Чем должны оснащаться предохранительные сбросные клапаны технологических устройств
Чем должны оснащаться предохранительные сбросные клапаны технологических устройств
СОСУДЫ, РАБОТАЮЩИЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
Vessels working under pressure. Safety valves. Safety requirements
Дата введения 2003-07-01
1 РАЗРАБОТАН ОАО «НИИХИММАШ» Российской Федерации
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 21 от 30 мая 2002 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование национального органа по стандартизации
Госстандарт Республики Беларусь
Госстандарт Республики Казахстан
3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 19 сентября 2002 г. N 335-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 12.2.085-2002 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2003 г.
4 Настоящий стандарт гармонизирован с международным стандартом ИСО 4126-91* в части терминологии и определений и Германским стандартом AD-Merkblatt A1-88 «Предохранительные устройства от превышения давления. Обеспечение сохранности от разрушения» в части расчета пропускной способности
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 2007 г.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на сосуды для различных жидких и газообразных сред, работающие под давлением свыше 0,07 МПа (0,7 кгс/см ), снабженные предохранительными клапанами, предназначенными для защиты от аварийного повышения давления путем выпуска (сброса) рабочей среды из сосуда через клапан. Стандарт устанавливает общие требования безопасности к выбору, установке и эксплуатации предохранительных клапанов, а также устанавливает порядок расчета пропускной способности предохранительных клапанов.
Настоящий стандарт не распространяется на сосуды, работающие под вакуумом.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.2.063-81* Система стандартов безопасности труда. Арматура промышленная трубопроводная. Общие требования безопасности
ГОСТ 14249-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность
ГОСТ 25215-82 Сосуды и аппараты высокого давления. Обечайки и днища. Нормы и методы расчета на прочность
ГОСТ 26303-84 Сосуды и аппараты высокого давления. Шпильки. Методы расчета на прочность
СТ СЭВ 5206-85 Сосуды и аппараты высокого давления. Фланцы, крышки плоские и выпуклые. Методы расчета на прочность
В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 предохранительный клапан: Клапан, предназначенный для защиты от недопустимого давления посредством сброса избытка рабочей среды и обеспечивающий прекращение сброса при давлении закрытия и восстановления рабочего давления.
3.1.1 предохранительный клапан прямого действия: Предохранительный клапан, в котором действию давления рабочей среды на запорное устройство (затвор) противодействует механическая нагрузка (груз, рычаг с грузом, пружина).
3.1.2 предохранительный клапан, приводимый в действие клапаном управления: Предохранительный клапан, открытие и закрытие которого обеспечивается клапаном управления, изолированным от воздействия рабочей среды и имеющим независимый от основного клапана источник энергии.
3.2.1 рабочее давление: Наибольшее избыточное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса, без учета гидростатического давления среды и допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана.
Под нормальным протеканием рабочего процесса следует понимать условия (давление, температуру), при сочетании которых обеспечивается безопасная работа сосуда.
3.2.2 расчетное давление: Избыточное давление, на которое производится расчет прочности сосуда в соответствии с ГОСТ 14249 [ 1 ].
3.2.3 давление настройки: Наибольшее избыточное давление на входе в клапан, при котором затвор закрыт и обеспечивается заданная герметичность затвора.
Давление настройки клапанов при направлении сброса в систему без противодавления принимается равным расчетному давлению.
Давление настройки клапанов при направлении сброса в систему с противодавлением принимается меньшим на значение расчетного противодавления.
3.2.4 противодавление: Избыточное давление на выходе из клапана при сбросе среды.
3.3 пропускная способность: Весовой расход рабочей среды через клапан.
3.4 расчетное проходное сечение: Площадь узкого сечения проточной части седла клапана.
3.5 коэффициент расхода:
3.5.1 коэффициент расхода для газообразных сред: Отношение измеренной пропускной способности к пропускной способности, рассчитанной при тех же параметрах, через идеальное сопло с площадью узкого сечения, равной расчетному проходному сечению клапана.
3.5.2 коэффициент расхода для жидкости: Отношение измеренной пропускной способности к пропускной способности, рассчитанной без учета сопротивлений, создаваемых клапаном, через сечение площадью, равной площади выходного патрубка клапана.
4 Общие требования
4.1 Для защиты сосудов следует применять клапаны и их вспомогательные устройства, соответствующие требованиям ГОСТ 12.2.063 [1].
Защите предохранительными клапанами подлежат сосуды, в которых возможно превышение рабочего давления от питающего источника, химической реакции, нагрева подогревателями, солнечной радиации, в случае возникновения пожара рядом с сосудом и т.д.
При работающих клапанах допускается превышение давления в сосуде не более чем на 25% расчетного при условии, что это превышение подтверждено расчетом на прочность по ГОСТ 14249, ГОСТ 25215, ГОСТ 26303, СТ СЭВ 5206, действующим нормативным документам, предусмотрено технической документацией и отражено в паспорте сосуда.
4.3 Расчет пропускной способности клапанов приведен в приложении А.
4.4 Конструкцию и материалы элементов клапанов и их вспомогательных устройств следует выбирать в зависимости от свойств и параметров рабочей среды, и они должны обеспечивать надежность функционирования клапана в рабочих условиях.
4.5 Конструкция клапана должна обеспечивать свободное перемещение подвижных элементов клапана и исключать возможность их выброса.
4.6 Конструкция клапанов и их вспомогательных устройств должна исключать возможность произвольного изменения их регулировки.
4.7 Конструкция клапана должна исключать возможность возникновения недопустимых ударов при открывании и закрывании.
4.8 Клапаны следует размещать в местах, доступных для удобного и безопасного обслуживания и ремонта.
При расположении клапана, требующего систематического обслуживания на высоте более 1,8 м, должны быть предусмотрены устройства для удобства обслуживания.
Клапаны следует устанавливать в местах, исключающих образование застойных зон.
4.10 Установка запорной арматуры между сосудом и клапаном, а также за клапаном не допускается, за исключением требований 4.11.
4.11 Для пожаро- и взрывоопасных веществ и веществ 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007, а также для сосудов, работающих при криогенных температурах, следует предусматривать систему клапанов, состоящую из рабочего и резервного клапанов.
Рабочий и резервный клапан должны иметь равную пропускную способность, обеспечивающую полную защиту сосуда от превышения давления свыше допустимого. Для обеспечения ревизии и ремонта клапанов до и после них должна быть установлена отключающая арматура с блокирующим устройством, исключающим возможность одновременного закрытия запорной арматуры на рабочем и резервном клапанах, причем проходное сечение в узле переключения в любой ситуации должно быть не менее проходного сечения устанавливаемого клапана.
4.12 Клапаны не допускается использовать для регулирования давления в сосуде или группе сосудов.
4.13 Изготовитель обязан поставлять клапаны с паспортом и руководством по эксплуатации.
В паспорте должны быть указаны коэффициенты расхода для газов и жидкостей, а также площадь сечения, к которой они отнесены.
5 Требования к предохранительным клапанам прямого действия
5.1 Рычажно-грузовые клапаны допускается устанавливать только на стационарных сосудах.
5.2 Конструкцией грузового и пружинного клапана должно быть предусмотрено устройство для проверки исправности действия клапана в рабочем состоянии путем принудительного открывания его во время работы сосуда. Возможность принудительного открывания должна быть обеспечена при давлении, равном 80% давления настройки.
Допускается устанавливать клапаны без приспособлений для принудительного открывания, если оно недопустимо по свойствам рабочей среды (вредная, взрывоопасная и т.д.) или по условиям проведения рабочего процесса. В этом случае проверку клапанов следует проводить периодически в сроки, установленные технологическим регламентом, но не реже одного раза в 6 мес при условии исключения возможности примерзания, прикипания, полимеризации или забивания клапана рабочей средой.
5.3 Пружины клапанов должны быть защищены от недопустимого нагрева (охлаждения) и непосредственного воздействия рабочей среды, если она оказывает вредное воздействие на материал пружины.
Чем должен оснащаться предохранительные сбросные клапаны технологических устройств
Клапан предохранительный сбросной: защита газопровода от повышенного давления
Предохранительные сбросные клапаны (ПСК) — это устройства, которые используются в различных газопроводных конструкциях и выполняют функцию сброса излишков газа в атмосферу или вспомогательный трубопровод. Сброс газа необходим для того, чтобы избавиться от лишнего давления в коммуникации. ПСК используются и в других типах трубопроводных конструкций (отопительных, водопроводных), однако, везде они выполняют одну и ту же функцию.
Избыточное давление в любой системе крайне опасно, поэтому сбросные клапаны устанавливаются практически на всех типах трубопроводов
Для чего нужны ПСК?
Предохранительные клапаны сбросного типа необходимы для выравнивания давления в системе, при его кратковременном повышении. Во время эксплуатации такие устройства находятся в закрытом положении, поэтому их относят к закрытой трубной арматуре. Монтируются такие приспособления в точке коммуникации, которая располагается за регулятором, и срабатывают в случае повышения давления в газопроводной линии. После сброса излишков газа клапан возвращается в первичное состояние.
В случае отсутствия ПСК возможны различные аварийные ситуации, среди которых самой распространённой считается механическое разрушение газопровода. Избыточное давление, возникающее в системе, удаляется посредством ПСК автоматически.
Обратите внимание! ПСК удаляют излишки газа в окружающую среду или же в ответвление основного трубопровода с низким показателем давления.
ПСК — незаменимое устройство, которое отвечает за сохранность трубопроводных конструкций, а также насосов и арматуры. Рассмотрим основные факторы, которые предшествуют возникновению избыточного давления в системе:
Повышение давления может произойти по разным причинам и предотвратить аварию можно только его сбросом
Основные достоинства ПСК
Запорные предохранительные клапаны могут иметь различную конструкцию, однако, все они имеют общие достоинства, на которые рекомендуется обратить внимание. Рассмотрим преимущества этих устройств:
Запорно-предохранительные клапаны можно уплотнять с помощью сильфона. Таким образом, увеличивается износостойкость предохранительного устройства.
Разновидности ПСК
На сегодняшний день все ПСК классифицируются на виды в зависимости от конструкции и особенностей функционирования. Рассмотрим основные разновидности предохранительных сбросных устройств, в зависимости от их конструктивных особенностей:
По конструктивным особенностям клапаны делятся на два типа, в одном из них в качестве запорного элемента используется пружина
Мембранные. Основным достоинством таких устройств является то, что они оснащаются специальной мембраной. Такая мембрана отличается высокими показателями эластичности и выполняет функцию чувствительной детали. В мембранных устройствах золотник исполняет только одну функцию — запорную. Благодаря наличию такого конструктивного элемента, как мембрана, усиливается показатель чувствительности КПС. Подобное увеличение способствует расширению эксплуатационного диапазона запорно-предохранительных клапанов, так как появляется возможность использовать их в трубопроводных конструкциях с низкими показателями давления рабочей среды.
Обратите внимание! Как правило, мембранные клапаны начинают работать в случае увеличения давления не более чем на 15%.
Пружинные. Эта разновидность ПСК оснащается пружиной, которая необходима для того, чтобы открывать клапан при повышении давления в системе, а также для продувки устройства. Продувка ПСК — необходимое мероприятие, которое позволяет снизить риск прилипания золотника к седлу, удалить инородные частицы, засоряющие уплотнительные элементы.
Кроме этого, ПСК подразделяются на:
В первом случае открытие затвора происходит медленно (пропорционально росту давления внутри коммуникации). В свою очередь, клапан предохранительный полноподъёмный сбросной открывается в случае повышения давления резко.
Сбросные клапаны чаще всего изготавливаются из металлов, которые не ржавеют
Устройство, размеры и принцип действия
Предохранительные сбросные клапаны производятся преимущественно из материалов, которые устойчивы к губительному воздействию коррозии (алюминий, латунь). Корпус изделия, как правило, имеет форму усечённого конуса, оснащённого седлом. На корпусе располагаются два отверстия с нанесённой резьбой, которые могут иметь различный диаметр (1 или 2 дюйма, в зависимости от типа клапана). На сегодняшний день можно встретить два типа клапанов, которые классифицируются по показателю сечения — ПСК-25 и ПСК-50. Характеристики ПСК представлены в таблице №1.
| Ду, мм | Минимальная рабочая t, °C | Максимальная рабочая t, °C | Пропускная способность, м³/ч |
| 50 | -40 | +45 | Н/20 – 200 С/50 – 440 С/125 – 1100 В/1000 – 5600 |
| 25 | -40 | 45 | ПСК-25-П-Н-120 ПСК-П-П-1000 |
ПСК имеют механизм принудительного открытия, который необходим для того, чтобы проверять эксплуатационную принадлежность устройства. Проверка приспособления на работоспособность производится следующим образом: необходимо потянуть за специальный элемент механизма принудительного закрытия — тягу (подобная манипуляция должна осуществляться 3–4 раза).
Принцип действия ПСК довольно прост: избыточный газ из сети поступает в полость клапана и воздействует на мембрану, которая способствует отводу пружины. Таким образом, мембрана опускается и происходит высвобождение газа в окружающую среду. После удаления излишков газа давление в коммуникации приходит в норму, и мембрана возвращается в обычное положение путём возобновлённого воздействия на пружину.
Перед клапаном в обязательном порядке необходимо устанавливать запорно-регулирующий вентиль. Это необходимо для того, чтобы в случае необходимости остановить клапан.
Клапаны должны отвечать всем требованиям ГОСТа, проверка на работоспособность проводится в обязательном порядке
Требования к ПСК
Предохранительные сбросные клапаны должны соответствовать необходимым физико-техническим параметрам, которые описываются в соответствующей документации. Рассмотрим основные требования, которые выдвигаются к ПСК:
Полезная информация! Устройствам малоподъёмного типа труднее обеспечить должную герметичность затвора после удаления газа. Это связано с тем, что для достижения нужных показателей герметичности таким клапанам требуется приложить больше усилий.
В случае если затвор закрывается с некоторыми задержками, давление внутри коммуникации может снизиться до недопустимых показателей. Последствия такого снижения приведут к нарушению работы системы.
Чем должен оснащаться предохранительные сбросные клапаны технологических устройств
СОСУДЫ, РАБОТАЮЩИЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
Vessels working under pressure. Safety valves. Safety requirements
1 РАЗРАБОТАН ОАО «НИИХИММАШ» Российской Федерации
ВНЕСЕН Госстандартом России
2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 21 от 30 мая 2002 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование национального органа по стандартизации
Госстандарт Республики Беларусь
Госстандарт Республики Казахстан
3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 19 сентября 2002 г. N 335-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 12.2.085-2002 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2003 г.
4 Настоящий стандарт гармонизирован с международным стандартом ИСО 4126-91* в части терминологии и определений и Германским стандартом AD-Merkblatt A1-88 «Предохранительные устройства от превышения давления. Обеспечение сохранности от разрушения» в части расчета пропускной способности
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 2007 г.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на сосуды для различных жидких и газообразных сред, работающие под давлением свыше 0,07 МПа (0,7 кгс/см ), снабженные предохранительными клапанами, предназначенными для защиты от аварийного повышения давления путем выпуска (сброса) рабочей среды из сосуда через клапан. Стандарт устанавливает общие требования безопасности к выбору, установке и эксплуатации предохранительных клапанов, а также устанавливает порядок расчета пропускной способности предохранительных клапанов.
Настоящий стандарт не распространяется на сосуды, работающие под вакуумом.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.2.063-81* Система стандартов безопасности труда. Арматура промышленная трубопроводная. Общие требования безопасности
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 53672-2009, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 14249-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность
ГОСТ 25215-82 Сосуды и аппараты высокого давления. Обечайки и днища. Нормы и методы расчета на прочность
ГОСТ 26303-84 Сосуды и аппараты высокого давления. Шпильки. Методы расчета на прочность
СТ СЭВ 5206-85 Сосуды и аппараты высокого давления. Фланцы, крышки плоские и выпуклые. Методы расчета на прочность
В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 предохранительный клапан: Клапан, предназначенный для защиты от недопустимого давления посредством сброса избытка рабочей среды и обеспечивающий прекращение сброса при давлении закрытия и восстановления рабочего давления.
3.1.1 предохранительный клапан прямого действия: Предохранительный клапан, в котором действию давления рабочей среды на запорное устройство (затвор) противодействует механическая нагрузка (груз, рычаг с грузом, пружина).
3.1.2 предохранительный клапан, приводимый в действие клапаном управления: Предохранительный клапан, открытие и закрытие которого обеспечивается клапаном управления, изолированным от воздействия рабочей среды и имеющим независимый от основного клапана источник энергии.
3.2.1 рабочее давление: Наибольшее избыточное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса, без учета гидростатического давления среды и допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана.
Под нормальным протеканием рабочего процесса следует понимать условия (давление, температуру), при сочетании которых обеспечивается безопасная работа сосуда.
3.2.2 расчетное давление: Избыточное давление, на которое производится расчет прочности сосуда в соответствии с ГОСТ 14249 [ 1 ].
3.2.3 давление настройки: Наибольшее избыточное давление на входе в клапан, при котором затвор закрыт и обеспечивается заданная герметичность затвора.
Давление настройки клапанов при направлении сброса в систему без противодавления принимается равным расчетному давлению.
Давление настройки клапанов при направлении сброса в систему с противодавлением принимается меньшим на значение расчетного противодавления.
3.2.4 противодавление: Избыточное давление на выходе из клапана при сбросе среды.
3.3 пропускная способность: Весовой расход рабочей среды через клапан.
3.4 расчетное проходное сечение: Площадь узкого сечения проточной части седла клапана.
3.5.1 коэффициент расхода для газообразных сред: Отношение измеренной пропускной способности к пропускной способности, рассчитанной при тех же параметрах, через идеальное сопло с площадью узкого сечения, равной расчетному проходному сечению клапана.
3.5.2 коэффициент расхода для жидкости: Отношение измеренной пропускной способности к пропускной способности, рассчитанной без учета сопротивлений, создаваемых клапаном, через сечение площадью, равной площади выходного патрубка клапана.
4 Общие требования
4.1 Для защиты сосудов следует применять клапаны и их вспомогательные устройства, соответствующие требованиям ГОСТ 12.2.063 [1].
Защите предохранительными клапанами подлежат сосуды, в которых возможно превышение рабочего давления от питающего источника, химической реакции, нагрева подогревателями, солнечной радиации, в случае возникновения пожара рядом с сосудом и т.д.
4.2 Количество клапанов, их размеры и пропускная способность должны быть выбраны так, чтобы в сосуде не могло создаваться давление, превышающее расчетное давление более чем на 0,05 МПа (0,5 кг/см ) для сосудов с давлением до 0,3 МПа (3 кгс/см ), на 15% — для сосудов с давлением свыше 0,3 до 6,0 МПа (от 3 до 60 кгс/см ) и на 10% — для сосудов с давлением свыше 6,0 МПа (60 кгс/см ).
При работающих клапанах допускается превышение давления в сосуде не более чем на 25% расчетного при условии, что это превышение подтверждено расчетом на прочность по ГОСТ 14249, ГОСТ 25215, ГОСТ 26303, СТ СЭВ 5206, действующим нормативным документам, предусмотрено технической документацией и отражено в паспорте сосуда.
4.3 Расчет пропускной способности клапанов приведен в приложении А.
4.4 Конструкцию и материалы элементов клапанов и их вспомогательных устройств следует выбирать в зависимости от свойств и параметров рабочей среды, и они должны обеспечивать надежность функционирования клапана в рабочих условиях.
4.5 Конструкция клапана должна обеспечивать свободное перемещение подвижных элементов клапана и исключать возможность их выброса.
4.6 Конструкция клапанов и их вспомогательных устройств должна исключать возможность произвольного изменения их регулировки.
4.7 Конструкция клапана должна исключать возможность возникновения недопустимых ударов при открывании и закрывании.
4.8 Клапаны следует размещать в местах, доступных для удобного и безопасного обслуживания и ремонта.
При расположении клапана, требующего систематического обслуживания на высоте более 1,8 м, должны быть предусмотрены устройства для удобства обслуживания.
4.9 Клапаны на вертикальных сосудах следует устанавливать на верхнем днище, а на горизонтальных сосудах — на верхней образующей в зоне газовой (паровой) фазы.
Клапаны следует устанавливать в местах, исключающих образование застойных зон.
4.10 Установка запорной арматуры между сосудом и клапаном, а также за клапаном не допускается, за исключением требований 4.11.
4.11 Для пожаро- и взрывоопасных веществ и веществ 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007, а также для сосудов, работающих при криогенных температурах, следует предусматривать систему клапанов, состоящую из рабочего и резервного клапанов.
Рабочий и резервный клапан должны иметь равную пропускную способность, обеспечивающую полную защиту сосуда от превышения давления свыше допустимого. Для обеспечения ревизии и ремонта клапанов до и после них должна быть установлена отключающая арматура с блокирующим устройством, исключающим возможность одновременного закрытия запорной арматуры на рабочем и резервном клапанах, причем проходное сечение в узле переключения в любой ситуации должно быть не менее проходного сечения устанавливаемого клапана.
4.12 Клапаны не допускается использовать для регулирования давления в сосуде или группе сосудов.
4.13 Изготовитель обязан поставлять клапаны с паспортом и руководством по эксплуатации.
В паспорте должны быть указаны коэффициенты расхода для газов и жидкостей, а также площадь сечения, к которой они отнесены.
5 Требования к предохранительным клапанам прямого действия
5.1 Рычажно-грузовые клапаны допускается устанавливать только на стационарных сосудах.
5.2 Конструкцией грузового и пружинного клапана должно быть предусмотрено устройство для проверки исправности действия клапана в рабочем состоянии путем принудительного открывания его во время работы сосуда. Возможность принудительного открывания должна быть обеспечена при давлении, равном 80% давления настройки.
Допускается устанавливать клапаны без приспособлений для принудительного открывания, если оно недопустимо по свойствам рабочей среды (вредная, взрывоопасная и т.д.) или по условиям проведения рабочего процесса. В этом случае проверку клапанов следует проводить периодически в сроки, установленные технологическим регламентом, но не реже одного раза в 6 мес при условии исключения возможности примерзания, прикипания, полимеризации или забивания клапана рабочей средой.
5.3 Пружины клапанов должны быть защищены от недопустимого нагрева (охлаждения) и непосредственного воздействия рабочей среды, если она оказывает вредное воздействие на материал пружины.