【国家标准(GB)】 安全阀 一般要求

中华人民共和国国家标准
安全阀一般要求
Safety yalves--General requirements本标准等效采用国际标准ISO41261984《安全阀般要求》。1主题内容与适用范围
GB 12241---89
本标准规定了通用安全阀的术语、进出口连接、成品试验、动作性能和排量试验、标志、当量排量计算等般要求。
本标准适用于压力0.1～25MPa，流道直径大于或等于8mm的安全阀，本标准对安全阀的设计介质及温度未予限定。
2引用标准
GB9113整体钢制管法
GB12224钢制阀门--般要求
JB1752外螺纹连接端部尺寸
JB2769PN16、32MPa螺纹法兰
3术语
3.1安全阀
种自动阀门，它不借助任何外力而是利用介质本身的力来排出额定数量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值。当压力恢复正常后，阀门再行关闭并阻止介质继续流出。当标准有规定时，可用个附加的其他能源来驱动安全阀。3.1.1直接载荷式安全阀：种直接用机械载荷如重锤、杠杆加重锤或弹簧来克服出阀瓣下介质压力所产生作用力的安全阀。
3.1.2带动力辅助装置的安全阀：该安全阀借助一个动力辅助装置，可以在低于正常的整定压力下开启。即使该辅助装置失灵，此类阀门应仍能满足本标准的要求。3.1.3带补充载荷的安全阀：这种安全阀在其进口处压力达到整定压力前始终保持有一增强密封的附加力。该附加力（补充载荷）可由外来的能源提供，而在安全阀达到整定压力时应可靠地释放。其大小应这样设定，即假定该附加力未释放时，安全阀仍能在进口压力不超过国家法规规定的整定压力原分数的前提下达到额楚排量。3.1.4先导式安全阀：-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本标准要求的直接载荷式安全阀。
3.2压力
3.2.1整定压力（或开启压力）Ps：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，介质星可由视觉或听觉感知的连续排出状态。3.2.2排放压力P：阀瓣达到规定开启高度时的进口压力。排放压力的限需服从[周家有关标准或规范的要求。3.2.3超过压力△Po：排放压力与整定压力之差，通常用整定压力的百分数来表示。3.2.4回座压力P：排放后阀瓣重新与阀座接触，即开启离度变为零时的进口压力。国家技术监督局1990-01-04批准1990-12～01实施
GB12241-89
3.2.5启闭压差△Pbl：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，只有当！压力很低时才用MPa表示。
3.2.6背压力Pb：安全阀出门处压力。3.2.7排放背压力Pbd：由于介质通过安全阀流人排放系统而在阀出口处形成的压力。3.2.8附加背压力Pbs：安全阀动作前在阀出口处存在的压力，是由其他压力源在排放系统中引起的。
3.2.9冷态试验差压力Pcd：安全阀在试验台上调整到开始开启时进口处的静压力，该压力包含了对于背压力和温度的修正值。
额定排放压力Par：标准规定的排放压力上限值。3.2.10
密封试验压力Pt：进行密封试验时的进口压力，在该压力下测量通过关闭件密封面的泄漏率。3.3开启高度h
阀瓣离开关闭位置的实际升程。3.4起始升程
指最初的升程，它使位移变换器或类似仪表上出现首次位移指永。3.5流道面积（喉部面积）A
指阀进口端到关闭件密封面间流道的最小载面积，用来计算无任何阻力影响时的理论排量。3.5.1流道直径do：对应于流道面积的直径。3.6帘面积Ac
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圆锥面形通道面积。3.7排放面积Ad
阀门排放时流体通道的最小截面积。对于全启式安全阀，排放面积等于流道面积，对微启式安全阀，排放面积等于帘面积。
3.8排量及排量系数
3.8.1-理论排量W，：是流道截面积与安全阀流道面积相等的理想喷管的计算排量。3.8.2排量系数Kd：实际排量与理论排量的比值。3.8.3额定排量系数Kdr：排量系数与减低系数（取0.9）的乘积。3.8.4
额定排量Wr：实际排量中允许作为安全阀使用基准的那一部分，即按下列a、b或c计算的值。a．实际排量×减低系数（取0.9）；b．理论排量×排量系数×减低系数（取0.9)c．理论排量×额定排量系数。
3.8.5当量计算排量We：指流体的压力、温度以及特性在与额定排量条件下流体的压力、温度、特性不间时安全阀的计算排量。
3.9机械特性
3.9.1频跳：安全阀阀瓣迅速异常地来回运动，在运动中阀瓣接触阀座。3.9.2颤振：安全阀阀瓣迅速异常地来回运动，在运动中阀瓣不接触阀座。3.10监察机构（安全阀方面）
承担监餐试验，审核安全阀的排量计算书和证明书等各方面职责的机构。3.11公称通径DN
用以标示通径的数字。通用了个管道系统中的所有部件，是一个用作参考的整数，通常仪与制造尺寸大致相符。
4进出口连接
4.1法*连接按GB9113或JB2769的规定。4.2螺纹连接按JB1752的规定。
4.3焊接端部尺寸按GB12224的规定。5成品试验
5.1自的
GB 12241--89
试验国的在证实每个安全阀已经调整到适合运行的要求，月能够承受规定的压力和温度。5.2般要求
所有临时用作试验的管子、连接件以及封闭装置应能足够地承受试验压力。任何临时焊接上的附件应仔细地除去，并磨平焊疤，使之与金属基体样业整，并用磁粉或液体渗透法进行检查。
所有试验用波顿管式压力计或其他乐力测量装置应定期按照相应的标准进行检验和校准，以保证精度。
5.3强度试验
5.3.1应用说明
封闭阀座密封面，在进口侧体腔施加试验压力，该压力应为安全阀公称压力的1.5倍。对尚空排放的安全阀或仅在排放时产生背压力的安全阀，不需在排放侧体腔部位进行强度试验。当安全阀承受附加背压力或安装于封闭的排放系统时，则应在排放侧体腔部位进行强度试验，试验压力为最大背压力的1.5倍。
5.3.2强度试验的持续时间
强度试验时，应将试验压力保持足够长的时间，以保证对阀门各个表面和连接处进行目视检查。试验持续时间在任何情况下不得少于表1的规定。公称通径大于600mm的安全阀，其试验持续时间按比例增加。排放侧体腔的试验持续时间按5.3.1所规定的压力以及出口通径来决定。表1强度试验的最短持续时间
公称压力PN，MPa
公称通径DN
*50～65
80~100
100～125
~125～150
150～200
200～250
250~300
300-350
-350～100
400~450
450~500
500～600
持续时间，min
5.3.3安全要求
GB 12241-89
通常用纯净适度的水作试验介质，当采用其他试验介质时则可能需要附加防护措施。阀体应适当地留有排气出路以除去残存的空气。如果阀门进行强度试验的部位含有易脆断的材料，则在试验时阀广门或其试验部位和试验介质均府保持是够高的温度，以避免碎裂进行强度试验的阀门或其部件不应承受任何形式的冲击载荷，例如锤击试验。5.4气压强度试验
5.4.1应用说明
应避免用气体作强度试验，但在下列a和b情况下并经有关各方同意后可以将标准规定的壳体强度试验用空气或其他合适的气体来进行。a，设计和结构上不适于充灌液体的阀门。b，用于工况条件不允许有任何微小水迹的阀门]。试验压力和加压方法按5.3.1的规定。5.4.2气压强度试验的持续时间
气压强度试验持续时间和试验条件按5.3.2的规定。5.4.3安全要求
应考虑到气压试验中存在的危险性，并采取足够的预防措施。对下列有关因素要引起注意：a．如在试验加压过程中的某个阶段阀门发生较大的破裂时，则会释放出大量的能量。因此，在升压过程中不允许人员靠近。
b设计时应估计到试验状态下阀门可能发生脆断的危险性，因而在选用要进行气压试验的阀门材料时，应考虑避免在试验中发生这种脆断危险，这就需要在各部件材料的脆变温度和试验温度之间规定一个适当的差值。
c．应注意到当此罐的高压气体减压到阀门的试验压力时温度会下降的这实际情况。d。‘进行气压试验时，要等到升压完成后才能靠近试验装置仔细检查。e。进行气压试验时的阀门不得给予任何形式的冲击载荷。f．应采取措施防止压力超过试验压力。5.5安全阀冷态试验差压力的调整除非安全阀已通过5.3或5.4规定的成品试验，否则不允许用空气或其他气体作为试验介质对安金阀进行冷态试验差压力的调整。6用蒸汽、空气、水或其他性质已知的气体对安全阀进行动作性能和排凝试验6.1总则
6.1.1应用说明
本条款适用于3.1中所规定的各类安全阀。6.1.2试验的进行
动作性能试验按6.2的规定，排量试验按6.3的规定，当这些试验分别进行时，对介质流动有影响的闵广门零部件都应安装在阀门中。6.1.3试验项目
测定在具体工作条件下阀门动作前、排放中及关闭时的特性。般有下列项目：
整定压力，
b．排放压力或超过压力：
，叫压力或启闭压差；
d。门动作的重复性；
GB12241--89
用目测或听觉检查凝门的机械特性。如：良好的回座能力，有无频跳、颤摄、卡阻或有害的e.
振动，
开启高度。
6.1.4试验手续
进行试验的目的是为了提供必要的数据以鉴定阀门的动作性能和排量。为此，在进行试验以前，应将下列资料星交监察机构并得到认可：被试阀门的全部详细资料，以及这些资料所代表的阀门和弹簧的系列范围；，
b．试验装置的细节，包括推荐采用的试验仪表及校准程序，推荐采用的试验介质来源、容量、压力、温度和性质。6.1.5根据试验计算结果
计算理论排量（见7.2、7.3或7.5），并用此值和排放压力下的实测排量来计算安全阀的排量系数（见7.1)。
6.1.6设计改变
当安全阀的结构改变以致影响到阀的流体通道、开启高度或动作特性时，应按第6条的规定进行新的试验。
6.2测定动作性能的试验
6.2.1试验的进行
测定动作性能时的整定压力应是所用弹簧设计的最小整定压力。用于蒸汽的阀门，应采用蒸汽作试验；用于空气或其他气体的阀门，可用蒸汽、空气或其他已知其性质的气体进行试验：用于液体的阀门可用水或其他已知其性质的液体进行试验。6.2.2动作性能的允许偏差或极限值6.2.2.1整定压力偏差：当整定压力小于0.5MPa时为±0.014MPa，当整定压力大于或等于0.5MPa时为±3%整定压力。
6.2.2.2开启高度偏差：为开启高度半均值的±5%。6.2.2.3启闭压差极限值
6.2.2.3.1对于启闭压差可调节的阀门，启闭压差极限值根据使用要求可选择下列二者之：a虐闭压差最小值为2.5%整定压力，最大值为7%整定压力：b．启闭压差最大值为15%整定压力。下列阀门不受上述限制：
a，流道直径小于15mm的阀门，启闭压差最大值为15%整定压力；b．阀门整定压力小于0.3MPa时，启闭压差最大值为0.03MPa。6.2.2.3.2对于启闭压差不可调节的阀门，启闭压差最大值为15%整定压力。6.2.2.3.3用于不可压缩介质的阀门，启闭压差最大值为20%整定压力：但当整定压力小于0.3MPa时，启闭压差最大值为0.06MPa。当监察机构确认某阀门的设计能满足开启高度和性能要求时，则可以免除本条款所列的动作性能试验。
6.2.3试验设备
试验用压力测量仪表的误差应小于或等于仪表量程的0.5%，试验压力应在仪表量程的三分之到二分之…的范围内。
6.2.4用于试验程序中的阀门wwW.bzxz.Net
试验用安全阀应能代表所要求动作性能的那些阀门的设计、压力和通径系列。包括阀门进口面积与流道面积之比以及流道面积与出口面积之比都应加以考虑。对于…个通径系列的阀门应取3种通径的阀门进行试验，若该系列所包含的通径不多于6个规格，则可以减为2种。
GB 12241-89
当系列的通径范围扩展到先前所作的试验不再能代表整个系列时则应进一步作试验。6.2.5试验程序
每一通径的被试阀门应当用三种有较大差别的弹簧进行试验，即要求在一-个通径的阀门上以3种差别较大的压力进行试验，该3种压力应能代表该阀门的使用压力范围。该试验可在个阀门上用3种压力不同的弹簧进行，也可在3个通径相同的阀门了上进行。为了确认其性能有满意的重复性，每试验应至少进行3次。
对新的或特殊设计的阀门仅制造一个通径且压力级不多于3种时，经监察机构同意，可以只对每一压力级进行一种压力试验。
对于仅有一个通径而有多于3种压力级的阀门，应当用能代表该阀门使用压力范围的4种不同弹簧进行试验。
6.3测定排量的试验
6.3.1试验的进行
蒸汽用安全阀，在以蒸汽为介质进行试验确认其动作性能符合要求后，允许用蒸汽、空气或其他已知其性质的气体为介质进行排量试验。当用蒸汽以外的介质来试验排量时，应以机械方法使阀瓣保持在用蒸汽作试验时在相同超过压力下所达到的同样开启高度。6.3.2用于试验程序中的阀门
用于试验的阀门应能代表所要求动作性能的那些阀门的设计、压力和通径系列。阀门的状态应与进行动作性能试验的阀门相同，即阀门开启高度以及对装有调节圈的阀门其调节圈的位置应与动作性能试验时所确定的一致。当开启高度符合6.2.2.2的允许偏差时取其平均值。作为一种替代方法也可以相对于阀进口绝对压力建立排量随开肩高度和调节圈位置变化的函数曲线，以便利用这些曲线并根据动作试验的结果来确定所要求的排量值。6.3.3试验程序
用排量试验来测定排量系数时，对一给定的阀门设计应以3种通径、每一通径以3种不同的压力来进行，若该阀门系列包含的通径数不多于6个时，则试验的通径数可减为2种。可以在给定的进口压力下（调节圈处于某一适当的位置）建立排量系数对应于阀门开启高度的变化曲线，利用内插法可从上述曲线确定该区间中任何开启高度下的排量系数。此外还应通过试验来确定排量系数随进口压力以及调节圈位置的变化。如果这种变化并不发生，则排量系数对应于开启高度的变化曲线可以如上述那样加以应用，若有变化，则应另建立有关这些变化的补充曲线。对新的或专门设计的阀门，仅制造-一个通径而有多种压力级时，应在4种不同整定压力下进行试验。这些试验压力应能代表阀门实际使用的压力范围，或由试验设备的能力来决定。根据这4次试验测出的排量，作出对应于进口绝对压力的图点。应能通过0一0点作一直线，使所有客图点落在该直线的土5%范围内，否则应另作补充试验，直到满足上述要求为止。对于液体介质，应根据4次试验测出的排量，在对数坐标纸上作出对应子试验压差（进口压力减去背压）的图点，并能作一直线，使所有各图点落在该直线的±5%范围内。在所有情况下，在试验设备条件限度内，试验阀门的通径和压力范围，应能代表该设计的系列。花阀门通径较大，超过试验设备的流量能力，则监察机构将根据其判断考虑是否需要在安装现场进行流量验证试验。当使用3种不同通径、但几何形状相似的样机进行试验，以测定排量系数时，考所用通径与进行动作性能试验时不尽相同，则其中至少应有一种阀门的动作性能是通过试验得到验证的。在所述的一切排量试验方法中，其各个最终试验结果都不得超过平均值的土5%。6.3.4试验中阀门的调节
试验进行过程中，禁止对阀门作任何调节，当试验工况有任何变动或偏差时，应给予足够的时间使流量、温度和压力达到稳定之后再读取其测量值。6.3.5试验记录和试验结果
试验记录应包括对试验项目的观察、测量、仪表读数和仪表校准记录（如果需要）。原始试验记录298
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应由进行试验的机构保存，全部试验记录的副本应提供给试验有关的各个部门1，修改部分和修正的数值也应分别列人试验记录。
6.3.6排量试验设备
试验设备的设计和操作应使试验测定的实际排量的误差保持在土2%以内。6.4排量系数
排量系数的确定见第7章。
6.5安全阀的额定排量
阀门的额定排量应是试验实测排量的90%，采用排量系数方法时阀门的额定排量为理论排量与排量系数乘积的90%。或者为理论排量与额定排量系数的乘积。当超过压力大于或等于试验（见6.3）中的超过压力时，可以用试验确定的排量系数来计算额定排量。但当超过压力小于试验中的超过压力时，则不能用上述排量系数来计算。7安全阀排量的确定
7.1排量系数的确定
7.1.1排量系数Kd
排量系数Ka可按下列公式计算：实际排量（试验）
排量系数Kd=-
理论排量（计算）
7.1.2额定排量系数Kdr
Kdr = Ka ×0.9
7.2用蒸汽作为试验介质时的理论排量7.2.1干饱和蒸汽
这里饱和蒸汽是指最小「度为98%或最大过热度为10℃的蒸汽。压力小于或等十11MPa时：
Wts = 5. 25 APd
压力大于11~22MPa时：
Wts = 5.25 APa
式中：Wts--—理论排量，kg/h，A—流道面积，mm2；
Pa—-实际排放压力，MPa（绝压)。7.2.2过热蒸汽
这里过热蒸汽是指过热度大于10℃的蒸汽。压力小于或等于11MPa时：
27.644Pa-1000
33.242Pa1061
Wtsh = 5. 25APdK sh
（2）
压力大于11~22MPa时：
12241—89
Wtsh = 5.25APd (
27.644Pd-1000
33.242P-1061
式中：Wtsh——理论排量，kg/h，Ksh—过热修正系数（其圆整数见表2）。300
另一种计算方法：
理论排量可按下式计算：
GB 12241—89
Wtsh =0.911 9 AC
式中：V——实际排放压力和排放温度下的比容，m3/kg（7)
C—绝热指数的函数（其圆整数见表3）。用来确定C的值应以安全阀进口处的实际流动工况为基准，并按图2确定。
注：由于求解公式不同，从（5）式和（6）式得到的结果未必与从（7）式得到的结果根同，但其差值是很小的。
与值相对应的C 值
7.3用空气或其他气体作为试验介质时的理论排量7.3.1临界流动和亚临界流动
在达到临界流动之前，气体或蒸汽通过一个孔口（如安全阀的流道）的流量是随着下游压力的减小而增加的，一且达到临界流动，下游压力的进一步减小将不会使流量进一步增加。满足下式时的流动为临界流动：Pb
满足下式时的流动为亚临界流动：Pb
这里假定兰金（Rankine）定律有效。式中：Pb—背压力，MPa（绝压)，2
一一～在排放时进口工况下的绝热指数（对于理想气体，等于比热容比），如果该「况下的k值无法得到，则用0.1013MPa，15℃下的值。7.3.2临界流动下的排量
Wtg = 10APaC
这里假定兰金（Rankine）定律有效。式中：Wt&-理论排量，kg/h
GB 1224189
绝热指数的函数（基圆整数见表3）：C=3.948 /
M—体的分子量，kg/kmol；
T—实际排放温度，K；
Z-—压缩系数，在许多情况下7为1，可以忽略不计（见图1）。0.1
0.30.4 0.5
0.850.901.
3.04.05.0
饱和液体
0.3 0.4 0.5
2.03.04.05.0
对比压力P，=P/P
图1压缩系数Z与对比压力P,=Pa/P。和对比温度T,=T/T的关系302
h2HOk』 kg
7.3.3业临界流动下的排量
GB 12241-89
s(kj.kg·K)
图2绝热指数
Wt = 10APaCKb
=1-282
4000kj/kg
3500kJ.kg
=0.911 9 4Ck
式中：Kb——-排量的背压修正系数（其圆整数见表4）2k
（12）
（13）
12241-
000°0
00006000
52801085'0
999°0
909°0
808'0918:0
126°0
666°0
666°0
988°0
966°0
299°0
299°0
968°0
166°0
000°0
229°0
219°0
188*01
000°0
666°0
000°0
662°0
F96°0
189°0
188°0
966°0
289°0
006°0
289°0
088°0
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