）采用其他压力源进行试验；
（3）采用辅助开启装置进行试验。
在线检测一定要确保人员和设备的安全，防止高温、噪声以及介质泄漏对人员的伤害。
关于在线检测装置，国内制造单位不少，型号、功能及性能也不一致，为了保证在线检测的可靠性，本规程规定“在线检测装置能够保证安全阀的基本性能要求”。
2，离线检查（B6.2）
离线检查规定了以下基本要求：
— 离线检查含义
— 离线检查条件（3 条）
— 检查内容（9 项）
— 检查工作基本要求（4 条）
— 处理
离线检查是指在离线状态下，将安全阀从设备上拆下，对校验有效期已满的
安全阀或在线运行出现故障或性能不正常的安全阀进行的检查。检查内容包括：宏
观检查、检查整定压力、分解检查、零件检修和更换、重新装配、重新调整整定压
力、检查密封性等。
本条明确了安全阀离线检查的4 项基本要求。在进行离线检查和维修前，应当
要采取预防措施，确保人员和设备的安全。
本条就安全阀的7 种实际情况规定了报废或停止使用并且更换。
6.3 试验装置能力对安全阀性能的影响
1，ASME 规范（API 标准）对试验装置的要求
（1）ASME《锅炉与压力容器规范》（第Ⅰ、Ⅷ卷）
试验装置和试验容器应具有足够的尺寸及容量，以保证泄压阀整定压力在要求
的允差范围内。
（2）ASME PTC 25 —2001 《泄压装置—性能试验规范》
试验装置应具有足够的排量和压力。由于试验装置的排量和压力的限制将影响
泄压装置的运行条件和其他运行特性。
试验容器的直径和容积应足够大到以获得准确的静压测量以及对被试泄压装
置的工作特性的准确确定。
（3）API RP 576 《泄压装置的检查》附录B
具有不足量缓冲容积的定压校验台不能引起明显的启跳并可导致不准确的整定压力空气系统定压校验台包括一个压缩机或其它高压空气源，一个供应容器，一个
试验罐或足够大以积累足够空气而使阀门在整定压力迅速开启的缓冲罐，管路系统压力表、阀门和其它必要的控制试验的仪器。
图51 API RP 576 附录B 的试验系开启高度流量图58 安全阀发生颤振时的开启高度曲线
试验结果表明：
1）试验装置的容量对安全阀的整定压力、启跳压力基本无影响。
2）只有试验装置的容量足够大时，才能正确判断安全阀的回座压力及机械特性是否符合要求。
另外，在排量研究工作中表明，与API Std 526 标准安全阀相比，出口面积较小的JB 标准安全阀的系数较小。一般JB 标准安全阀的排量系数为0.8-0.9。而真正符合API 标准的安全阀的排量系数可高达0.98。
6.4 背压试验
安全阀的出口背压对其性能有较大影响。较高的背压，会影响到安全阀的动作
性能及其排量。
图59 是进行安全阀背压试验的试验系统。
开启高度与时间曲线
第七章安全阀的维修
7.1 安全阀维修的一般要求
1，安全阀的维修工作要严格遵守安全技术规程。对于从生产线上拆卸下来的安全阀，应特别注意其残存介质，以防造成人员伤害。
2，安全阀维修作业人员应在国家认可的机构培训考核并取得《特种设备作业人员证》。
3，安全阀的维修单位应当具有与维修工作相适应的技术人员、维修设备和场地。
4，安全阀维修作业人员应了解原制造厂的产品结构及其特点，并遵从原制造厂的产品相关指导书及使用维护说明要求。特别是需要更换关键零件（例如，弹簧、阀瓣、阀座、导套、平衡波纹管等）时，应当采用原制造厂的相应零件，或者取得原制造厂认可的相应零件。
5，安全阀的调节机构（调节圈、调节螺钉等）位置要保持原制造厂的出厂状态，不得随意改变。
6，安全阀中的非金属材料的零件（例如，先导式安全阀中的橡胶“O”型圈），应当依据其许可使用寿命及时更换。
7，安全阀分解、清洗、再装配时，应当注意保护密封面和导向面等部位不被损伤。
8，安全阀应当垂直运输。保存期间应当用堵盖封住其进出口。
9，安全阀的标识应当清晰，易于识别其在设备上的安装位置、整定压力和校验
日期。7.2 安全阀常见故障、原因及其排除
1，泄漏率超过允许值
（1）阀瓣或阀座密封面损伤或存在脏物
原因— ① 外来物（焊渣、铁锈、固体物质）；
② 介质腐蚀或冲蚀。
排除方法— ① 可使用提升扳手或其他方法将阀门开启数次把赃物吹
去。若无法吹除，则需要分解阀门予以清除。
② 根据密封面损伤的程度采用研磨或车削后研磨的方加以修复，修复后应保证密封面的平面度，其表面粗糙度应不低于0.1μm。
（2）安装不当
原因— 安全阀进出口连接管道安装不当所形成的不均匀载荷而致使
阀门变形。
排除方法— 重新将安全阀装在管道上，并排除管道的附加载荷。
（3）温度
原因— ① 不均匀热胀冷缩致使零件变形；
② 弹簧受热后刚度变软致使预紧力减小。
排除方法— 属选型不当时，应根据使用温度重新选用合适类型的采取适当隔热措施的的安全阀，如带散热片型式的安全阀或其它特殊结构的安全阀。
（4）操作压力过高（与整定压力太近）
排除方法—建议使用单位降低操作压力或提高整定压力。
2，动作不灵活（卡阻）
（1）运动零件不对中
原因— ① 零件形位不好；
② 导向表面粗糙度差；
③ 导向表面硬度低；
④ 导向表面有缺陷（损伤、毛刺）。
排除方法— 根据零件缺陷程度加以修复或更换。
（2）运动表面有异物（焊渣、铁锈、腐蚀产物、固体物质等）
原因— ① 管道或设备中的脏物、腐蚀产物；
② 运输或贮存中的外来物。
排除方法— ① 清洗设备或管道。
② 根据零件损坏情况重新拆洗或更换阀门并建立定期检
修制度。
3，安全阀动作性能指标达不到要求—制造厂出厂合格，使用过程中变化
（1）整定压力偏差超出允许范围
原因— ① 整定压力调整不当或调整螺钉松动；
② 温度影响；
③ 弹簧刚度变化；
④ 背压力发生变化。
排除方法— ① 找出调整不当的操作原因并采取适当的措施消除之，
调整后将调整螺钉的锁紧螺母锁紧并加以铅封；
② 更换弹簧；
③ 找出背压力变动的原因并加以消除，当背压变化量较
大时应选用平衡波纹管式安全阀。
（2）排放压力或回座压力变化
原因— ① 调节圈位置变动；
② 弹簧刚度不合适。
排除方法— ① 按制造厂提供的位置重新调整调节圈位置；
② 更换合适刚度的弹簧。
（3）频跳
原因— ① 排量过大；
② 调节圈位置不当。
排除方法—① 根据设备需要的排量，重新计算并选用排量合适的安
全阀；
② 按制造厂提供的位置重新调整调节圈位置。
（4）颤振
原因— ① 弹簧刚度过大；
② 调节圈位置不当。
排除方法— ① 更换合适刚度的弹簧；
② 按制造厂提供的位置重新调整调节圈位置。
7.3 安全阀的修理
安全阀的修理主要在于安全阀阀瓣与阀座密封面的修理。
3，密封面的材质
安全阀阀瓣与阀座密封面材质有金属和非金属两种。
金属密封面，一般为基体材料或堆焊钴基硬质合金，堆焊层硬度一般在
HRC40-50 之间。
非金属材质一般为氟塑料、橡胶、尼龙等。
4，密封面的修理
非金属材料的密封面损伤后，一般都应拆下更换。
金属密封面在损伤不太严重的情况下，一般都采用研磨的方式。阀瓣和阀
座必须用平整的磨具进行单独分开研磨。对研后会出现沟槽，一经开启回座后即可
能泄漏。
3， 研磨
（1）什么叫研磨？
研磨是应用研磨工具与研磨剂，在研磨剂承受研具一定压力后，对工作表面进行微量磨削，从而使工件表面磨去一层极薄的金属，使工件表面获得很高的平面度和表面粗糙度等级，这种工艺加工过程叫研磨。
5， 研磨的分类
按研磨精度分为粗研磨、半精研磨和精研磨。
按研磨剂分为干研磨和湿研磨。
按研磨对象分为平面研磨,圆锥面研磨,圆柱面研磨,球面研磨。
粗研磨主要是得到正确的尺寸和精度；半精研磨和精研磨主要是提高表面
粗糙度等级。
6，研磨工具
研磨工具的形状是随被研工件的形状不同而不同，而其材料应具备以下
特点：组织细密均匀，嵌砂性好，有良好的耐磨性、足够的刚度、平整度。常用的安全阀密封面的研磨工具材料有以下两种：灰铸铁和硬质合金。灰铸铁具有耐磨性和润滑性好、磨损小、研磨效率高以及成本低、易加工等优点。适用于研磨硬质合金、合金钢、有色金属等几种材料,但不能使硬度较高
的工件表面获得很高的表面粗糙度等级。因此适宜作粗研磨或硬度不高的工件表面。它的缺点是易于身磨损。硬质合金，用该材料制成的研磨工具其大的特点是能使硬度较高的零件表面获得很高的表面粗糙度等级。因此适应作高硬度工件表面的精研磨用。
（4）研磨方式
研磨方式可分为机械研磨和手工研磨。机械研磨通常用于工件数量较多而且密封性要求不高的场合，也可用于密封面损伤较严重的工件。其优点是研磨速度快，省力。但无手感，易损坏密封面。
手工研磨则相反，可使工作表面获得很高的表面粗糙度等级。根据研磨时工件与研磨工具的运动方式，研磨又可分为动研磨和静研磨。动研磨指研磨工具不动，而工件与研磨工具做相对运动。静研磨则相反，即工件不动研磨工具与工件作相对运动。一般结构的安全阀，因阀瓣拆装容易，故对其采用动研磨；而对阀座采用静研磨。
（5）平面密封面的动研磨程序
研磨工作开始前，应在平板的工作表面涂煤油，并用清洁干燥的棉纱擦干净。在平板上加适量厚度的研磨剂，然后把工件放上，沿着平板的全部表面以较大的均匀压力，低速推磨或以旋转和直线相结合的运动方式进行研磨，在研磨过程中须不断变更工作的运动方向。由于无规则的运动使磨料始终在新的方向起作用，工件表面的平整度和表面粗糙度很快地得到提高，同时也使平板得到均匀磨损。研磨一段后，应将工件旋转一新的角度后再进行研磨，以防止工件表面的倾斜.研磨一段时间后,应重新添上新的研剂后再进行研磨。如此反复直至达到粗研磨或精研磨的要求。精研磨的方法大致与粗研磨和半精研磨相同。由于其主要目的是提高表面粗糙度等级,因而选用精研磨用的研磨剂,并以较小的均匀压力，旋转方式进行研磨，但运动的幅度不宜过大。
（6）研磨中的注意事项
1）在调制研磨剂时和整个研磨过程中，必须注意清洁，不同粒度或不同号数的研磨剂不能相互掺合，且应严密封存以防杂质混入。
2）研具必须经常保持平整，且应妥善存放。
3）不能在同一块平板上同时使用不同粒度或不同号数的研磨剂。
4）硬质合金材料制成的平板不宜进行粗研磨。
5）研磨时压力一般不应太大，以避免因磨料压碎而划伤密封面。
4，抛光使用研磨和抛光设备以及与之配套的工装,经过研磨和抛光两道加工，能使密封面表面粗糙度达到Ra0.01，平面度一般小于1.5μm（一般要求表面粗糙度Ra0.1、平面度小于3μm 就能满足安全阀密封要求）。而达到如此高质量的密封面研磨时间只需3 分钟（研磨2 分钟、抛光1 分钟，不包括辅助时间），这样的研磨、抛光一次可加工几件或十件不等。
第八章 安全阀的可靠性
随着国民经济的迅速发展，石化企业装置的规模越来越大，设备的大型化和密集度的不断加深，安全生产成为企业发展建设中不可忽视的大问题。尽管随着生产装置控制水平的提高，集散控制系统的普遍应用，从工艺控制上采用诸如超压报警、联锁停机等多种措施以确保装置的生产安全，发挥了很重要的用。但是安全阀仍然是石化装置中锅炉、压力容器和压力管道安全的主要设施之一。近年来一些石化企业要求对承压设备上的安全阀进行了单独风险评估，以便合理地确定安全阀的校验周期，为此个别院校和研究单位开展了对石化企业承压设备安全阀失效模式、失效原因分析以及石化装置在用安全阀风险评估技术的研究工作。然而，这些调查和试验研究仅涉及弹簧直接载荷式安全阀的弹簧的可靠度对安
全阀的稳定运行所起的影响,而缺乏对各类型安全阀整体失效的研究。甚至于有的认为“虽然不同技能力的安全阀厂家其产品的稳定性适用范围不同，即失效概率等级不一样，但在所考虑的安全阀使用参数范围内，拥有安全阀生产许可证的厂家所提供的安全阀其性能是稳定的，对此使用参数范围内的安全阀进行失效概率分析时不考虑安全阀本身质量。” “安全阀的失效还同使用、维修和校验有关，即同安全阀的材料是否合理、安装位置是否合适、维修方式是否恰当、零件更换是否进行、压力调校是否准确有关。对此已有多年运行经验的石化企业，这些因素都是可以控制的，在此不再把它们作为考虑因素。在对石化装置安全阀进行失效概率分析时只要考虑安全阀运行环境的影响（结垢、腐蚀）即可。”
石化企业生产装置多，介质参数广（介质压力从低压到高压，温度从低温到常温再到500 多度高温），介质物性差异大（有腐蚀介质、非腐蚀介质；有环境温度下可自流介质，也有不可自流介质；有环境温度下易结晶、结焦、含杂质介质，也有洁净介质）。安全阀要适应这些复杂的操作条件，除了对在线安全阀的运行性能分析、履历和管理水平等方面进行评价安全阀的失效案例统计失效可能性评价外，认真就各种类型安全阀整体失效进行分析研究是极其必要的，提高安全阀适应复杂的操条件对于降低设备运行风险和成本是非常有益的。
8.1 安全阀的失效分析
8.1.1 安全阀失效的定义
对于安全阀，由于它不同于其他类型设备的失效，所以了解其失效定义是重要
的。在API RBI 中，泄压装置（安全阀）失效的定义为泄压装置在紧急状态下不能
开启，导致被保护设备超压，进而导致被包容物的损失（故障/年）。通过泄压装置
的泄漏也是一种失效。
8.1.2 安全阀失效的主要模式
API 581（2008 版）《基于风险的检验技术》中明确指出，当对泄压装置失效进
行风险评估时，存在的失效模式主要分成两类：不能开启和泄漏失效。
1）不能开启（FAIL）
① 粘住或不能开启（FTO）
② 阀门部分开启（VPO）
③ 高于整定压力开启（OASP）
2）泄漏失效（LEAK）
① 通过阀门泄漏（LPV）
② 假开启/提前开启（SPO）
③ 阀门开启卡住（VSO）
不能开启（FAIL）失效模式是首先需要关注的，因为这种失效会导致被保护设备的潜在超压和被包容物的损失。在这种情况下，包括阀门部分开启（VPO），其中并没有那么严重的后果，但设备可能超压。API RBI 适当地考虑了表明阀门部分开启（作为一种失效）的所有数据。表明阀门高于整定压力开启（OASP）的数据也包括在不能开启的失效模式中，因为失效概率曲线是基于台架试验数据，而失效情况定义为任何需要的压力大于整定压力的1.3 倍。如果检测点开启时的压力超过整定压力但不超过1.3 倍整定压力，则认为检测成功，其不包含在不能开启（FAIL）情况中。不能开启失效模式的后果包括着火和爆炸对人员、设备的影响，以及由于被包容物的损失使得人员接触有毒液体。其次要关注的是包括在正常条件下运行过程的泄压装置的失效。API RBI 方法将余下的三个失效模式统一归结到泄漏范畴中。通过阀门泄漏（LPV）、假开启/提前开启（SPO）和阀门开启卡住（VSO）这三种失效不会导致被保护设备的超压或被包容物的损失，但可能会导致过程系统产生潜在的不可接受的泄漏。通过泄压装
置的泄漏可能来自于非常小的损害，导致产品损失，也可能产生更严重的后果，导致过程停车以维修或更换泄压装置。如果泄压装置排放到大气中，会带来对环境的影响和潜在的着火、爆炸和有毒物泄漏。
8.1.3 安全阀失效分析
8.1.3.1 安全阀失效的风险
安全阀失效后果有:人员伤害、对设备损坏造成损失、系统损失、介质毒性的危害和对环境的影响。
对于安全阀，不能按要求开启将很可能导致被保护的设备处于远高于正常使用压力的压力之中。严重后果将导致被保护设备的灾难性爆破。虽然安全阀泄漏的后果要远远轻于由于安全阀不能开启而带来的损失，但是泄漏频率可能非常高，安全阀可能根据泄漏风险的基础上被定为高风险。API 581 中，通过对工业台架检测数据分析表明，大约8.4%的泄压装置在整定压力的70%和90%之间出现泄漏。此外6.6%的泄压装置在低于70%整定压力时出现
泄漏，其中2.4%的被测泄压装置泄漏明显。API RBI 认为，泄压装置排量的1%和10%的泄漏率（在正常使用条件下计算）是轻微和中等的泄漏。对于开启卡住，泄漏率大约为25%的泄压装置排量。
泄漏造成的总成本损失包括环境成本、停工维修泄压装置的成本以及产品损失成本。当泄漏通过泄压装置排放到大气或排放到清理系统（会产生清理成本或罚款）时，需要增加环境成本。如果泄漏的阀门不能被容忍，则需要考虑实际的与泄压装置的维修、检测、检查和修理相关的用户工订货成本。维修泄漏的安全阀带来的产品损失成本，如果备份的安全阀是平行安装，或在安全阀下方设有隔离阀，维修时不需要停工，则可以不考虑产品损失。当泄放要求需要使用多个安全阀来共同达到泄放量时，因所有安全阀同时处于失效的概率很低，则风险会相应降低。被保护的设备将有较高的概率，其使得在超
压需求情况下将超压量减至小。对于安装多个安全阀的情况，某个特定的安全阀的泄漏概率不会增加。然而，既然阀门数量增加了，系统泄漏的概率及相关后果会随着安全阀数量的增加而增大。
8.1.3.2 影响安全阀失效的因素
1，安全阀使用工况的严酷程度。
安全阀失效概率与其工作流体性质和使用工况的严酷程度有关。流体的温度、腐蚀、结垢、堵塞或其他影响会造成泄压装置的失效。使用工况的严酷程度可分轻度，中度或重度（对于不能开启失效模式的使用工况的严酷程度分类可见API581-2008 表7.4）。值得注意的是，对于不能开启失效模式下被定为轻度工况的液体，对于泄漏失效模式不一定也是轻度工况。例如，工业失效数据表明，冷却水，已知的一个肮脏/产生水垢工况，对于不能开启失效模式有高的失效率，因此被分类为重度工况；
相反的，用于冷却水的安全阀没有表现出大量泄漏故障，因此对于泄漏失效被分类为轻度工况。另一例子是蒸汽，数据库表明，对于不能开启失效模式其应被分类为轻度工况，而对于泄漏失效则应被分类为重度工况，这是因为高温蒸汽的侵蚀特性所致。用户的使用经验将为选择泄漏状况的使用严酷度条件提供帮助。
2，安全阀的结构类型。
平衡波纹管式安全阀采用了波纹管以隔离阀瓣背面来自附加背压和排放背压的影响。波纹管也隔绝了来自排放系统中流体的腐蚀影响。通过分析工业失效率数据，显示出平衡波纹管式安全阀与常规式安全阀具有相同的失效概率的要求，即使它们通常排放到肮脏/腐蚀性的封闭系统中。来自于工业失效率数据反映了与常规阀相比，平衡波纹管式安全阀泄漏率有所上升。迄今为止，在工业失效数据库中只有很少的数据适用于先导式安全阀（POFOD）。文献表明，先导式安全阀的失效率约是弹簧载荷式泄压阀20 倍。对于泄漏，由于先导式安全阀固有的内部设计，使得其工作压力接近整定压力，
因而先导式安全阀的密封性比较好。对于具有软座（O 型圈）的常规或平衡波纹管安全阀，降低了通过其阀座潜在的泄漏，可以考虑提高25%的可靠性。对于爆破片，目前可用的失效率的数据很少。爆破片是非常简单、可靠的装置，当压力远超过其破裂压力时（除非进出口堵塞或安装不合适），不可能开启失效。通常，如果一个爆破片要失效，它会很早就破裂。因此，在API RBI 中，爆破片的开启失效是基于常规泄压阀的轻度使用工况。我们假设爆破片至少与常规泄压阀同可靠。我们还假设爆破片的材料是合理选择的，可以承受工作流体的潜在腐蚀。如果获悉爆破片的材料没有对于腐蚀介质合理选择，则将对爆破片的失效率做出适当调整。
3，常规安全阀排放到封闭系统或火炬。
如果常规安全阀排放到封闭系统或火炬，则需对其失效率进行调整。因为常规安全阀没有波纹管来保护使之免受排放系统的腐蚀性流体的侵蚀。
4，超过压力高于1.3 倍整定压力。
API 581的失效定义为需要的压力超过1.3倍的整定压力。期望更高的超压，安全阀不能开启的概率会明显下降。工业上的失效数据支持这一观点。随着超压比（实际压力/整定压力）增加，安全阀失效率显著降低。
5，环境因素。
存在几个影响安全阀可靠性的环境/安装因素。包括：安装管路的振动，阀门颤振的历史，装置是否位于脉冲流或周期性使用工况，比如安装在往复式旋转设备的下游。其他能够显著影响泄漏率的环境因素是工作温度和工作比。安全阀的工作比定义为大系统工作压力与整定压力的比。对于弹簧载荷式泄
压阀的工作比大于90%时，系统压力接近于克服弹簧提供的阀座表面的关闭力，则安全阀将可能泄漏（前泄simmer）。这种增加的潜在的泄漏，应用环境因素来考虑这种泄漏情况。类似的，当先导式安全阀的工作极限大于95%时，应使用环境因素来考虑这种情况。当然，某些先导式安全阀可以在98%的工作比下工作。通过分析工业失效率数据，表明安装在振动或循环使用状态下的安全阀可能有
更高的泄漏率。但分析表明，其不能开启的失效率保持不变。如果安全阀有颤振的历史，应尽快改进或重新设计安全阀以尽快排除颤振，因为颤振对安全阀所保护的设备是非常有害的。对于有颤振历史的泄压阀，其可靠性将降低。在工作温度、工作比、安装管路的振动、装置位于脉冲流或周期性使用工况以及阀门颤振等方面，先导式安全阀较之弹簧载荷式安全阀有较高的可靠性。
6，与安全阀组合安装爆破片
在安全阀上游与安全阀组合安装爆破片，将安全阀与工作条件和腐蚀性或污垢流体隔离，可以降低安全阀所要求的开启概率。API RBI 考虑了上游爆破片情况，不考虑选择流体的严酷度，仅利用轻度工况的失效概率。我们假设爆破片和安全阀之间的空间是排空的，并根据规范要求和API RP 520 的处于泄漏监控之中。如果不是这种情况，上游爆破片不应在分析中考虑（即假设爆破片不存在）。当在安全阀的上游安装爆破片时，可以不计算由泄漏导致的后果。
7，安全阀特定的测试数据
追踪每个安全阀从初始安装起的历史检测数据，以获得失效率的相关数据。一般来说，失效率是基于安全阀本身的检查结果（即台架检测结果）。泄压系统的可靠性会受到阻塞管路的影响，因而对于每个检查日期，都应记录管路的检查情况。工程实践建议如果管路阻塞超过25%，则管路应被认为是阻的，这将缩短检查间隔。
8，安全阀的结构合理性和设计更新
对安全阀进行结构完善和设计更新可以提高其可靠性，这将会降低失效率。比如选用耐腐蚀材料或安装上游爆破片。
8.2 安全阀的质量控制
提高安全阀的产品质量，提高安全阀适应各种复杂的操作条件，对于降低设备运行风险和成本是非常有益的。
1，安全阀结构设计的合理性
合理的安全阀结构设计是提高安全阀可靠性的关键。这主要涉及到安全阀的导向结构、阀瓣与阀座、弹簧设计以及相应的材料选择。
（1）导向机构
安全阀的规范和标准中均明确规定，为了确保安全阀动作可靠和密封性，安全阀应当设有运动零件的导向机构，导向机构要考虑热胀冷缩等温度因素。导向表面应当采用耐腐蚀材料，而且表面应当耐磨，并且具有一定的硬度，能够防止卡阻。
（2）阀瓣与阀座
阀瓣与阀座的合理设计对于安全阀的动作性能和密封性至关重要。阀瓣与阀座的材料必须能够抗冲击耐腐蚀，不允许采用铸铁材料。工艺参数较高的安全阀，其密封表面应当采用较硬的耐蚀材料。
由于安全阀密封表面的密封比压较之其他阀门低得多，因而应当在密封结构和密封面宽度上精心设计。例如适用于高温蒸汽工况的有自紧密封作用的热阀瓣结构。
（3）弹簧
弹簧是安全阀的关键零件，其设计的合理性与安全阀的动作性能密切相关。安全阀弹簧刚度设计的合理性，保证安全阀的正常开启和动作性能。安全阀的规范和标准中均明确规定，安全阀的结构能够防止出的介质直接冲蚀弹簧，尤其是热的腐蚀性流体；弹簧设计能够保证在安全阀全开启时，弹簧的变形量等于弹簧大变形量的20%~80%，弹簧设计的大切应力不大于许用切应力的80%。
用于安全阀的弹簧材料，其选取应当充分考虑工作介质和温度的影响，应当采用耐腐蚀材料或者在弹簧表面涂（镀）上一层耐腐蚀防锈材料；用于高温或
低温场合的弹簧，应当充分考虑温度对弹簧变形量的影响以及弹簧材料的蠕变或冷
脆性。为了保证弹簧工作时的稳定，弹簧应当进行强压处理。弹簧在室温下从
自由高度压到并圈高度3 次后，停放10min，检测其自由高度的变形量，不得大自由高度的0.5%。
安全阀提前开启和泄漏失效与弹簧密切相关。弹簧失效的基本形式是松弛和断裂，其主要因素是弹簧制造工艺欠佳、遭受腐蚀和弹簧材质本身缺陷。弹簧不允
许存在裂纹、发纹、夹杂或者其他影响使用的缺陷，必要时应当进行无损检测。
（4）安全阀流道结构设计
合理的安全阀流道结构设计，保证了安全阀的动作性能和必须的排量。安全
阀的出口面积与喉部面积之比会影响流体的排放。API Std 526 标准的安全阀，其
规格为11/2 D 21/2 的安全阀，出口面积是喉部面积的64 倍，而8T10 仅是3 倍。当
整定压力超过标准所规定的高压力值时，应当考虑其动作性能和排量是否会受到
影响，必要时进行一些研究工作。尤其是对于一些大口径阀门，若连接到一个设计
不良的排气管系统，大的排量会产生危险的排放背压，从而影响其动作性能和排量。
（5）材料选择
安全阀的材料选择不当，会造成工作介质对其零件的腐蚀或锈蚀，从而导致
安全阀失效：
① 腐蚀或锈蚀造成安全阀内件粘住，安全阀开启压力升高或不能开启；
② 安全阀进出口腔被腐蚀残物、固化物（如焦化物、硫等）、聚合物（聚丙
烯、聚乙烯）等堵塞，不能开启；
③ 腐蚀造成安全阀弹簧变软或断裂，安全阀无法正常工作；
④ 安全阀密封面被高温高压介质冲蚀，或被工作介质腐蚀，造成阀门泄漏。
2，为被保护承压设备选择合适的安全阀产品—适应操作条件的正确选型。
安全阀的选型涉及工作温度、压力、介质、背压等操作因素的考虑。不同结构
型式的安全阀，具有其*的特点，更适应某种操作条件下使用。因而选型时一定
要了解清楚工艺参数数据和操作条件。
3，创造必要的安全阀性能试验条件
安全阀不同于一般阀门，其有动作性能和排量要求。因而必须具备所需的性
能试验条件，这在安全阀的规范和标准中均有明确规定。只有试验装置的容量足够
大时，才能判断安全阀的回座压力及机械特性是否符合要求。
4，正确检测、安装和使用安全阀。
安全阀的检验、检测、修理和更换是*的安全的做法，旨在降低不能开启和
泄漏的失效概率。因而，指导用户正确检测、安装和使用安全阀是非常重要的。
按照安全阀的规范、标准和相关规定，制定检修规程并严格遵守实施。安全阀
的定期检查包括在线检查和检测以及离线检查两大部分。这些检查结果和记录，对
于安全阀在线工作的风险评估，具有极其重要的作用。
按照《安全阀安全技术监察规程》的规定，当符合以下基本条件时，安全阀校
验周期可以适当延长：
① 有清晰的历史纪录，能够说明被保护设备安全阀的可靠使用；
② 被保护设备的运行工艺条件稳定；
③ 安全阀内件材料没有被腐蚀；
④ 安全阀在线检查和在线检测均符合使用要求；
⑤ 有完善的应急预案。
安全阀的检验、检测、修理和更换的注意事项：
（1）试验装置能力对安全阀性能具有重大影响，因而用户在检测安全阀时应保
持制造厂的出厂原状态。例如，调节圈的原始位置。
（2）检测安全阀所用流体应与实际工作介质物理特性相一致。
（3）安全阀应尽量安装在被保护承压设备附近，安全阀进口管路和附件的流阻
损失不大于安全阀整定压力的3%。
（4）安全阀安装时，不应当受到进出口管路的机械应力的影响，以免影响安全
阀的正常工作性能。
（5）安全阀维修更换零件时，必须使用与原制造厂出厂状态一致的零件，特别
是弹簧。
（6）采用能保证被保护承压设备始终处于被保护状态的安全阀快速切换装置。
5，完善管理机制
当前国内对于安全阀所具有的排放能力的监督管理尚欠完善。一般的安全阀
制造厂提供不了其生产的安全阀所具有的排放能力证据。
虽然安全阀的规范和标准中没有明确规定排放能力的要求，但是从安全阀在
线工作的风险评估方面，需要有安全阀所具有的排放能力。建议国内相关部门完善
管理机制，就安全阀所具有的排放能力，类似于NBBI 的红皮书，给予明确公布。
8.3 结语
1，安全阀产品的在线失效，会严重影响被保护承压设备的安全和正常工作，造
成人员伤害和环境污染。
2，提高安全阀产品的可靠性对降低设备运行风险和成本，具有极其重要的作用。
3，降低设备运行风险和成本，需要安全阀供需双方的共同努力。