內部培訓資料安全閥技術
目錄
*章 安全閥的相關知識
1.1 安全閥的分類
1.2 安全閥的型號編制
1.3 安全閥性能的基本要求
1.4 安全閥的動作原理
1.5 安全閥的名詞術語
第二章 安全閥的法規和標準
2.1 國內法規和標準
2.2 API 標準、ASME 規范介紹
第三章 安全閥的設計與制造
3.1 安全閥的設計依據
3.2 安全閥的典型結構
3.3 安全閥基本結構的設計要求
3.4 安全閥制造的一般要求
3.5 安全閥的主要零件
3.6 彈簧
3.7 安全閥的裝配和調試
第四章 安全閥的選型
4.1 安全閥的適用場合
4.2 安全閥的定徑
4.3 安全閥的噪音計算
4.4 安全閥的結構選擇
4.5 安全閥與爆破片的組合應用
4.6 爆破片裝置的選擇
4.7 安全閥的選型程序
4.8 安全閥的訂貨
第五章 安全閥的安裝
5.1 安全閥的安裝
5.2 安全閥排放反作用力的計算
5.3 安全閥的使用與維護
第六章 安全閥的檢測
6.1 安全閥的定期檢查
6.2 安全閥的型式試驗
6.3 試驗裝置能力對安全閥性能的影響
6.4 背壓試驗
6.5 低溫試驗
第七章 安全閥的維修
7.1 安全閥維修的一般要求
7.2 安全閥常見故障、原因及其排除
7.3 安全閥的修理
第八章 安全閥的可靠性
8.1 安全閥的失效分析
8.2 安全閥的質量控制
8.3 結語
*章 安全閥的相關知識
1.1 安全閥的分類
安全閥按其用途和基本結構形式的不同，通常分類如下：
1， 按使用介質分類：
1） 蒸汽安全閥
2） 氣體安全閥
3） 液體安全閥
2， 按公稱壓力分類：
1） 低壓安全閥— PN ≤1.6 MPa
2） 中壓安全閥— PN 2.5 ～ 6.4 MPa
3） 高壓安全閥— PN 10.0 ～ 80.0 MPa
4） 超高壓安全閥— PN ≥100 MPa
3， 按適用溫度分類：
1） 超低溫安全閥— t ≤-100ºC
2） 低溫安全閥— -100ºC ＜t ≤-40ºC
3） 常溫安全閥— -40ºC ＜t ≤120ºC
4） 中溫安全閥— 120 ＜t ≤450ºC
5） 高溫安全閥— t ＞450ºC
4， 按連接方式分類：
1） 法蘭連接安全閥
2） 螺紋連接安全閥
3） 焊接連接安全閥
5， 按結構形式分類：
1） 重錘式安全閥
2） 彈簧式安全閥
3） 先導式安全閥
4） 全啟式安全閥
5） 中啟式安全閥
6） 微啟式安全閥
6， 按作用原理分類：
1） 直接作用式安全閥
2） 先導式安全閥
3） 帶動力輔助裝置的安全閥
圖1 安全閥分類
1.2 安全閥的型號編制
世界各國均有不同的安全閥型號編制方法，甚至于不同廠商都有各自的型號編
制方法。因此在選用安全閥時，一定要參考供應廠商所提供的資料。
1，JB/T 308-2004 《閥門型號編制方法》
這是我國機械行業標準的閥門型號編制方法。對于彈簧載荷安全閥的型號編
制方法如下：
A 1 2 3 — 4 5
1—連接形式代號
2—結構形式代號
泄壓裝置
安全閥（泄壓閥） 非重新閉合泄壓裝置
按適用介質 爆破片裝置 銷動式裝置
蒸汽安全閥
氣體安全閥
液體安全閥
按公稱壓力
低壓安全閥
中壓安全閥
高壓安全閥
超高壓安全閥
按適用溫度
超低溫安全閥
低溫安全閥
常溫安全閥
中溫安全閥
高溫安全閥
按連接形式
法蘭安全閥
螺紋安全閥
焊接安全閥
按開啟高度
全啟式安全閥
中啟式安全閥
微啟式安全閥
按作用原理
直接作用式安全閥非直接作用式式安全閥
直接載荷式安全閥帶補充載荷的安全閥
彈簧直接載荷式安全閥重錘式安全閥杠桿重錘式安全閥
先導式安全閥帶動力輔助裝置的安全閥
常規式安全閥平衡式安全閥
按是否安裝背壓平衡機構
突開型
先導式安全閥
調制型
先導式安全閥
按導閥動作特性
3—密封面或襯里材料代號
4—壓力代號或工作溫度下的工作壓力代號
5—閥體材料代號
示例：A42Y—16C DN50
連接形式—法蘭
結構形式—彈簧載荷封閉全啟式
密封面材料—硬質合金
公稱壓力—1.6 MPa
閥體材料—碳鋼
公稱通徑—50 mm
2，制造廠自行型號編制
不同廠商有各自的型號編制方法。一般能反映其結構和主要參數。
1.3 安全閥性能的基本要求
安全閥的功能是通過下列動作過程來實現的：當系統達到高允許壓力時，安
全閥能準確地開啟，迅速達到額定開啟狀態，并排放額定數量的工作介質；在開啟
狀態下安全閥應穩定地排放；當系統壓力降至正常值時安全閥應及時關閉，并在關
閉狀態下，保持必需的密封性。安全閥的基本性能要求如下：
1）準確開啟—這是對安全閥的基本要求，整定壓力的允許偏差在相關規范和
標準中有明確規定。
當系統內壓力達到高允許壓力時，即安全閥進口壓力達到預先規定的整定壓
力值時，安全閥應準確地開啟，并迅速達到規定的開啟高度。安全閥對壓力升高的
反應不靈敏將會導致鍋爐、壓力容器及管道的破裂、損壞等危險情況。
安全閥開啟的壓力值（整定壓力）不應大于鍋爐、壓力容器及管道的設計壓力
值。
安全閥開啟壓力（整定壓力）的偏差，在相關規范和標準中有明確規定。安全
閥進行整定壓力調試時，其偏差應嚴格調整在規定的范圍內。
2）穩定排放— 穩定地保持在排放狀態，并有良好的機械特性（無頻跳、顫振、
卡阻等現象）。
安全閥迅速開啟并達到預定的開啟高度后，安全閥應穩定地保持在排放狀態，
并能夠排放出額定的排量。
安全閥應有合理的結構形式及良好的機械特性（沒有頻跳、顫振、卡阻等現象）
以保持穩定地排放。安全閥的結構及其流道尺寸應滿足計算所需的參數要求。如果
流道截面積過小，安全閥開啟后，不能及時將超壓部分的介質排放，系統壓力繼續
上升，是十分危險的。相反，流道截面積過分大于計算所需值，安全閥開啟后，壓
力將急劇下降到工作壓力以下，閥門將隨著閥瓣對閥座的劇烈撞擊而關閉；但是由
于系統壓力升高的因素并未消除，閥瓣再次開啟，形成頻跳，結果會造成閥座與閥
瓣密封面的損壞。當安全閥用于不可壓縮的液體時，還會引起系統中的水錘現象。
安全閥在規定的壓力下可靠地達到全開啟高度，并達到規定的排放能力。這一
要求是重要的。對同樣參數的介質，同樣口徑的安全閥，結構形式等不同，排放能
力會有很大差別。
3）及時關閉— 防止系統壓力降低太多，減少介質的過多損失。
當安全閥排放一定時間后，介質壓力下降至一定值。閥瓣下落與閥座密封面接
觸，及時重新達到關閉狀態。安全閥能及時有效地回座關閉，是性能良好的一個重
要標志。安全閥發生動作，也不一定要求設備或系統停止運轉和進行維修。有時，
安全閥發生動作是由于系統中的誤操作等偶然因素所引起的。在這種情況下，不希
望安全閥回座壓力低于工作壓力太多。回座壓力過低意味著能量和介質的過多損失，
并給設備與系統恢復正常運行帶來困難。相反，回座壓力也不宜過高。當回座壓力
高到接近開啟壓力時，容易導致閥門重新開啟，造成閥門頻跳，不利于關閉后重新
建立密封。
安全閥的結構應當保證能快速有效地關閉。迅速有力的回座比逐漸、緩慢的回
座更有利于密封的建立。
安全閥的回座性能是以開啟壓力值來相對衡量的，一般以啟閉壓差來確定。用
于不同介質的安全閥，其啟閉壓差值是有所區別的。
4）可靠密封— 泄漏損失介質、污染環境、危及安全、加速損壞密封面。
當鍋爐、壓力容器及管道處于正常運行壓力時，關閉狀態的安全閥應具有良好、
可靠的密封性能。因為安全閥產生泄漏，損耗了工作介質（有時是很貴重或很危險的
介質），增加了能量消耗，并使周圍環境和大氣受到工作介質的污染。過多的泄漏甚
至會影響到設備或系統的正常工作，乃至迫使裝置停止運行。持續的泄漏還會使安
全閥密封面遭受侵蝕，從而導致安全閥*失效。
安全閥動作以后重新建立密封，比維持原有密封狀態更加困難。因為安全閥在
關閉過程中，工作介質壓力作用在閥瓣的較大的面積上，而在開啟以前，只作用在
受密封面限制的較小的面積上。所以，安全閥容易在動作之后降低、以致失去密封
性。特別是直接載荷作用式安全閥的回座密封問題是較難解決的問題之一。而在帶
有輔助操縱機構的安全閥中，這個問題是采用強制密封的措施來解決的。
要求安全閥保持密封性要比一般截止用的閥門困難得多。因為沒有很大的作用
力施加于密封面之間，安全閥閥瓣緊貼在閥座上僅僅形成了一個壓緊比壓很小的密
封壓力。密封壓力是由閥門整定壓力同設備運行工作壓力的差值所決定的，通常是
一個不大的值（10%整定壓力）。
對安全閥密封性的要求依其使用場合不同而有所區別。而使用場合的不同也決
定著安全閥密封結構要求的不同。一般來說，對于金屬－金屬密封面的安全閥，要
達到無泄漏是很難實現的。對于金屬一非金屬的軟密封結構的安全閥，其密封性能
會好得多。
1.4 安全閥的動作原理
安全閥是一種自動閥門，當被保護系統內的介質壓力超過預定值時，它自動開
啟；當介質壓力回復到正常工作值時，它又自動關閉。
圖 2 所示為常規彈簧載荷式氣體安全閥的動作原理示意。其動作基于力的平衡。
在正常操作條件下，進口壓力低于整定壓力，閥瓣在彈簧力作用下壓在閥座上處于
關閉位置，閥門處于關閉（密封）狀態（見圖2A）。
此時作用在閥瓣上的彈簧力 F 為：
F = P×A + Fs
式中：P——介質壓力，MPa；
A——閥瓣上受壓面積，cm2；
Fs——為使閥瓣和閥座壓緊的向下密封附加力，N。
閥瓣在閥座密封面上的壓緊力 Fs，保證了所需的密封性。
A —— 關閉狀態 B —— 開始開啟
C —— 全開啟
圖2 氣體安全閥的動作原理示意
為了保證被保護系統的安全，安全閥的整定壓力不得大于被保護系統的設計壓
力。在正常工作時，安全閥處于密封狀態，所以安全閥的密封試驗壓力應等于或高
于被保護系統正常操作時的工作壓力。
當系統進口壓力等于閥門整定壓力時，彈簧力等于進口介質作用在關閉閥瓣上
的力，閥瓣與閥座之間的作用力等于零。當進口壓力略高于整定壓力時，介質流過
閥座表面進入蓄壓腔“B”，由于反沖盤與調節圈間節流作用的結果，蓄壓腔“B”
內的壓力增加（見圖2 B），因為這時進口壓力作用在更大的面積上，產生一個通常
被稱為膨脹力的附加力來克服彈簧力。通過調整調節圈，便可以調節環形流道縫隙
的大小，從而控制蓄壓腔“B”內的壓力。這時蓄壓腔內被控制的壓力將克服彈簧
力，導致閥瓣離開閥座，閥門突跳開啟。
一旦閥門已經開啟， “C”處便會產生附加增壓（見圖2 C）。這是由于突然的
流量的增加以及由反沖盤裙邊的內沿與調節圈外徑所圍成的另一個環形流道上的節
流所造成的。這些“C”處的附加力會導致閥瓣在突跳時達到足夠的開啟高度。
流量始終被閥座與閥瓣間的開度限制著，直到閥瓣離閥座的開啟高度接近1/4
喉徑。當閥瓣達到這種程度的開啟高度以后，流量便由喉部流道面積控制而不是閥
座表面間的面積（簾面積）了。
當進口壓力已經降到低于整定壓力足夠多，以致彈簧力足以克服“A”，“B”，
“C”三處力之和時，閥門關閉。閥門回座時的壓力就是關閉壓力。整定壓力與關
閉壓力的差稱為啟閉壓差。
圖 3 表示的是閥瓣從整定壓力（圖中A 點）經歷超壓階段到達大泄放壓力（B
點），經歷啟閉壓差階段回到關閉壓力（C 點）的全部行程。
圖 3 安全閥閥瓣開啟高度與被保護系統壓力間的典型關系圖
液體介質用閥門不會象氣體介質用閥門那樣突跳（見圖4）。因為液體流動不產
生象氣體介質流動那樣的膨脹力。液體介質用閥門必須依靠反作用力來達到開啟高
度。
圖4 液體安全閥的動作原理示意
當閥門關閉時，作用在閥瓣上的力與應用于氣體介質中的作用的力是相同的，
直到達到力的平衡，即保持閥座關閉的合力接近零。從這時起，力的關系就*不
同了。
在初開啟時，逸出的液體形成一層非常薄的流體,見圖4 A，在閥座表面間迅
速擴展。液體沖擊閥瓣反沖盤的反作用面，并被折流向下，產生向上推動閥瓣和反
沖盤的反作用力。在初的2%～4%的超過壓力范圍內，這些力通常建立得很慢。
隨著流量逐漸增加，流過閥座的液體的速度頭也在增加。這些動量作用力與快
速泄放的液體介質由于從反作用表面（見圖4 B）被折流向下所產生的作用力的合力
足以使閥門達到全開。通常情況下，在2%～6%的超過壓力下，閥門會突然間波動到
50%～99%的全開高。隨著超過壓力增加，這些力繼續增加，推動閥門達到全開。ASME
鑒定的液體介質閥門的排放量，要求閥門在10%或更小的超過壓力下，達到全部的
額定排量。
在閥門關閉的過程中，隨著超過壓力減小，液體介質動量和反作用都減小，彈
簧力推動閥瓣返回與閥座接觸。
過去，許多用在液體介質中的泄壓閥都是為可壓縮（蒸氣）介質設計用的安全
泄放閥或泄放閥。許多這樣的閥門當用在液體介質時，需要高的超過壓力（25%）
才能達到全開高和穩定的工作，這是因為液體介質無法提供氣體介質那樣的膨脹力。
ASME《鍋爐和壓力容器規范》第Ⅷ卷要求，液體介質在10%超過壓力下，達
到全開啟、穩定工作和額定泄放量。而GB/T 12223—2005 則規定排放壓力≤1.20
整定壓力。
1.5 安全閥的名詞術語
（1）安全閥 safety valve
一種自動閥門，它不借助任何外力而利用介質本身的力來排出一額定數量的流
體，以防止壓力超過額定的安全值。當壓力恢復正常后，閥門再行關閉并阻止介質
繼續流出。
（2）直接載荷式安全閥 direct loaded safety valve
一種僅靠直接的機械加載裝置如重錘、杠桿加重錘或彈簧來克服由閥瓣下介質
壓力所產生作用力的安全閥。
（3）帶動力輔助裝置的安全閥 assisted safety valve
該安全閥借助一個動力輔助裝置，可以在壓力低于正常整定壓力時開啟。即使
該裝置失靈，閥門仍能滿足標準對安全閥的所有要求。
（4）帶補充載荷的安全閥 supplementary loaded safety valve
這種安全閥在其進口壓力達到整定壓力前始終保持有一個用于增強密封的附加
力。該附加力（補充載荷）可由外部能源提供，而在安全閥進口壓力達到整定壓力
時應可靠地釋放。
（5）常規式安全閥 conventional safety valve
一種動作特性直接受閥后背壓變化影響的彈簧載荷式安全閥。
（6）平衡波紋管式安全閥 balanced bellows safety valve
一種采用波紋管將背壓對閥動作特性（整定壓力、回座壓力以及排量）的影響
降低到小限度的彈簧載荷式安全閥。
（7）先導式安全閥 pilot operated safety valve
一種依靠從導閥排出介質來驅動或控制的安全閥，該導閥本身應是符合標準要
求的直接載荷式安全閥。
（8）整定壓力 set pressure Ps , MPa
安全閥在運行條件下開始開啟的預定壓力，是在閥門進口處測量的表壓力。在
該壓力下，在規定的運行條件下由介質壓力產生的使閥門開啟的力同使閥瓣保持在
閥座上的力相互平衡。
[該術語在GB/T 12241-2005 版本中進行了修改。GB/T 12241-89 版本中，整定
壓力（開啟壓力）：安全閥閥瓣在運行條件下開始升起時的進口壓力。在該壓力下，
開始有可測量的開啟高度，介質呈可由視覺或聽覺感知的連續排出狀態。]
（9）整定壓力偏差 set pressure derivation ΔPs , %
安全閥多次開啟，其整定壓力的偏差值。
（10）冷態試驗差壓力 cold differention test pressure Pcd , MPa
安全閥在試驗臺架上調整到開始開啟時進口靜壓力。該壓力包含了對背壓力及
溫度等運行條件所做的修正。
[安全閥在線的實際工況與在試驗臺上設定時的工況可能是不同的。為了補償這
一影響，在試驗臺上要按冷態試驗差壓力調整安全閥。冷態試驗差壓力可能包括對
實際工況下背壓力和/或溫度的修正。若不進行背壓力的修正，則在試驗臺上（安全
閥出口是大氣壓力）設定的安全閥在線的實際工況下不能正常開啟。而溫度修正的
主要原因是排除溫度對彈簧材料的切變模量的影響（溫度升高，彈簧材料的切變模
量值下降）。
如果冷態試驗差壓力包括對背壓和溫度的同時修正，則應計算差壓并乘以溫度
修正。溫度修正系數應由安全閥制造廠提供。
舉例：某臺安全閥，其工作參數如下：
整定壓力Ps=3.5MPa，附加背壓Pb=0.8MPa（恒定），工作溫度240℃（某
制造廠提供的修正系數為 +1 %）
冷態試驗差壓力Pcd =（3.5MPa-0.8MPa）×（1+1 %）= 2.727 MPa]
（11）排放壓力 relieving pressure Pd , MPa
整定壓力加超過壓力。
（12）額定排放壓力 rated relieving pressure Pdr , MPa
有關規范或者標準規定的排放壓力上限值。
（13）超過壓力 overpressure ΔPo , %
超過安全閥整定壓力的壓力增量，通常用整定壓力的百分數表示。
（14）回座壓力 reseating pressure Pr , MPa
安全閥排放后其閥瓣重新與閥座接觸，即開啟高度變為零時的進口靜壓力。
（15）啟閉壓差 blowdown ΔPbl , % , MPa
整定壓力與回座壓力之差。通常用整定壓力的百分數來表示；而當整定壓力小
于0.3MPa 時則以MPa 為單位表示。
（16）背壓力 back pressure Pb , MPa
安全閥排放出口處的壓力。它是排放背壓力和附加背壓力的總和。
（17）排放背壓力 built-up back pressure MPa
由于介質流經安全閥及排放系統而在閥出口處形成的壓力。
（18）附加背壓力 superimposed back pressure MPa
安全閥即將動作前在其出口處存在的靜壓力，是由其他壓力源在排放系統中引
起的。
（19）密封試驗壓力 leak test pressure Pt , MPa
進行密封性試驗時的進口壓力。在該壓力下測量通過閥瓣與閥座密封面間的泄
漏率。
（20）開啟高度 lift h , mm
閥瓣離開關閉位置的實際行程。
（21）流道面積（喉部面積） flow area A , mm2
閥進口端至閥瓣與閥座密封面間流道的小橫截面積，用來計算無任何阻力影
響時的理論流量。
（22）流道直徑（喉徑） flow diameter do , mm
對應于流道面積的直徑。
（23）簾面積 curtain area mm2
當閥瓣在閥座上方升起時，在其密封面之間形成的圓柱面形或者圓錐面形通道
面積。
（24）前泄 simmer
安全閥開啟前，進口壓力低于整定壓力時閥瓣與閥座之間有可聽見或可看見的
可壓縮流體的逸出。
（25）提升裝置（板手） lever
手動開啟安全閥的裝置。它利用外力來降低使安全閥保持關閉的彈簧載荷。
（26）理論排量 theoretical relieving capacity
流道橫截面積與安全閥流道面積相等的理想噴管的計算排量，以質量流量或容
積流量表示。
（27）排量系數 coefficient of discharge
實際排量與理論排量的比值。
（28）額定排量系數 rated coefficient of discharge
排量系數與減低系數（取0.9）的乘積。
（29）額定排量 rated relieving capacity
實際排量中允許作為安全閥應用基準的那一部分。額定排量可以取以下三者之
一：
① 實際排量乘以減低系數（取0.9）；
② 理論排量乘以排量系數，再乘以減低系數（取0.9）；
③ 理論排量乘以額定排量系數。
（30）頻跳 chatter
安全閥閥瓣快速異常地來回運動，運動中閥瓣接觸閥座。
（31）顫振 flutter
安全閥閥瓣快速異常地來回運動，運動中閥瓣不接觸閥座。
（32）卡阻 jam
安全閥閥瓣在開啟或者關閉過程中產生的卡澀現象。
（33）公稱尺寸 nominal diameter DN
用于管道系統元件的字母和數字組合的尺寸標識。它由字母DN 和后跟無因次
的整數數字組成。
（34）公稱壓力（壓力級） nominal pressure PN
與管道系統元件的力學性能和尺寸特性相關、用于參考的字母和數字組合的標
識。它由字母PN 和后跟無因次的數字組成。
第二章 安全閥的法規和標準
2.1 國內法規和標準
1，《特種設備安全監察條例》，中華人民共和國國務院令第373 號，2003 年6
月1 日起施行。根據2009 年1 月24 日，中華人民共和國國務院令第549 號《國務
院關于修改<特種設備安全監察條例>的決定》修訂，2009 年5 月1 日起施行。
修訂后的《特種設備安全監察條例》共有八章一百零三條。八章內容包括：
總則、特種設備的生產、特種設備的使用、檢驗檢測、監督檢查、事故預防和調查
處理、法律責任、附則。
《特種設備安全監察條例》中，有關特種設備部分內容：
• 本條例所稱特種設備是指涉及生命安全、危險性較大的鍋爐、壓力容器（含
氣瓶）、壓力管道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施和場（廠）內機
動車輛。
• 特種設備的生產（含設計、制造、安裝、改造、維修）、使用、檢驗檢測及
其監督檢查，應遵守本條例，但本條例另有規定的除外。
• 特種設備檢驗檢測機構，應當依照本條例規定，進行檢驗檢測工作，對其
檢驗檢測結果、鑒定結論承擔法律責任。
• 壓力容器的設計單位應當經國務院特種設備安全監督管理部門許可，方可
從事壓力容器的設計活動。
壓力容器的設計單位應當具備下列條件：
（一）有與壓力容器設計相適應的設計人員、設計審核人員；
（二）有與壓力容器設計相適應的場所和設備；
（三）有與壓力容器設計相適應的健全的管理制度和責任制度。
• 特種設備生產單位，應當依照本條例規定以及國務院特種設備安全監督管
理部門制訂并公布的安全技術規范的要求，進行生產活動。
特種設備生產單位對其生產的特種設備的安全性能和能效指標負責，不得
生產不符合安全性能要求和能效指標的特種設備，不得生產國家產業政策明令淘汰
的特種設備。
• 鍋爐、壓力容器、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施及其安全附
件、安全保護裝置的制造、安裝、改造單位，以及壓力管道用管子、管件、閥門、
法蘭、補償器、安全保護裝置等（簡稱壓力管道元件）的制造單位和場（廠）內專
用機動車輛的制造、改造單位，應當經國務院特種設備安全監督管理部門許可，方
可從事相應的活動。
• 特種設備出廠時，應當附有安全技術規范要求的設計文件、產品質量合格
證明、安裝及使用維修說明、監督檢驗證明等文件。
• 鍋爐、壓力容器、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施、場（廠）
內機動車輛的維修單位，應當有與特種設備維修相適應的專業技術人員和技術
工人以及必要的檢測手段，并經省、自治區、直轄市特種設備安全監督管理部門許
可，方可從事相應的維修活動。
• 鍋爐、壓力容器、起重機械、客運索道、大型游樂設施的安裝、改造、維
修以及場（廠）內機動車輛的改造、維修，必須由依照本條例取得許可的單位
進行。
特種設備安裝、改造、維修的施工單位應當在施工前將擬進行的特種設備
安裝、改造、維修情況書面告知直轄市或者設區的市的特種設備安全監督管理部門，
告知后即可施工。
• 鍋爐、壓力容器、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施的安裝、改造、
維修以及場（廠）內機動車輛的改造、維修竣工后，安裝、改造、維修的施工
單位應當在驗收后30 日內將有關技術資料移交使用單位，高耗能特種設備還應當按
照安全技術規范的要求提交能效測試報告。使用單位應當將其存入該特種設備的安
全技術檔案。
• 鍋爐、壓力容器、壓力管道元件、起重機械、大型游樂設施的制造過程和
鍋爐、壓力容器、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施的安裝、改造、重大
維修過程，必須經國務院特種設備安全監督管理部門核準的檢驗檢測機構按照安全
技術規范的要求進行監督檢驗；未經監督檢驗合格的不得出廠或者交付使用。
• 移動式壓力容器、氣瓶充裝單位應當經省、自治區、直轄市的特種設備安
全監督管理部門許可，方可從事充裝活動。
充裝單位應當具備下列條件：
（一）有與充裝和管理相適應的管理人員和技術人員；
（二）有與充裝和管理相適應的充裝設備、檢測手段、場地廠房、器具、安
全設施；
（三）有健全的充裝管理制度、責任制度、緊急處理措施。
氣瓶充裝單位應當向氣體使用者提供符合安全技術規范要求的氣瓶，對使用
者進行氣瓶安全使用指導，并按照安全技術規范的要求辦理氣瓶使用登記，提出氣
瓶的定期檢驗要求。
• 從事本條例規定的監督檢驗、定期檢驗、型式試驗以及專門為特種設備生
產、使用、檢驗檢測提供無損檢測服務的特種設備檢驗檢測機構，應當經國務院特
種設備安全監督管理部門核準。
特種設備使用單位設立的特種設備檢驗檢測機構,經國務院特種設備安全
監督管理部門核準，負責本單位核準范圍內的特種設備定期檢驗工作。
• 特種設備檢驗檢測機構，應當具備下列條件：
（一）有與所從事的檢驗檢測工作相適應的檢驗檢測人員；
（二）有與所從事的檢驗檢測工作相適應的檢驗檢測儀器和設備；
（三）有健全的檢驗檢測管理制度、檢驗檢測責任制度。
• 特種設備的監督檢驗、定期檢驗、型式試驗和無損檢測應當由依照本條例經
核準的特種設備檢驗檢測機構進行。
特種設備檢驗檢測工作應當符合安全技術規范的要求。
• 從事本條例規定的監督檢驗、定期檢驗、型式試驗和無損檢測的特種設備檢
驗檢測人員應當經國務院特種設備安全監督管理部門組織考核合格，取得檢驗檢測
人員證書，方可從事檢驗檢測工作。
檢驗檢測人員從事檢驗檢測工作，必須在特種設備檢驗檢測機構執業，但不
得同時在兩個以上檢驗檢測機構中執業。
• 特種設備檢驗檢測機構和檢驗檢測人員進行特種設備檢驗檢測，應當遵循誠
信原則和方便企業的原則，為特種設備生產、使用單位提供可靠、便捷的檢驗檢測
服務。
特種設備檢驗檢測機構和檢驗檢測人員對涉及的被檢驗檢測單位的商業秘
密，負有保密義務。
• 特種設備檢驗檢測機構和檢驗檢測人員應當客觀、公正、及時地出具檢驗檢
測結果、鑒定結論。檢驗檢測結果、鑒定結論經檢驗檢測人員簽字后，由檢驗檢測
機構負責人簽署。
特種設備檢驗檢測機構和檢驗檢測人員對檢驗檢測結果、鑒定結論負責。
國務院特種設備安全監督管理部門應當組織對特種設備檢驗檢測機構的檢
驗檢測結果、鑒定結論進行監督抽查。縣以上地方負責特種設備安全監督管理的部
門在本行政區域內也可以組織監督抽查，但是要防止重復抽查。監督抽查結果應當
向社會公布。
• 特種設備檢驗檢測機構和檢驗檢測人員不得從事特種設備的生產、銷售，不
得以其名義或者監制、監銷特種設備。
• 特種設備檢驗檢測機構進行特種設備檢驗檢測，發現嚴重事故隱患或者能耗
嚴重超標的，應當及時告知特種設備使用單位，并立即向特種設備安全監督管理部
門報告。
• 特種設備檢驗檢測機構和檢驗檢測人員利用檢驗檢測工作故意刁難特種設
備生產、使用單位，特種設備生產、使用單位有權向特種設備安全監督管理部門投
訴，接到投訴的特種設備安全監督管理部門應當及時進行調查處理。
2，《安全閥安全技術監察規程》（TSG ZF001-2006），2007 年1 月1 日起施行。
根據2009 年5 月8 日，中華人民共和國公告2009 年第
43 號<關于公布《安全閥安全技術監察規程》第1 號修改單的公告>修改，修改內容
自2009 年8 月1 日起實施。
（1）《安全閥安全技術監察規程》起草說明
1）起草過程
本規程起草起始于1998 年。2006 年10 月，由國家質檢總局批準頒布。規程由
起草到批準，前后共八年，其間進行過三次征求意見。
2）起草原則
本著性、實用性、一致性來進行規程的編寫。
① 性。性是相對于我國過去幾十年執行的JB 標準而言，隨著七十
年代末國外設備大量引進帶來了按*規范和標準生產的安全閥。不同規范、
標準生產的安全閥，其質量及性能差異甚大，這已在20 多年的實踐中得到證明。近
些年來，許多企業和一些設計院都要求關鍵設備和重要場合使用按*規范和
標準生產的安全閥，因而本規程在起草過程中參考了國內外有關安全閥的標準
和規范。
② 實用性。實用性的體現是考慮到我國大部分安全閥制造廠在技術、加工
設備、試驗條件方面有限，而本規程內容著重于安全質量的要求，所以，在涉及的
材料、設計、制造、檢驗、安裝、使用、校驗和維修等方面提出一些基本的要求。
重點在于考慮“安全質量”。
③ 一致性。一致性體現在編寫過程中是遵照《特種設備安全監察條例》要
求，主要是考慮到與現有相關規程及管理辦法的一致性。
在編寫過程中，本規程的名稱進行過多次更改，終的名稱反映了本規程的重
要性。
（2）規程正文
這個規程正文的篇幅非常少，只有一頁多紙，一共只有九條，大部分條款是靠
后面的附件作支撐，所以分量還是很重的。
*條說的是《規程》制定的依據，依據就是《特種設備安全監察條例》（以下
簡稱《條例》），該《條例》于2003 年3 月11 日以國務院令第373 號公布，自2003
年6 月1 日起施行。2009 年1 月24 日以國務院令第549 號公布修改內容，自2009
年5 月1 日起施行。
第二條規定了本《規程》適用的范圍：《條例》所規定的鍋爐、壓力容器和壓力
管道等設備上所用的高工作壓力≥0.02MPa 的安全閥。
一般安全閥標準規定的低適用壓力是0.1MPa，考慮到目前在國內仍在使用的
重錘式安全閥，故規定“高工作壓力大于或者等于0.02MPa”。
GB/T 12241、GB/T 12243、JIS B 8210、API 標準規定高工作壓力（整定壓力）
大于或者等于0.1MPa。而ISO4126-1 的2004 年版本，規定整定壓力大于或者等于
0.01MPa。
第三條說明了規程所包含的內容，一共八方面內容，具體就是安全閥的材料、
設計、制造、檢驗、安裝、使用、校驗和維修。其安全技術要求列于附件B 中。
本規程初討論稿起始于1998 年11 月，2002 年6 月的初稿內容均僅包含設計、
制造、檢驗和運行等四部分，2003 年1 月，將初稿的內容擴展到包含安裝、使用、
校驗和維修等各個方面。隨后依據各方面意見，充實和完善了對安全閥的技術要求
內容。
第四條明確了制造單位取證要求，取證工作的管理部門，許可證等級劃分與審
批權限以及取證程序。
· 取證要求—— 安全閥制造單位應當取得《特種設備制造許可證》。
· 管理部門—— 國家質檢總局統一管理境內外安全閥制造許可工作并頒發許
可證書。
· 等級劃分及審批權限——制造許可分為A、B 兩級，國家質檢總局具體負責
境外和境內A 級許可申請的受理和審批；省級質量技術監督
部門負責轄區內B 級許可申請的受理和審批。
· 取證程序—— 申請、受理、產品試制、型式試驗、鑒定評審、審批、發證。
安全閥制造許可條件在附件C 中有明確規定。
第五條明確規定了應當進行產品試制和型式試驗的四種情況。
·新產品投產前或者停止生產1 年以上又重新生產。
·產品的結構、工藝等方面有重大改變影響安全性能。
·制造許可要求。
·產品安全性能存在問題，省級以上質量技術監督部門要求。
安全閥的型式試驗內容和要求見附件D。
第六條明確了制造單位許可申請被受理后，要按照鑒定評審和型式試驗的要求試
制產品并約請型式試驗。
本條明確了型式試驗的程序。
第1 號修改單對本條增加了以下內容：“鑒定評審機構在評審時應當核實型式
試驗報告是否符合要求。”
第七條規定了校驗單位應當具備的條件以及從事維修、校驗人員的取證要求
· 校驗單位條件——應當具有與校驗工作相適應的校驗技術負責人、技術人員，
以及校驗裝置、儀器和場地。
第1 號修改單對本條進一步明確了以下內容：安全閥使用單位具備安全閥校
驗能力，向省級質量技術監督部門告知后，可以自行進行安全
閥的校驗工作。沒有校驗能力的使用單位，應當委托有安全閥
校驗資格的檢驗檢測機構進行。
· 對從事維修、校驗人員要求——應當取得《特種設備作業人員證》。
安全閥校驗方法列于附件E、附件F、附件G 中。
第八條明確了由國家質檢總局負責規程解釋。
第九條明確了規程從2007 年1 月1 日起開始實施。
第1 號修改單的修改內容自2009 年8 月1 日起實施。
3，《安全閥維修人員考核大綱》（TSG ZF002-2005）
本大綱適用于從事鍋爐、壓力容器（不含氣瓶）、壓力管道安全閥維修作業人
員的考核。
維修人員的資格分為一級和二級。
一級維修人員可以從事彈簧式安全閥、杠桿式安全閥、靜重式（重錘式）安
全閥的維護、檢修、校驗等工作。可以在校驗臺上進行校驗工作。
二級維修人員可以從事各類安全閥的維護、檢修、校驗等工作。可以在校驗
臺上進行校驗工作，也可以在線進行壓力整定工作。
維修人員考核內容分理論知識和實際操作技能兩部分。
4，《固定式壓力容器安全技術監察規程》（TSG R0004-2009）
2009 年8 月31 日頒布,
2010 年11 月30 日結束過渡期，
2010 年12 月1 日正式實施。
第1 號修改單（對2009 年9 月第1 版的修改）
• 采用爆破片裝置與安全閥裝置組合結構時，應當符合GB 150 的有關規定，
凡串聯在組合結構中的爆破片在動作時不允許產生碎片。
• 對易爆介質或者毒性程度為極度、高度或者中度危害介質的壓力容器，應當
在安全閥或者爆破片的排出口裝設導管，將排放介質引至安全地點，并且進行妥善
處理，不得直接排入大氣。
• 安全閥的整定壓力一般不大于該壓力容器的設計壓力。設計圖樣或者銘牌上
標注有高允許工作壓力的，也可以采用高允許工作壓力確定安全閥的整定壓力。
• 安全閥與壓力容器之間一般不宜裝設截止閥門；為實現安全閥的在線校驗，
可在安全閥與壓力容器之間裝設爆破片裝置；對于盛裝毒性程度為極度、高度、中
度危害介質，易爆介質，腐蝕、粘性介質或者貴重介質的壓力容器，為便于安全閥
的清洗與更換，經過使用單位主管壓力容器安全技術負責人批準，并且制定可靠的
防范措施，方可在安全閥（爆破片裝置）與壓力容器之間裝設截止閥門，壓力容器
正常運行期間截止閥門必須保證全開（加鉛封或者鎖定），截止閥門的結構和通徑不
得妨礙安全閥的安全泄放。
5，《壓力容器定期檢驗規則》（TSG R7001-2004）
2004 年6 月23 日頒布,
2004 年9 月23 日起實施。
附件三 安全閥校驗要求
6，《鍋爐安全技術監察規程》（TSG G001-2009）（征求意見稿）
第六章 安全附件和儀表 *節 安全閥、安全泄放閥
· 安全閥制造許可、產品型式試驗及銘牌等技術要求按照TSG ZF001《安
全閥安全技術監察規程》。
· 每臺鍋爐至少應當裝設兩個安全閥（包括過熱器安全閥但不包括省煤器
安全閥和再熱器安全閥）。符合下列規定之一的，可以只裝一個安全閥：
（一）額定蒸發量小于或等于0.5t/h 的鍋爐；
（二）額定蒸發量小于4t/h 且裝有可靠的超壓聯鎖保護裝置的鍋爐。
可分式省煤器出口處、再熱器出口處，及直流鍋爐的外置式啟動分離器上，
都應當裝設安全閥。
直流蒸汽鍋爐過熱蒸汽系統中任兩級間的連接管道上如果裝有截止閥時，
截止閥前應當裝設安全閥。
多壓力等級余熱鍋爐，每一壓力等級的鍋筒和過熱蒸汽系統應當分別裝設
至少一個安全閥。
· 蒸汽鍋爐的安全閥應當采用全啟式彈簧安全閥、杠桿式安全閥或者控制
式安全閥（脈沖式、氣動式、液動式和電磁式等），選用的安全閥應當符合TSG ZF001
《安全閥安全技術監察規程》和有關技術標準的規定。
對于額定蒸汽壓力小于或等于0.1MPa 的鍋爐可以采用靜重式安全閥或
者水封式安全裝置，水封式安全裝置的水封管內徑應當根據鍋爐的額定蒸發量和額
定工作壓力確定，但小不得小于25mm，并且不得裝設閥門，同時應當有防凍措施。
· 蒸汽鍋爐鍋筒（殼）上的安全閥和過熱器上的安全閥的總排放量應當大
于額定蒸發量，對于電站鍋爐應當大于鍋爐大連續蒸發量，并且在鍋筒（殼）和過
熱器上所有的安全閥開啟后，鍋筒（殼）內的蒸汽壓力不得超過設計時的計算壓力的
1.1 倍。
再熱器安全閥的排放總量應當大于鍋爐再熱器大設計蒸汽流量。
· 裝有容量為100﹪快速旁路的直流鍋爐，其高壓旁路使用組合一體的安
全旁路三用閥（減溫、減壓、安全）時，可以只在再熱器設安全閥，安全旁路三用保護
控制應當可靠。再熱器安全閥的排放量為全部三用閥的流量和其噴水量之和。
· 鍋爐安全閥的流道直徑應當大于或者等于20mm，排放量應當按照下列方
法之一進行計算：
（一）按照安全閥制造單位提供的額定排放量；
（二）按照公式（4）；
E=0.23（10.2p+1）K （4）
式中：
E—安全閥的理論排放量，kg/h；
P—安全閥入口處的蒸汽壓力（表壓），MPa；
A—安全閥的流道面積，mm2；可用4
π d 2
計算，
d—安全閥的流道直徑，mm；
K——安全閥入口處蒸汽比容修正系數，按照公式（5）計算：
K=Kp·Kg （5）
式中：
Kp—壓力修正系數；
Kg—過熱修正系數；
K、Kp、Kg 按照表14 選用和計算。
表14 安全閥入口處各修正系數
K
P（MPa）
Kp Kg K=Kp·Kg
飽和 1 1 1
p≤12
過熱 1 b g V /V
b g V /V
飽和 1 b 2.1/（10.2 p +1）V
p＞12
過熱
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—過熱蒸汽比容，m3/kg；
Vb—飽和蒸汽比容，m3/kg；
Tg—過熱度，℃
（三）按照GB/T 12241《安全閥一般要求》或者JB/T9624《電站安全閥技術條
件》中的公式進行計算。
· 過熱器和再熱器出口處安全閥的排放量應當保證過熱器和再熱器有足夠
的冷卻。直流蒸汽鍋爐外置式啟動分離器的安全閥排放量應當大于直流蒸汽鍋爐啟動
時的產汽量。可分式省煤器安全閥的流道直徑由鍋爐制造單位確定。
· 安全閥整定壓力應當按照下述原則確定:
1）蒸汽鍋爐安全閥整定壓力應當按照表15 的規定進行調整和校驗。鍋爐
上應當有一個安全閥按照表中較低的整定壓力進行調整。對有過熱器的鍋爐，過熱
器上的安全閥應當按照較低的整定壓力調整，以保證過熱器上的安全閥先開啟；
表15 蒸汽鍋爐安全閥整定壓力
安全閥整定壓力
額定蒸汽壓力（MPa）
低值 高值
≤0.8 工作壓力+0.03MPa 工作壓力+0.05MPa
0.8＜p≤5.9 1.04 倍工作壓力 1.06 倍工作壓力
＞5.9 1.05 倍工作壓力 1.08 倍工作壓力
注：表中的工作壓力，系指安全閥裝置地點的工作壓力，對于脈沖式安全閥系指沖量接出
地點的工作壓力。
2）直流蒸汽鍋爐過熱器系統安全閥高整定壓力不得高于1.1 倍安裝位
置過熱器設計計算壓力,過熱器出口動力驅動泄壓閥整定壓力為過熱器出口設計計
算壓力。
3）可分式省煤器、再熱器、直流蒸汽鍋爐外置式啟動分離器的安全閥整
定壓力為裝設地點工作壓力的1.1 倍。
· 直流蒸汽鍋爐過熱蒸汽系統中任兩級間的連接管道上裝有截止閥時，裝
于截止閥前的安全閥整定壓力應當按照過熱蒸汽系統出口安全閥高整定壓力進行
整定。
· 安全閥的啟閉壓差一般應當為整定壓力的4％~7％，大不超過10％。
當整定壓力小于0.3 MPa 時，大啟閉壓差為0.03 MPa。
· 新安裝的鍋爐或者安全閥檢修、更換后，都應當按照上述有關規定校驗
其整定壓力、回座壓力和密封性。
安全閥經過校驗后，應當加鎖或者鉛封。校驗的安全閥在搬運或者安裝過
程中，嚴禁摔、砸、碰撞。控制式安全閥應當分別進行控制回路可靠性試驗和開啟
性能檢驗。
· 安全閥應當鉛直安裝，并且應當安裝在鍋筒（殼）、集箱的高位置。在
安全閥和鍋筒（殼）之間或者安全閥和集箱之間，不得裝有取用蒸汽或者熱水的管路
和閥門。
· 幾個安全閥如果共同裝在一個與鍋筒（殼）直接相連的短管上，短管的
流通截面積應當不小于所有安全閥的流通截面積之和。
· 采用螺紋連接的彈簧安全閥時，其規格應當符合JB 2202《彈簧式安全
閥參數》的要求。此時，安全閥應當與帶有螺紋的短管相連接，而短管與鍋筒（殼）
或者集箱筒體的連接應當采用焊接結構。
· 安全閥上應當有以下裝置：
（一）靜重式安全閥有防重片飛脫的裝置。
（二）彈簧式安全閥有提升手把和防止隨便擰動調整螺釘的裝置。
（三）杠桿式安全閥有防止重錘自行移動的裝置和限制杠桿越出的導架。
（四）控制式安全閥應當有可靠的動力源和電源：
1）脈沖式安全閥的沖量接入導管上的閥門應當保持全開并且加鉛封；
2）用壓縮空氣控制的安全閥應當有可靠的氣源和電源；
3）液壓控制式安全閥應當有可靠的液壓傳送系統和電源；
4）電磁控制式安全閥應當有可靠的電源。
· 蒸汽鍋爐安全閥應當設有排汽管，排汽管應當直通安全地點，并且有足
夠的流通截面積，保證排汽暢通，同時排汽管應當予以固定,不得有任何來自排汽管
的外力施加到安全閥上。兩個獨立的安全閥的排汽管不應當相連。
如果排汽管露天布置而影響安全閥正常動作時，應當加裝防護罩，防護罩
的安裝不應當妨礙安全閥的正常動作和維修。
安全閥排汽管上如果裝有消音器，其結構應當有足夠的流通截面積和可靠
的疏水裝置。安全閥排汽管底部應當裝有接到安全地點的疏水管，在排汽管和疏水
管上都不允許裝設閥門。
熱水鍋爐和可分式省煤器的安全閥應當裝設排水管（如果采用杠桿安全閥
應當增加閥芯兩側的排水裝置），排水管應當直通安全地點，并且有足夠的排放流通
面積，保證排放暢通。在排水管上不允許裝設閥門，并且應當有防凍措施。
· 在用鍋爐的安全閥每年至少校驗一次。校驗一般在鍋爐運行狀態下進行，
如果現場校驗有困難時或者對安全閥進行修理后，可以在安全閥校驗臺上進行。
安全閥校驗后，應當加鎖或者鉛封。其整定壓力、回座壓力、密封性（在
安全閥校驗臺上進行時，只有整定壓力和密封性）等檢驗結果應當記入鍋爐技術檔
案。
· 鍋爐運行中安全閥嚴禁隨意解列和加重物、移動重錘、將閥芯卡死等手
段任意提高安全閥的整定壓力或者使安全閥失效。
鍋爐運行中安全閥應當定期進行手動排放試驗。
電站鍋爐安全閥的試驗間隔不大于1 個小修間隔。對控制式安全閥，使
用單位應當定期對控制系統進行試驗。
7，《移動式壓力容器安全技術監察規程》（TSG R0005-2010）（征求意見稿）
移動式壓力容器是指由單個（或者多個）壓力容器罐體（或者瓶體）與走行
裝置（或者無動力半掛行走機構、定型汽車底盤、框架等）等部件組成，并且采用
*性連接，適用于鐵路、公路、水路運輸或者這些方式聯運的運輸裝備。
移動式壓力容器包括鐵路罐車、汽車罐車、長管拖車、罐式集裝箱等產品。
9 安全附件
9.1 安全附件通用要求
（1） 本規程范圍內的移動式壓力容器罐體應當按照設計圖樣和本規程引用
標準的規定設置符合要求的安全附件；
（2） 安全附件中的安全閥、爆破片安全裝置、緊急切斷閥的制造單位應當持
有相應的特種設備制造許可證；
（3） 安全附件中的安全閥、爆破片、緊急切斷閥等需要型式試驗的，應當經
過國家質檢總局核準的型式試驗機構進行型式試驗，其制造單位應當取得型式試驗
合格證明文件；
（4） 安全附件的設計、制造應當符合相關安全技術規范的規定；
（5） 安全附件出廠時應當隨產品提供質量證明文件，并且在產品的明顯部位
裝設牢固的金屬銘牌；
（6） 安全附件實行定期檢驗制度，安全附件的定期檢驗按照《壓力容器定期
檢驗規則》及相關安全技術規范的規定進行。
（7） 境外生產單位出口到中國的移動式壓力容器用安全閥、爆破片安全裝
置、緊急切斷閥，其制造單位應當按照國家質檢總局的規定取得相應的制造資質許
可后，方可在境內的移動式壓力容器上使用。
9.2 安全附件選用要求
（1） 選用的安全附件與介質接觸的材料應當與罐體內介質相容；
（2） 裝運低溫液體的安全附件應當能夠滿足低溫介質性能要求，接觸液氧或
者氧氣的安全附件的內表面應當嚴格禁油；
（3） 安全閥不能可靠工作時，應當選用安全閥與爆破片組合裝置（串聯或者
并聯），采用組合裝置結構時，除滿足本規程的要求外，還應當符合本規程引用標準
的規定；
（4） 爆破片安全裝置不宜應用于經常超壓或溫度波動較大的場合；選擇爆破
片類別和型式時，應當綜合考慮壓力、溫度、工作介質等因素的影響，并且符合
GB567.1~ GB567.4《爆破片安全裝置》系列標準的規定；
（5） 裝運易爆介質的罐體采用的爆破片爆破時不允許產生火花。
9.3 安全附件和罐體之間的連接
（1） 安全附件和罐體之間的連接可以采用焊接或者法蘭連接的形式。
（2） 安全附件和罐體之間的連接部位的強度應當考慮溫差應力的影響。
9.4 安全泄放裝置
9.4.1 安全泄放裝置的設置
（1） 罐體頂部應當裝設安全泄放裝置，安全泄放裝置中的安全閥應當采用全
啟式彈簧安全閥；除非國家質檢總局特殊授權可以使用爆破片安全裝置作為*的
安全泄放裝置外，爆破片安全裝置只能作為組合泄放裝置的一部分來使用；
（2） 真空絕熱低溫罐體至少應當設置兩個相互獨立的安全泄放裝置；
（3） 裝運毒性程度為極度、高度危害類介質或者強腐蝕性介質的罐體應當設
置安全閥與爆破片串聯組合裝置，爆破片在爆破時不得產生碎片、脫落或者火花，
并且安全閥與爆破片之間的腔體應當設置排氣閥、壓力表或者其他合適的報警指示
器，同時還應當滿足在非泄放狀態下首先與介質接觸的應當是爆破片；
（4） 裝運腐蝕性介質或者液化石油氣類有硫化氫應力腐蝕傾向介質的罐體
用彈簧安全閥的彈性元件應當與罐體內介質隔離；
（5） 真空絕熱低溫罐體真空絕熱夾層的外殼應當設置外殼爆破裝置。
9.4.2 安全泄放裝置的動作壓力
（1） 罐體安全泄放裝置單獨采用安全閥時，安全閥的開啟壓力應當為罐體設
計壓力的1.05～1.10 倍，額定排放壓力不得高于罐體設計壓力的1.20 倍，回座壓
力不得低于開啟壓力的0.90 倍；
（2） 當采用安全閥與爆破片串聯組合裝置作為罐體安全泄放裝置時，安全閥
的動作壓力按照9.4.2 第（1）項的要求確定，爆破片的小爆破壓力應當高于安全閥
的開啟壓力，但其大爆破壓力不得高于安全閥開啟壓力的1.10 倍；
（3） 當采用安全閥與爆破片并聯組合裝置或者爆破片安全裝置是作為輔助
安全泄放裝置時，安全閥的動作壓力按照9.4.2 第（1）項的要求確定，爆破片的小
爆破壓力應當高于安全閥的開啟壓力，但其設計爆破壓力不得高于罐體設計壓力的
1.20 倍，大爆破壓力不得高于罐體的耐壓試驗壓力；
（4） 真空絕熱低溫罐體外殼爆破裝置的爆破壓力及排放能力應當符合附件
D 的規定；
（5） 如果罐體設計圖樣或者產品銘牌上標注有高允許工作壓力時，也可以
用高允許工作壓力代替9.4.2 第（1）項～第（4）項的設計壓力確定安全閥或爆破片
的動作壓力，但罐體的耐壓試驗壓力和氣密性試驗壓力等參數應當按本規程引用標
準的規定進行調整。
9.4.3 安全泄放裝置的排放能力
（1） 安全泄放裝置的組合排放能力應當大于等于罐體需要的小安全泄放
量，罐體安全泄放量的設計計算按照本規程引用標準的要求確定；
（2） 安全泄放裝置的排放能力應當考慮發生火災或者接近不能預料的外來
熱源而釀成危險時（對真空絕熱低溫罐體還應當考慮真空絕熱層被破壞），以及罐
體內壓力出現異常情況下均能迅速排放；并且，此時各個安全泄放裝置的組合排放
能力應當足以將罐體內的壓力（包括積累的壓力）限制在不大于1.20 倍的罐體設計
壓力范圍內；
（3） 多個安全泄放裝置的排放能力可以認為是各個安全泄放裝置排放能力
之和；
（4） 采用安全閥與爆破片串聯組合裝置時，安全閥的排放能力應當按照安全
閥單獨作用時的排放能力乘以修正系數0.90；
（5） 采用安全閥與爆破片并聯組合裝置時，而且爆破片安全裝置是作為輔助
安全泄防裝置時，安全閥及爆破片安全裝置各自的排放能力均應當大于等于罐體需
要的小安全泄放量；
（6） 安全泄放裝置排放能力的設計計算按照本規程引用標準的要求確定。
9.4.4 安全閥的安裝要求
（1） 安全閥應當鉛直安裝在罐體液面以上氣相空間部分，或者裝設在與罐體
氣相空間相連的管道上；安全泄放裝置的入口管應當設置在罐體液面以上頂部空間
容積小于2%的地方，并且盡量靠近罐體縱向中心；
（2） 罐體與安全閥之間的連接管和管件的通孔，其截面積不得小于安全閥的
進口截面積，其接管應當盡量短而直；
（3） 罐體一個連接口上裝設兩個或者兩個以上的安全閥時，則該連接口入口
的截面積，應當至少等于這些安全閥的進口截面積總和；
（4） 安全閥與罐體之間一般不宜裝設過渡連接閥門；對于裝運毒性程度為極
度或者高度危害類介質的移動式壓力容器，為便于安全閥的清洗與更換，經過使用
單位主管壓力容器安全技術負責人批準，并且制定可靠的防范措施，方可在安全閥
與罐體之間裝設過渡連接閥門，移動式壓力容器正常使用、裝卸和運行期間過渡連
接閥門必須保證全開（加鉛封或者鎖定），過渡連接閥門的結構和通徑不得妨礙安全
閥的安全泄放；
（5） 安全閥應當設計成能夠防止外部雜質的進入，液體的滲透，每個安全閥
的出口應當設置一個保護裝置，用以防止灰塵雜質、雨水的進入和堆積，這個裝置
不能阻礙泄放氣體的流通；
（6） 裝運低溫液體的罐體的內罐體用安全閥應當安裝在罐體內部介質的冷
凍效應不影響閥門有效動作的地方；
（7） 新安全閥應當校驗合格后才能安裝使用。
9.4.5 安全閥的校驗單位
安全閥校驗單位應當具有與校驗工作相適應的校驗技術人員、校驗裝置、儀器
和場地，并且建立必要的規章制度。校驗人員應當取得安全閥維修作業人員資格。
校驗合格后，校驗單位應當出具校驗報告書并且對校驗合格的安全閥加裝鉛封。
8，GB/T 12241-2005 《安全閥 一般要求》
標準規定了安全閥的26 個術語和定義，設計和性能要求，試驗，排量確定，
當量排量計算，標志和鉛封，質量保證體系以及安裝、調整、維護和修理等一般要
求。（本標準修改采用ISO 4126-1：1991《安全閥 第1 部分：一般要求》）
• 標準就安全閥的設計、材料和結構以及動作性能和排量等方面均明確了具
體要求。
· 所有安全閥成品應進行出廠試驗。試驗目的在于確保每臺安全閥都滿足其
設計要求，其承壓部件或連接部位不發生任何形式的滲漏，并調整到適合其的
運行條件。
• 殼體液壓試驗——
封閉安全閥閥座密封面，在進口側體腔部位施加試驗壓力，該試驗壓力為
其公稱壓力的1.5 倍。
當安全閥承受附加背壓力或安裝于封閉的排放系統時（封閉式安全閥），應
在其排放側部位進行液壓試驗。試驗壓力為大背壓力的1.5 倍。
殼體液壓試驗的試驗壓力短持續時間
公稱壓力PN，MPa
≤ 4.0 ＞ 4.0 ~ 6.4 ＞ 6.4
公稱通徑DN/mm
試驗壓力的短持續時間/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
用適度純凈的水作為試驗介質,試驗時應排除閥體及試驗管路內的空氣。
應避免用氣體來進行殼體試驗。除非下列情況：
1） 設計和結構上不適于充灌液體的閥門；
2） 使用工況不允許有任何微小水跡的閥門。
通過殼體試驗后，才允許用氣體作為試驗介質對安全閥進行冷態試驗差壓力
的調整。
9，GB/T 12242-2005 《壓力釋放裝置 性能試驗規范》
本標準為進行壓力釋放裝置的動作性能試驗（包括機械特性）及排量的試驗提
供指導和規則（包括編制試驗報告）。（本標準修改采用ASME PTC25：1994《壓力釋
放裝置 性能試驗規范》）
本標準適用于下列類型的重閉式和非重閉式壓力釋放裝置：
a）安全閥；
b）爆破片裝置；
c）折斷/剪切銷裝置；
d）易熔塞裝置。
• GB/T 12241 中術語和定義適用于本標準外，本標準又列出術語53 個。這里
僅介紹幾個相關術語。
在用試驗 in-service testing
— 當壓力釋放裝置安裝在系統上正在對系統實施保護時，單獨利用系統
壓力或配合使用輔助開啟裝置或其他壓力源以確定其某些或全部工作特性的試驗。
工作臺上定壓試驗 bench testing
— 為確定壓力釋放裝置的整定壓力和關閉件密封性而在一個加壓系統上
進行的試驗。
• 測量偏差
排量— 不超過測量值的±2.0 %。
壓力— 不超過測量值的±0.5 %（對于動作性能試驗）；
不超過測量值的±1.0 %（對于在用試驗及工作臺上定壓試驗）。
• 要求試驗裝置具備試驗所要求的壓力和足夠容量。
進行動作性能和排量試驗時，試驗容器的直徑：
≥10 倍壓力釋放裝置進口通徑（蒸汽、氣體試驗時）
≥4 倍壓力釋放裝置進口通徑（液體試驗時）
• 動作性能及排量試驗裝置和儀表
壓力— 精度等級不應低于0.5 級，壓力測量系統應包括2 套壓力測量儀
表；
溫度— 分辨率不應低于0.5℃，溫度測量系統應包括2 套溫度測量儀表；
開高— 分辨率應不低于0.02 mm；
重量秤— 小刻度值≤預期載荷的0.25 %；
蒸汽熱量計— ≤6 個月周期內用蒸汽校驗；
流量計組合— 對任何類型流量計的校驗應包括流量計上游和下游側的實
際管道和所有附件，附件包括控制閥、試驗容器以及容器同
閥門的連接件。這種校驗應通過比較的方法，即把流量測量
值同由預先校準的流量計裝置測得的值進行比較，而后者的
校驗系借助原始的裝置或機構來完成。校驗應在相應于對比
裝置的小、中間和大流量下進行。流量計裝置每5 年至
少進行一次再校準。
• 在用試驗
在用試驗是為了確保閥門的整定壓力和運行狀況已準備就緒，而不必證實
閥門已整體符合規范或技術要求。
在用試驗方法
—以系統壓力進行的試驗
—用其他壓力源進行的試驗
—使用輔助提升裝置的試驗
• 工作臺上定壓試驗
標志用于蒸汽的閥門應以蒸汽進行試驗；標志用于空氣、氣體或蒸氣的閥
門應以空氣或氣體進行試驗；標志用于液體的閥門應以水或其他適當的液體進行試
驗。
• 密封試驗
方法包括利用濕紙巾、肥皂液、冷棒、鏡子或收集泄漏的介質等。
10，GB/T 12243-2005 《彈簧直接載荷式安全閥》
本標準規定了彈簧直接載荷式安全閥的設計、材料和結構、性能、試驗和檢
驗、標志和鉛封、供貨等要求。（本標準修改采用JIS B 8210:1994《蒸汽及氣體用
彈簧安全閥》）
本標準適用于整定壓力為0.1 MPa ~ 42.0 MPa，流道直徑大于或等于8 mm 的
蒸汽鍋爐、壓力容器和管道用安全閥。
• 設計、材料和結構除應滿足GB/T 12241 的一般要求外，本標準在端部連接、
結構長度和垂直度的極限偏差、閥體、閥座和閥瓣、彈簧以及材料要求等方面均明
確了具體要求。
• 彈簧直接載荷式安全閥的性能要求
（1）整定壓力偏差
1）壓力容器和管道
MPa
整定壓力 整定壓力極限偏差
≤0.5 ±0.015
＞0.5 ±3%整定壓力
2）蒸汽鍋爐
MPa
整定壓力 整定壓力極限偏差
≤0.5 ±0.015
＞0.5~2.3 ±3%整定壓力
＞2.3~7.0 ±0.07
＞7.0 ±1%整定壓力
（2）排放壓力
MPa
排放壓力
蒸汽用安全閥 空氣或其他氣體用安全閥 水或其他液體用安全閥
≤1.03 整定壓力 ≤1.10 整定壓力 ≤1.20 整定壓力
（3）啟閉壓差
1）蒸汽用安全閥
MPa
整定壓力 啟閉壓差
蒸汽動力鍋爐用 直流鍋爐、再熱器、其他
≤0.4 ≤0.03 ≤0.04
＞0.4 ≤7%整定壓力
（≤4%整定壓力）
≤10%整定壓力
2）氣體用安全閥
MPa
整定壓力 啟閉壓差
金屬密封面 非金屬彈性材料密封面
≤0.2 ≤0.03 ≤0.05
＞0.2 ≤15%整定壓力 ≤25%整定壓力
3）液體用安全閥
MPa
整定壓力 啟閉壓差
≤0.3 ≤0.06
＞0.3 ≤20%整定壓力
（4）開啟高度
全啟式— ≥ 1/4 do
微啟式— （1/40 ~ 1/20）do
中啟式— （1/20 ~ 1/4）do
額定排放壓力前，開啟高度應達到制造廠標志的設計規定值。
（5）機械特性
安全閥動作必須穩定，應無頻跳、顫振、卡阻等現象。
（6）密封性
密封試驗壓力 MPa
安全閥適用介質 密封試驗壓力
整定壓力≤0.3 整定壓力＞0.3
蒸汽 比整定壓力低0.03 90%整定壓力或
低回座壓力（取較小值）
氣體 比整定壓力低0.03 90%整定壓力
液體 比整定壓力低0.03 90%整定壓力
密封試驗介質 MPa
安全閥適用介質 密封試驗用介質
蒸汽 飽和蒸汽
氣體 空氣或氮氣
液體 水
密封性要求：
蒸汽—目視或聽音—未發現泄漏
氣體—氣泡數/分
氣體安全閥（金屬密封面）密封試驗大允許泄漏率
常溫下的 大允許泄漏率
整定壓力 流道直徑≤16 mm 流道直徑＞16 mm
MPa 氣泡數/min cm³/min 氣泡數/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
氣體安全閥（非金屬彈性材料密封面）—無泄漏（0 氣泡/min）
液體安全閥（金屬密封面）密封試驗大允許泄漏率
公稱通徑DN/mm 大允許泄漏率/（cm³/h）
＜ 25 10
≥ 25 10×（DN/25）
液體安全閥（非金屬彈性材料密封面）—無泄漏
• 試驗項目
安全閥型式試驗及出廠試驗的試驗項目
序號 試驗項目 型式試驗 出廠試驗 技術要求
1 殼體強度 √ √ 按GB/T 12241
2 密封性 √ √ 按本標準
3 整定壓力 √ √ 按本標準
4 排放壓力或超過壓力 √ — 按本標準
5 回座壓力或啟閉壓差 √ — 按本標準
6 開啟高度 √ — 按本標準
7 機械特性 √ — 按本標準
8 排量或排量系數 √ — 按GB/T 12241
新設計的或改變設計的產品定型時應進行型式試驗。
每臺產品出廠前均應進行出廠試驗。
11，GB/T 24920-2010 《石化工業用鋼制壓力釋放閥》
本標準修改采用API 526：2002《鋼制法蘭端泄壓閥》（英文版），于2010
年12 月31 日實施。
本標準規定了法蘭連接的鋼制壓力釋放閥的術語和定義、訂貨指南、技術要
求、性能要求、試驗方法、檢驗規則、標志和鉛封以及包裝貯運。
本標準適用于公稱壓力PN20~PN420，公稱尺寸DN25~DN200，整定壓力不
小于0.1MPa 的石化工業用法蘭連接鋼制彈簧直接載荷式壓力釋放閥和先導式壓力
釋放閥。
• 流道有效面積和代號
流道代號 D E F G H J K
流道有效面積
/cm²
0.710 1.264 1.981 3.245 5.064 8.303 11.858
流道代號 L M N P Q R T
流道有效面積
/cm²
18.406 23.226 28.000 41.161 71.290 103.226 167.742
本標準介紹了先導式壓力釋放閥的整定壓力試驗設備（下圖所示），其試驗
容器的容積必須保證先導閥的主閥和導閥準確及時地開啟。
圖5 先導式壓力釋放閥的整定壓力試驗設備
本標準對于開放式閥蓋的壓力釋放閥密封試驗，給出試驗布置圖（下圖所示）。
閥門出口用水局部封閉，水面高于閥座密封面約13mm。
圖6 開放式閥蓋的壓力釋放閥密封性能試驗布置
12，GB/T 24921.1-2010 《石化工業用壓力釋放閥的尺寸確定、選型和安裝 第
1 部分：尺寸的確定和選型》
本標準修改采用API 520-1：2000《精煉廠壓力釋放閥的尺寸的確定、選型
及安裝 第1 篇：尺寸的確定和選型》（英文版），于2010 年12 月31 日實施。
本標準規定了石化工業用的氣體、蒸汽、不可壓縮性流體和兩相流介質的壓
力釋放閥的術語和定義、類型特征和尺寸的確定等。
本標準適用于石化工業用整定壓力不小于0.1MPa 的壓力釋放閥。
• GB/T 12241、GB/T 12242 中術語和定義適用于本標準外，本標準又列出術
語11 個。
• 本標準介紹了4 種壓力釋放閥的結構特征和類型選用—常規、波紋管平衡
式、帶輔助平衡活塞的波紋管平衡式、先導式壓力釋放閥。
• 本標準給出了氣體用、蒸汽用、液體用壓力釋放閥的尺寸確定計算方法。
并作為資料性附錄給出了兩相介質用壓力釋放閥的尺寸確定計算方法。
13，GB/T 24921.2-2010 《石化工業用壓力釋放閥的尺寸確定、選型和安裝 第
2 部分：安裝》
本標準修改采用API 520-2：2003《精煉廠泄壓裝置尺寸的確定、選型及安
裝 第2 篇：安裝》（英文版），于2010 年12 月31 日實施。
本標準規定了石化工業用壓力釋放閥的安裝一般要求、進口和排放管道、隔
離閥安裝、通氣孔的安裝、不同整定壓力的多閥安裝、安裝前檢查。
本標準適用于石化工業用整定壓力不小于0.1MPa 的壓力釋放閥。
14，GB/T 150-1998 《鋼制壓力容器》
附錄 B 超壓泄放裝置
· 本附錄不適用于操作過程中可能產生壓力劇增，反應速度達到爆轟時的
壓力容器。（爆轟：物質的燃燒速度極快，達到1000m/s 以上時，產生與通常的燃爆
根本不同的現象，該現象稱為爆轟。）
· 容器裝有泄放裝置時，一般以容器的設計壓力作為容器超壓限度的起始
壓力。需要時，可用容器的大允許工作壓力作為容器超壓限度的起始壓力。
· 當容器上安裝一個泄放裝置時，泄放裝置的動作壓力應不大于設計壓力，
且該空間的超壓限度應不大于設計壓力10%或20kPa 中的較大者。
· 當容器上安裝多個泄放裝置時，其中一個泄放裝置的動作壓力應不大于
設計壓力，其他泄放裝置的動作壓力可提高，但不得超過設計壓力4%，該空間的超
壓限度應不大于設計壓力12%或30kPa 中的較大者。
· 當容器有可能遇到火災或接近不能預料的外來熱源而可能釀成危險時，
應安裝輔助的泄放裝置，以使容器內超壓的限度不超過設計壓力的16%。
· 一般可任選一種類型的泄放裝置，但符合下列條件之一者，必須采用爆
破片裝置。
a） 壓力快速增長；
b） 對密封有更高要求；
c） 容器內物料會導致安全閥失效；
d） 安全閥不能適用的其他情況。
· 安全閥的型式通常采用直接載荷彈簧式安全閥。
· 安全閥與爆破片裝置串聯組合時，容器超壓的限度及泄放裝置的動作壓
力應符合：“當容器上安裝一個泄放裝置時，泄放裝置的動作壓力應不大于設計壓力，
且該空間的超壓限度應不大于設計壓力10%或20kPa 中的較大者。”
· 安全閥與爆破片裝置并聯組合時，容器超壓的限度及泄放裝置的動作壓
力應符合：“當容器上安裝多個泄放裝置時，其中一個泄放裝置的動作壓力應不大于
設計壓力，其他泄放裝置的動作壓力可提高，但不得超過設計壓力4%，該空間的超
壓限度應不大于設計壓力12%或30kPa 中的較大者。”
其中安全閥的動作壓力應不大于設計壓力，爆破片的動作壓力不得超過
1.04 倍設計壓力。
15，JB/T 9624-1999 《電站安全閥 技術條件》
本標準規定了電站用安全閥的技術條件、制造和性能要求及其試驗、檢查方
法。
本標準適用于火力發電站以水蒸汽為介質，喉徑為20~250mm，工作壓力為
0.35 ~ 22 MPa，工作溫度t≤570℃的彈簧式、杠桿式、先導式和帶補充載荷的安全
閥（包括鍋爐、除氧器和高壓加熱器上用的安全閥）。
2.2 API 標準、ASME 規范介紹
1，概況
ASME 是美國機械工程師協會（American Society of Mechanical Engineers）
的簡稱。
ASME《鍋爐與壓力容器規范》是應用廣泛的用于控制鍋爐、壓力容器設計、
制造和檢驗的安全管理規程。
API 是美國石油協會（American Petroleum Institute）的簡寫，“API 標準安全
閥”早標準化于石油化工工業，而現在卻廣泛地被其他工業所采用，也被*
各個國家所認可。“API 標準安全閥”的設計和制造符合ASME 規范的要求。
中國幾十年來，安全閥基本上是按照機械行業標準（JB）進行設計、制造的。二
十世紀七十年代以后，隨著中國改革開放，國民經濟迅速發展，從國外引進了大量
石化、化工、能源、冶金、紡織等裝置和設備，同時隨機進口了大量國外安全閥。
這些安全閥大部分是按照ASME 規范和API 標準進行設計、制造、試驗和驗收的。
近些年來，中國一些安全閥制造廠開始進行API 標準安全閥的生產，以適應市
場需求。但是不同制造廠的實效差異較大。
由于API 標準安全閥與中國幾十年來生產的JB 標準安全閥相比，具有顯著的
特點和性。因而近幾年來，一些企業對其重要裝置和設備用安全保護裝置——
安全閥明確要求按照API 標準進行制造。例如，有企業規定，“安裝在處理易燃、
易爆、有害、有毒介質的設備及管道上的安全閥，宜選用API 標準安全閥”。
2，API 標準、ASME 規范簡介
（1）目錄
1）API RP 520 《煉油廠泄壓裝置的定徑、選擇和安裝》
Part I 定徑和選擇
Part II 安裝
2）API Std 526 《鋼制法蘭泄壓閥》
3）API Std 527 《泄壓閥閥座的密封性》
4）API RP 576 《泄壓裝置的檢查》
5）ASME 《鍋爐與壓力容器規范》
第Ⅰ卷 動力鍋爐建造規則 安全閥和安全泄放閥
6）ASME 《鍋爐與壓力容器規范》
第Ⅷ卷 *冊 壓力容器建造規則 泄壓裝置
7）ASME PTC 25 泄壓裝置——性能試驗規范
（2）名詞術語
因API 標準的某些名詞術語與中國國內習慣用語不一致，故在下面予以說明。
泄壓裝置 （ pressure relief device） ——泄壓裝置是防止工藝系統或承壓容
器由于事故或不正常工況期間流體壓力升高而超過預定壓力值。
常見的有：彈簧直接載荷式泄壓閥、先導式泄壓閥、爆破片等。
泄壓閥 （ pressure relief valve）——是一種泄壓裝置，在系統超壓時閥門開
啟，而當系統壓力恢復到正常后閥門關閉，從而防止介質繼續外流。
常見的有：安全閥、泄放閥、安全泄放閥、先導式泄壓閥等。
安全閥（safety valve）——安全閥是一種由入口靜壓力驅動，并以快速開啟
或突跳動作為特征的泄壓閥。其應用于可壓縮流體。
泄放閥（relief valve）——泄放閥是一種由入口靜壓力驅動的泄壓閥，其開
啟通常與超過壓力的壓力升高成比例。其應用于不可壓縮流體。
安全泄放閥（safety relief valve）——安全泄放閥是一種依應用情況而作為
安全閥或泄放閥的泄壓閥。
（3）基本內容
1） API RP 520 Part I 介紹了各種類型安全閥的結構及其特點。列出各種
流體介質（氣體、水蒸汽、液體及兩相流）排量下所需流道面積的計算方法，并給出
相關修正系數。
2）API RP 520 Part II 列出有關安裝方面的一些要求。
3）API Std 526 規定了14 種流道直徑（喉徑）在不同溫度和壓力下的各種
規格、壓力級、基本材料要求、壓力—溫度范圍、進出口安裝尺寸，并規定必須執
行ASME 規范的相應制造和試驗要求。
4）API Std 527 規定了安全閥的密封性試驗方法和要求。
5）API RP 576 介紹了各種類型安全閥的結構及其特點。列出泄壓裝置的檢
查和維修要求。
6）ASME《鍋爐與壓力容器規范》第Ⅷ卷*冊規定了安全閥的設計和制
造要求。
其低要求包括機械要求、材料選擇、制造及裝配的檢查、制造廠及裝配廠
的產品試驗、設計要求、焊接及其他要求等六個方面。
包含了對閥瓣、閥座、彈簧、導套、提升裝置的結構設計、材料選擇要求；
對制造廠及裝配廠的制造、試驗設備和質量控制程序的要求，以保證閥門性能的一
致性；對受壓件的強度、氣密試驗要求；對試驗裝置、容器和試驗方法的規定等。
ASME《鍋爐與壓力容器規范》第Ⅷ卷*冊還規定了安全閥的排量驗證試
驗要求。
7）ASME PTC 25 為泄壓裝置的試驗裝置、試驗方法和試驗報告提供了標
準。
（4）標準比較
API、JB 、GB 標準安全閥的比較見下表。
API、JB 、GB 標準安全閥的比較
項目 JB GB API（ASME）
規格 8 種 25 種
流道直徑do , mm Φ20-125 Φ9.5（D）-146（T）
面積比（出口/流道） 4.13-3.06 64.26-3.02
壓力—溫度等級 按流道直徑（代號）明確
機械要求
·應有導向機構以保證動作和密封的穩定性
·閥座應固定在閥體上，以防松動
·考慮導向裝置以保證工作可靠及密封性
·閥座應緊固在閥體上，防止閥座升起
負荷偏差 ±10% ±10%
大負荷下變形量 ≤80%壓并變形量 ≤80%壓并變形量
設計
彈
簧 大負荷下切應力 ≤80%極限切應力
*變形 試驗負荷壓縮3 次后≤0.5%Ho 壓并3 次后≤0.5%Ho
整定壓力調整范圍 ≤±15% ±5%
結構材料 根據壓力-溫度范圍明確通用結構材料
閥座、閥瓣 ·本體材料的抗腐蝕性能應不低于閥體材料·不允許用鑄鐵
·用耐蝕材料
導套 ·應具有良好的耐磨與抗腐蝕性能 ·用耐蝕材料
材料
選擇
彈簧 ·防銹處理 ·防銹處理 ·用耐蝕材料或耐蝕涂層
制造 ·工藝裝備、試驗設備以及質量控制程序
能保證產品性能一致性
認證 ·性能和排量驗證應在ASME 認可的試
驗室進行
蒸汽介質 ·飽和蒸汽 ·用蒸汽試驗 ·用蒸汽試驗，能力有*可用空氣，但
應校正
氣體介質 ·空氣 ·用空氣、蒸汽或其它已知性質氣體 ·用空氣試驗
動作
性能
試驗
液體介質 ·水 ·用水或其它已知性質液體進行試驗 ·用水或其它合適的液體進行試驗
試驗裝置 ·應具有足夠尺寸及容量
壓力 0.9Ps 0.9Ps
試驗介質 允許用空氣或氮氣代替 同工作介質性質
試驗
密封性
允許泄漏率
按圖樣規定
·金屬座—按標準
·軟座—0 泡/分
·金屬座—按標準
·軟座—0 泡/分
（5）API 標準安全閥的特點
1）API 標準對安全閥的結構設計、排量計算、規格、壓力級、材料、制造、
試驗、運輸、安裝、使用、檢查及維修，均有完整的、全面的基本要求。
2）安全閥的規格、品種多。
彈簧載荷式：1″~ 8″，14 種（D~T）流道直徑（do=9.5~146），25 種規格，
6 種壓力級（150~2500 lb），-268℃~+538℃溫度范圍。
先導式：1″~8″，14 種（D~T）流道直徑（do=9.5~146），21 種規格，6 種
壓力級（150~2500 lb），-268℃~+260℃溫度范圍。
API 標準規格、品種多，便于選擇合理規格的安全閥。
3）安全閥的溫度—壓力級選擇明確。
根據所需排量計算確定流道面積后，按照該流道面積表中的溫度范圍和允
許的高整定壓力，確定適合的壓力等級。
4）對安全閥的材料有基本要求。
閥瓣、閥座及導向零件應是耐蝕材料制成，應能滿足溫度和使用條件。依照
適用的溫度，選用適合的閥體、閥蓋及彈簧材料。
閥體和閥蓋的材料可以不同，但必須滿足低的壓力—溫度要求。規定了閥
體、閥蓋和彈簧材料的低等級牌號。
5）明確安全閥的制造廠和試驗裝置的基本要求。
制造廠的基本條件—工藝裝備、試驗設備以及質量控制程序能夠保證所生產
安全閥的性能一致性。
安全閥性能試驗條件—試驗裝置和容器應有足夠尺寸和容量。
6）對安全閥的運輸和安裝規定。
安全閥運輸中應有保護堵蓋（塞）。
安全閥入口管道的壓力損失ΔP≯3%Ps。
7）對安全閥的使用、檢查和維修有完整的要求。
第三章安全閥的設計與制造
3.1 安全閥的設計依據
安全閥的設計，主要依據下列規范和標準的相關內容：
1）《安全閥安全技術監察規程》（TSG ZF001-2006）
附件B 安全閥安全技術要求
2）GB/T 12241-2005 《安全閥 一般要求》
3）GB/T 12243-2005 《彈簧直接載荷式安全閥》
4）JB/T 9624-1999 《電站安全閥 技術條件》
5）API RP 520 《煉油廠泄壓裝置的定徑、選擇和安裝》
Part I 定徑和選擇
Part II 安裝
6）API Std 526 《鋼制法蘭泄壓閥》
7）API Std 527 《泄壓閥閥座的密封性》
8）ASME 《鍋爐與壓力容器規范》
第Ⅰ卷 動力鍋爐建造規則 安全閥和安全泄放閥
9）ASME 《鍋爐與壓力容器規范》
第Ⅷ卷 *冊 壓力容器建造規則 泄壓裝置
10）ISO 4126-1 《超壓保護裝置—第1 部分:安全閥》
11）ISO 4126-4 《超壓保護裝置—第4 部分:先導式安全閥》
12）ISO 4126-5 《超壓保護裝置—第5 部分:受控安全泄壓系統（CSPRS）》
3.2 安全閥的典型結構
1，常規式安全閥
2，平衡波紋管式安全閥
常規式安全閥 平衡波紋管式安全閥
圖7 彈簧載荷式安全閥
圖8 背壓對安全閥開啟壓力的典型影響
3，先導式安全閥（突開型）
4，先導式安全閥（調制型）
先導式安全閥通常有一個活動的不平衡閥瓣（活塞）的主閥和一個外部的導閥
組成。閥瓣的設計是頂部面積比底部面積大。在達到整定壓力前，頂部和底部表面
均承受相同的進口操作壓力。由于閥瓣頂部面積大于底部面積，凈作用力保持閥瓣
緊壓在主閥閥座上。隨著操作壓力的增加，閥座的凈作用力增加，以使閥門關閉的
更緊密。這個特點允許大多數先導式閥門被用在大期望的操作壓力較高的場合中。
在整定壓力下，導閥將閥瓣頂部的壓力泄出，此時凈作用力向上，致使閥瓣開啟，
流體通過主閥。經過超壓階段后，導閥關閉閥瓣頂部氣室的泄出口，因此重新建立
壓力，凈作用力導致閥瓣回座。
圖9 先導式安全閥（突開型）
圖10 先導式安全閥（突開型）
主閥
導閥
圖11 先導式安全閥（突開型）動作原理
圖12 先導式安全閥（調制型）
根據導閥的結構設計情況及用戶的要求，導閥泄出口可以是直接排放至大氣或
是排放到主閥出口。只有整定壓力不受背壓影響的平衡式導閥，將它的排放管安裝
到壓力變化的地方（例如主閥出口處）。
圖13 先導式安全閥（調制型）
控制主閥的導閥既可以是突開作用的閥，也可以是調制作用的閥。突開作用的
導閥（如圖14 所示）可使主閥在無超壓的整定壓力情況下，達到全開啟。調制作用
的導閥（如圖15 所示）開啟主閥的開高僅能滿足所需的泄放量。
圖14 突開型先導式安全閥特性 圖15 調制型先導式安全閥特性
調制型導閥開啟主閥的高度僅滿足所需的泄放量，并且能夠應用于氣體、液體
或兩相流。對比突開動作的閥，調制型先導閥限制泄放流體的量而僅僅泄放防止壓
力超過允許的累積所需的量。由于調制型導閥僅僅泄放所需的泄放量，排放背壓的
計算可以基于所需的泄放量來替代閥門的額定泄放量。調制型先導閥也能夠減少系
統中相配的其他的壓力控制設備，減少不希望的大氣泄放物以及減少伴隨泄放到大
氣的噪音量。
導閥既可以是流動型，也可以是非流動型。當主閥開啟時，流動型允許介質流
體連續流過導閥；而非流動型的則不允許。為了減少流體損失和污染環境，通常建
議大多數場合使用非流動型導閥。
類似于軟座彈簧載荷式閥門，大多數主閥及其導閥中用到了非金屬元件，因此操
作溫度和流體相容性會限制它們的使用。此外，象所有泄壓裝置一樣，流體特性如
聚合或結垢的敏感程度、粘度、固體的存在以及腐蝕等問題都要考慮。向制造商咨
詢以保證所擬定的用途與選用的閥相適應。
為先導式安全閥選擇各種附件以提供附加功能。常用的附件有：
（1） 現場試驗接頭
先導式安全閥用該附件可以容易地在正常的系統工作期間校驗整定壓力。
現場試驗通常其壓力來自一個單獨的能源，例如一個氮氣瓶，氣體通過一個儀表閥
緩慢地供應。導閥和主閥氣室被增壓，以模擬增加的系統壓力。現場試驗壓力驅動
導閥并驅動主閥。
（2）回流保護器
該附件，有時稱為“vacuum block”，當出口法蘭壓力（附加背壓）大于
當時的系統壓力時防止先導閥發生回流。當存在足夠的回流壓差時，會發生回流。
回流保護器允許出口壓力進入主閥氣室，因而保持閥瓣壓在閥座上，克服了回流壓
差的作用。回流保護器內的材料和密封的選擇應與先導式安全閥相一致。
圖16 帶有回流保護器的先導式安全閥
（3）導閥過濾器
導閥過濾器防護來自流路中的顆粒物進入導閥。該附件安裝在導閥供應管
線中。
（4）遠程壓力感受連接
該可選擇的特色允許導閥在準確反映被保護系統的實際操作壓力之處
感應系統壓力。它也能用于消除由于進口管道壓力損失在排放期間發生的不真實的
系統壓力指示。附加了遠程導閥感應管線，使導閥正確感應系統壓力并且 防止閥門
由于高的進口管道壓力損失而造成的快速循環或頻跳。
圖17 典型先導式安全閥的安裝
（5）導閥提升板手
該附件提供應用于機械提升導閥以要求校驗閥門的工作。當系統壓力至少
等于或大于整定壓力的75%時，提升導閥閥桿以允許主閥開啟。
突開型先導式安全閥的特點：
（1）允許工作壓力接近安全閥的整定壓力。
（2）閥座軟密封保證安全閥起跳前后的良好密封性。
（3）安全閥動作性能和開啟高度不受背壓的影響。
（4）較小超壓就能使主閥迅速達到全啟狀態。
（5）導閥非流動型結構設計減少了有害介質的排放，避免環境污染。
（6）啟閉壓差可調。
（7）可在線檢測安全閥的整定壓力。
調制型先導式安全閥的特點：
（1）隨系統超壓值的增加（減少）而比例開啟（關閉），從而減少產品的損
失和噪音。
（2）減少了閥門動作時對被保護裝置的沖擊載荷。
（3）允許工作壓力接近安全閥的整定壓力。
（4）閥座軟密封保證安全閥起跳前后的良好密封性。
（5）安全閥動作性能和開啟高度不受背壓的影響。
（6）導閥非流動型結構設計減少了有害介質的排放，避免環境污染。
（7）導閥出口可直接與排放管路相連而不受背壓影響。
（8）可在線檢測安全閥的整定壓力。
5，高性能蒸汽安全閥
圖18 具有背壓調節作用的高性能蒸汽安全閥
圖19 具有背壓調節作用的高性能蒸汽安全閥結構
高性能蒸汽安全閥主要用于鍋爐（特別是電廠鍋爐）的安全保護。其按照
ASME《鍋爐與壓力容器規范》第Ⅰ卷的要求進行設計、制造、試驗和驗收。
該類安全閥的主要性能指標如下：
（1）當整定壓力 ≥7Mpa 時，整定壓力允許偏差為±1%（一般安全閥的
整定壓力允許偏差為±3%）；
（2）安全閥的設計和制造應使其在運行中不會發生顫振，而且全開時的
壓力不得比其整定壓力大3%。排放后，所有安全閥均應能在壓力不小于各自整定壓
力的96%時關閉。即超過壓力≤3%，啟閉壓差≤4%（但≮2%）。而一般蒸汽安全閥
的啟閉壓差7~10%。
（3）高溫高壓下的密封性能好。
由于該類安全閥的主要性能指標要求高，目前仍在進口。
該類安全閥在結構設計和材料方面均采取了特殊措施。其利用工作介質—蒸
汽適時的加載在閥瓣上以幫助閥瓣及時關閉。為保證高溫高壓下的密封性能，采取
了熱彈性閥瓣結構。
6，帶補充載荷的安全閥
圖20 帶電磁氣動輔助裝置的蒸汽安全閥
該帶電磁氣動輔助裝置的蒸汽安全閥主要由安全閥本體、氣動執行機
構、氣路控制器三部分組成，如圖20 所示。氣動執行機構由電磁閥、減壓器、儲
氣罐、氣缸等組成，汽缸是提供輔助力的執行機構；氣路控制器由壓力傳感器、PLC
可編程控制器、繼電器、UPS 電源等組成。
圖21 帶電磁氣動輔助裝置的蒸汽安全閥原理圖
帶動力輔助裝置的受控式安全閥在其入口壓力低于整定壓力時始終有一個增
強密封性的附加力，幫助安全閥密封；在入口壓力達到整定壓力時，可以借助動力
裝置輔助安全閥準確開啟；并在回座過程中利用輔助裝置提供關閉力幫助安全閥迅
速回座。這樣就可以使關鍵場合的安全閥實現整定壓力偏差小、超過壓力低、回座
壓力高、密封性能良好的高性能參數。
帶電磁氣動輔助裝置的特點：
· 開啟前閥座密封而無泄漏??節省能源消耗
· 允許工作壓力高??提率
· 準確開啟允許超壓低??安全可靠
· 啟閉壓差小縮短回座時間??減少排放，避免污染，減少安全閥排放時產生
噪音的持續時間
· 更高的適用率??節省成本
（適用于要承受功率波動而使安全閥頻繁啟跳的系統；安全閥出口端存在
無法確定或變化的高附加背壓的系統）
· 具有遠程操作強制排放及回座的功能
· 工作壽命長
7，保溫夾套安全閥
圖 22 保溫夾套安全閥
保溫夾套安全閥用于聚酯﹑乙烯及尿素化肥等裝置中介質需要保溫之處。其
對進﹑出口法蘭在內的閥體均進行保溫，因而保溫效果好。特殊需要時，增加蒸汽
沖洗功能。
8，聚丙烯環管反應器用安全閥
該安全閥是用作聚丙烯環管反應器的安全附件，是根據環管反應器的特殊要求
而專門設計的。
1 閥座 2 密封圈 3 閥體 4 反沖盤 5 調節圈 6 波紋管保護套 7 波紋管 8 彈簧
圖23 聚丙烯環管反應器安全閥結構圖
結構特點：
· 凸出式進口閥座設計—滿足環管反應器的特殊要求。（閥座的下端面設
計成與安裝管道內壁弧度相符的圓弧狀，閥座的圓弧曲率與環管內徑的曲率一致，
合理設計流道結構，避免介質聚集和結晶。）
· 閥瓣閥座采用軟密封結構—保證具有優良的密封性，并能適應含有固體
微粒的介質環境。
· 多層波紋管設計—保證安全閥在較大的變動背壓下正常工作。
· 保護套及波紋管結構—消除了固體顆粒介質對閥門動作性能的影響。
9，槽車用安全閥
圖24、25 分別為內置式和外置式安全閥的結構圖。
圖24 內置式槽車用安全閥的結構
圖 24 內置式槽車用安全閥的結構
圖 25 外置式槽車用安全閥的結構
3.3 安全閥基本結構的設計要求
《安全閥安全技術監察規程》（TSG ZF001-2006）附件B—安全閥安全技術
要求的B1、B2 中規定了安全閥的基本材料和結構與設計要求。
在B1 部分里，對以下四類關鍵零件的材料提出了基本的要求：
·承壓件及彈簧材料
·閥瓣和閥座的材料
·導向表面材料
·焊接連接的零件材料
在表B-1 中，列出了21 項安全閥的承壓件及彈簧材料主要材料標準。考慮
到同一標準可能會因年份號不同而出現內容上的差異，故明確了標準年份號，這幾
年我國標準更新較快，因而已有標準出現了新的年份號。本節明確，如果采用該表
以外的其他標準的材料時（例如國外標準的材料），“應當有使用實例，經型式試驗
機構認可后，向國家質檢總局備案。”
安全閥的承壓件材料，應當適應工作介質、高操作壓力、高和低操作
溫度，以便保證安全閥可靠運行。
彈簧失效有兩種形式：一種是松弛（變軟），另一種是斷裂。彈簧在高溫或
高應力的作用下致使剛度降低，導致安全閥整定壓力的減小而使閥門提前開啟。如
果彈簧斷裂可導致閥門無法正常開啟和動作。因此，本節要求彈簧材料選取時應當
充分考慮工作介質和溫度的影響，充分考慮在使用過程中彈簧材料的蠕變或冷脆性。
對閥瓣、閥座及導向表面的耐腐蝕、耐磨及硬度要求，都是為了保證安全閥
的密封和動作的可靠性。
這些都是保證安全閥可靠性能所必須的。至于加工精度及其他零部件的要求
由安全閥制造單位自行確定。B2 部分，規定了安全閥的結構與設計要求。安全閥的設計技術水平是響安全閥質量的重要因素，也是安全閥可靠工作性能的基礎。本部分涉及到以下17本部分規定“液體閥的公稱通徑至少為15mm。”，是與GB150《鋼制壓力容器》附錄B 及ASME《鍋爐與壓力容器規范》第Ⅷ卷的要求相一致的。（B2.2）
全閥允許的高整定壓力值與閥體材質、工作溫度、彈簧設計以及安全閥的構有關，它不等于（一般是小于）安全閥的公稱壓力值。安全閥的公稱壓力應當按照相應標準或者制造單位的規定，依據閥體材質、工作溫度和整定壓力進行選取。
“用于蒸汽或者高溫熱水系統中的安全閥，應當為直接載荷式”的規定，是與
相應規范的要求相一致的。（B2.4）
GB150 附錄B 要求“安全閥的型式通常采用直接載荷彈簧式安全閥” ，ASME
《鍋爐與壓力容器規范》第Ⅷ卷要求“安全閥應為直接載荷彈簧型”，ASME《鍋爐
與壓力容器規范》第Ⅰ卷規定“安全閥應采用直接載荷彈簧型”、“不得采用靜重式
或重力杠桿式的安全閥”。
這里規定了需要進行焊接工藝評定的兩種情況：一種是閥體采用焊接連接，另
一種是密封面采用堆焊合金材料。（B2.10）
安全閥調整機構的位置影響到安全閥的性能（比如調節圈、調整螺釘），因而
規定“必須設置防松裝置”，對于安全閥外部的調整機構，規定調試合格后還要進行
鉛封，而且必須是被破壞后才能進行調整的形式。（B2.11、B2.12）
明確了設置排泄孔的要求。排泄孔的直徑尺寸要求是參考ASME《鍋爐與壓力
容器規范》第Ⅰ卷的要求。（B2.13）
安全閥的流通面積影響其排量及性能。特別是對于氣體（蒸汽）安全閥，其進
口面積、流道面積及出口面積之間的比例關系重要地影響排量及性能。（B2.14）
ASME《鍋爐與壓力容器規范》第Ⅰ卷及第Ⅷ卷均規定：鑒定的排量系數不適
用于流道直徑與進口直徑之比在0.15~0.75 范圍以外的閥門。API 標準安全閥的排量
系數較JB 標準安全閥的排量系數高的重要因素是出口直徑（面積）與流道直徑（面
積）之比。8 10 T，26.0 3.02
對彈簧的設計明確了三項要求：（B2.15）
（1） 有些國內外安全閥制造廠在高壓安全閥中采用了碟型彈簧，顯得總體結
構緊湊，但是碟型彈簧的性能較難控制，因而可能造成安全閥性能不穩定。故本條
規定“宜采用圓柱螺旋壓縮彈簧”。
（2） 介質對彈簧的沖蝕，會嚴重影響到彈簧的正常工作。因而本條規定在安
全閥的結構設計中，應防止“介質直接沖蝕彈簧”。
（3） 本條規定是為了保證彈簧性能的穩定性。彈簧的變形量控制在其大變
形量的20-80%范圍內，可以得到一個基本屬于線性剛度的使用范圍，有利于安全閥
性能的調節。彈簧設計的大切應力不大于許用切應力的80%，也是保證彈簧性能
穩定可靠所必需的。這些要求與GB/T 12243《彈簧直接載荷式安全閥》及ASME《鍋
爐與壓力容器規范》的要求是一致的。（B2.15）
對波紋管式安全閥的設計明確了兩項要求：（B2.16）
（1）波紋管式安全閥，其“閥蓋應當設置一個泄出孔”。上線后，閥蓋上的泄
出孔應保證波紋管內腔與大氣相通。這有兩個目的：一是保證波紋管的正常工作性
能；二是通過泄出孔可以顯示波紋管是否損壞。應當注意的是，對于可燃的或者腐
蝕性介質，泄出孔應當“用管子連接到安全場地，以防波紋管破損后介質外泄造成
危險”。
圖27 例，波紋管式安全閥閥蓋上設置了泄出孔，但沒有拿掉臨時性堵塞。
圖27 波紋管式安全閥（閥蓋上設置的泄出孔沒有拿掉臨時性堵塞）
（2）波紋管是薄壁彈性元件，容易變形和腐蝕。因而在設計中一定要充分考慮
到它所需承受的大出口背壓力、工作介質和溫度等情況。（B2.16）
圖例：（波紋管腐蝕和變形）
圖28 波紋管腐蝕和變形
對設計文件的內容及其完整性規定了明確要求。特別要求編制“安裝及使用維
護、校驗說明資料”，是為了正確使用安全閥，作為安裝、使用維護、校驗時的指導。
（B2.17）
第1 號修改單將文中的“安全閥類型”更改為“安全閥結構型式”（B2.17.2）。
的計算書內容：
承壓件強度、彈簧、波紋管、密封比壓、尺寸鏈。
3.4 安全閥制造的一般要求
《安全閥安全技術監察規程》（TSG ZF001-2006）附件B—安全閥安全技術要求
的B3 中規定了安全閥的制造要求。制造要求的實現，是保證安全閥工作可靠的關
鍵環節。附件B 部分包含以下五個方面要求。
·一般要求
·出廠檢驗
·試驗裝置
·標志
·裝運和保管
1，一般要求包括下面幾個方面內容：（B3.1）
—原材料及半成品
—零部件加工
—彈簧---節距、強壓處理、宏觀質量、質量證明
—金屬波紋管
在一般要求里主要明確了下列三點：
（1）原材料以及半成品應當符合圖紙或者相應標準，并有質量證明文件。
（2）安全閥的零部件加工、裝配、試驗，必須編制工藝規程（工藝卡），并有
質量跟蹤記錄。質量跟蹤記錄是為了今后需要時，可以查明安全閥制造過程的歷史
情況。
（3）彈簧在工作條件下的性能穩定，對于安全閥的工作性能是極其重要的。
除在彈簧設計中要認真考慮外，采取合適的工藝是必須的。對彈簧進行強壓處理是
保證安全閥工作穩定性的重要工藝措施。本款規定了兩項檢查方法和要求。檢
測彈簧自由高度的殘余變形量的方法和要求，是與ASME《鍋爐與壓力容器規范》
的要求一致的。而同規格、同一熱處理爐的彈簧，規定負荷下的變形量或者剛度的
大允許偏差為10%，這要求與GB/T 12243 是一致的。
第1 號修改單對本款進行了3 項修改：
① 取消了“加溫強壓處理”的附注。意見認為，只要符合要求就行，不一定需
要“加溫”。
② “強壓處理”不要求于“安全閥流道直徑≤8mm,且公稱壓力＜1.6MPa 的
彈簧”。這類彈簧屬于一般低壓熱水鍋爐安全閥使用，其數量很大。
③ 彈簧“強壓處理”后，應當“提供強壓處理報告”。
彈簧是一種彈性元件，即使是同樣的制造工藝，每件彈簧的性能也是有差異的，
有的差異還很大，因而要求“彈簧制造單位應當逐件提供彈簧的性能測試報告”。“彈
簧入廠驗收合格后方可使用在安全閥上。”。（B3.1.3.4）
第1 號修改單對原B3.1.3.4 款進行了下列2 項修改：
① 可以按“同規格、同一熱處理爐”提供熱處理報告。
② 彈簧入廠驗收，不強調“必須逐件檢測”，入廠驗收方法和內容由安全閥
制造廠確定。
的彈簧性能測試報告、熱處理報告內容：
力—位移（剛度）、殘余變形量、端面平行度、垂直度、節距均勻度、硬度、
強壓處理（溫度、載荷）
2，出廠檢驗（B3.2）
出廠檢驗要求包括以下方面：
—檢驗項目
—耐壓（液壓強度）試驗
—氣密性試驗
—整定壓力的調整
—密封試驗
—試驗介質
—檢驗記錄及報告
出廠檢驗主要明確了下列五點：
① 規定了每臺安全閥出廠時應當進行的檢驗項目：
② 耐壓（液壓強度）及氣密性試驗；
③ 整定壓力調整；
④ 密封試驗；
⑤ 合同規定項目。
（1）在健全、有效的質量管理體系中，通過出廠檢驗的安全閥應當能夠保證
其具有正常的工作性能。
（2）規定了耐壓（液壓強度）、氣密性試驗的要求和方法。其中規定安全閥進
口側體腔的耐壓（液壓強度）試驗壓力小為安全閥公稱壓力的1.5 倍。這里需要
強調的是公稱壓力，而不是工作壓力。這要求是與國家標準（GB）、ASME 規范、
ISO 標準一致的。
封閉式安全閥的氣密性試驗要求，是參考了ASME《鍋爐與壓力容器規范》
第Ⅷ卷的要求。
（3）規定了整定壓力的調整、密封試驗的要求和方法。
（4）整定壓力和密封試驗的試驗介質流體性質應當與使用介質流體性質一致。
不同流體對安全閥的試驗結果是有差異的。例如，對于液體安全閥，目前國內大部
分制造單位的出廠試驗以及使用單位的入廠檢驗均是用氣體進行的，這是不合適的。
（5）“奧氏體不銹鋼安全閥用水進行試驗時，水中氯離子含量不得超過
25mg/L。”的要求，是與《壓力容器安全技術監察規程》的規定一致的，而且一般
也是能夠達到的。（B3.2）
3，試驗裝置（B3.3）
本部分中規定了制造單位必須具備出廠檢驗內容的安全閥試驗裝置。這是對安
全閥制造單位的起碼要求。作為制造單位，在可能的條件下，具備安全閥動作性
能和排量試驗條件，對于保證產品質量是極其有利的。
試驗裝置的能力對安全閥的性能有重要影響。試驗裝置的容量對安全閥的整定
壓力、啟跳壓力基本無影響；但只有試驗裝置的容量足夠大時，才能判斷安全閥的
開啟高度、回座壓力及機械特性是否符合要求。
有的閥門廠送作型式試驗的樣品，出現過開啟高度不夠以及機械特性不好（顫
振）的問題。這與該閥門廠不具備足夠的試驗條件有關。
4，標志（B3.4）
標志這一條里對以下方面進行要求：
—標志內容（10 項）
—銘牌材料及其固定
—出廠資料（質量證明文件、樣圖及材料明細、安裝使用維護校驗說明
書、合同規定文件）
—質量證明文件（22 項）
—產品制造檔案（圖紙、材質報告、跟蹤記錄、出廠檢驗報告）。
這里規定了安全閥必須要有的10 項標志內容。安全閥經多年使用后其銘牌可
能已脫落，為利于定期檢驗管理，本條特別強調“產品編號應當為閥體上的*性
標志”。
同時規定了每臺安全閥交付用戶時，制造單位必須隨產品提交的出廠資料。
并要求制造單位必須將產品制造過程的相關資料歸檔備查。
本條還規定了安全閥質量證明文件必須包括的22 項內容。
5，裝運和保管（B3.5）
本條規定了安全閥裝運和保管的基本要求。
3.5 安全閥的主要零件
安全閥的主要零件有：閥體、閥蓋、閥瓣、閥座（噴嘴）、導套、反沖盤、調節
圈、閥桿、彈簧、調整螺釘等。其制造工藝應當保證設計所要求的同軸度、垂直度
以及平行度，以保證安全閥活動件的動作靈活、無歪斜和卡阻等現象。在安全閥動
作過程中，零件之間同軸度的極小偏差都會導致密封性的破壞和使閥瓣卡阻在導向
套中。
密封面損壞而引起介質泄漏是安全閥常見故障之一，所以合適的閥瓣與閥座
密封面材料以及合理的堆焊、研磨工藝是非常重要的。
1，閥體和閥蓋
安全閥是通過閥體使各零件相互連接成為一個完整的產品，安全閥通過閥體的
法蘭或螺紋管頭連接在鍋爐、容器或管道上。閥體和閥蓋都是承壓件，所以應有足
夠的強度和致密性，不允許出現變形或泄漏。閥體和閥蓋應按有關規范和標準的要
求進行耐壓（液壓強度）及氣密性試驗。
安全閥的閥體和閥蓋，通常分為鑄造和鍛造兩種。通道直徑小于DN20 的安全
閥閥體通常是整體鍛制的，而通道直徑為DN20 以上的安全閥往往采用鑄造。
（1）鑄件按GB/T 12229《通用閥門 碳素鋼鑄件技術條件》、GB/T 12230《通
用閥門 不銹鋼鑄件技術條件》要求進行。
鑄件的外觀檢查按GB/T 12231《閥門鑄鋼件 外觀質量要求》和訂貨合同的
規定進行。應無粘砂、氧化皮、裂紋等缺陷。鑄件供應方應提供材料的化學分析和
力學性能的試驗報告，如果有其他檢測項目則應該提供相應的檢測報告。
（2）鍛件按GB/T 12228《通用閥門 碳素鋼鍛件技術條件》要求進行。
鍛件表面質量應良好，無有害的缺陷。
閥體的結構長度及進出口法蘭端面垂直度極限偏差（GB/T 12243-2005）：
2，閥瓣和閥座（噴嘴）
安全閥的密封性能主要是通過閥瓣和閥座這對元件來實現的，其加工精度對于
密封性能有著極大的影響。采用在密封表面堆焊硬質合金的方法來達到提高密封性
能和壽命的目的。堆焊的工藝比較復雜、較難控制，這是加工的難點之一。使用O
型圈等軟密封結構，可以在較低的加工精度下就能實現可靠的密封，但由于這些材
料不能用于高溫，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觀不平度。在車削加工的密封面上會形成
螺旋形紋路；磨削實質上是用削去突出部分的方法修整表面，但被削去的微粒會在
表面上造成凹坑；精細研磨則是更精密的表面修整。
密封面堆焊加工有許多的方法，常用的有等離子弧堆焊、埋弧自動堆焊、手工
電弧焊、粉末等離子弧堆焊，還有非熔化極氬弧焊、氧乙炔堆焊等。
目前在我國的閥門行業里采用較多的是手工焊條（絲）電弧堆焊，使用的設備
簡單、機動靈活、成本低，同時操作比較容易掌握，特別是能夠根據實際需要，選
擇合適的堆焊焊條，獲得所要求的合金成分和性能。它的缺點是生產效率較低，不
易獲得薄而均勻的堆焊層，而且勞動條件較差。
堆焊前，應對基體材料進行預熱。堆焊結束后，應進行焊后熱處理。按照《安
全閥安全技術監察規程》的規定，應當進行堆焊工藝評定。
閥座（噴嘴）喉部尺寸（流道直徑）的加工應注意其尺寸精度及其表面粗糙度
是否符合設計要求，因為它會影響安全閥的排放量。
高溫高壓蒸汽安全閥采用熱彈性閥瓣的結構，其加工有相當難度。閥瓣與熱瓣
之間采用螺紋或焊接連接，錐形密封斜面間留有一定的間隙。此設計解決了單閥瓣
塑性變形問題，保證了密封性能有效，延長了使用壽命，且穩定性高。
圖30 熱彈性閥瓣的結構
圖31 熱彈性閥瓣的結構圖
3，導套和反沖盤
導套和反沖盤這對導向件，其導向表面的材質、硬度和表面粗糙度重要地影響
安全閥的導向質量。而反沖盤的內部尺寸更影響到安全閥的流道，從而影響到安全
閥的性能是否符合設計要求。
4，閥桿
安全閥彈簧的作用力是通過閥桿傳遞給閥瓣的。閥桿傳遞給閥瓣的力大可達
到數萬N，因而閥桿的端部是通過鋼球傳遞力或者端部做成球面。而閥桿端部需要
有相當的硬度以承受高的載荷力。閥桿的直線度是要求高的，以保證閥桿在安全閥
中的對中性。這樣，閥桿的加工過程中需要多次進行熱處理，以消除可能存在的內
應力導致今后的變形。
3.6 彈簧
彈簧是安全閥的關鍵零件之一，其質量直接影響到安全閥性能的好壞和穩定性。
因而安全閥用彈簧與一般設備中使用的彈簧相比，具有一些特殊的高要求。
彈簧的熱處理、立定處理與強壓處理是保證彈簧性能的主要手段。根據彈簧材
料的不同，加工方法的不同，熱處理的工藝也不相同。如用經過強化處理的鋼絲，
采用冷成形制作的彈簧，成形后應進行消除應力處理；而合金鋼制作的彈簧，成形
后應進行淬火、回火處理。
必須保證彈簧的幾何尺寸、剛度、平行度和垂直度。
圓柱螺旋壓縮彈簧的工藝過程為：卷制、去應力處理、校整、（淬火、回火處理）、
立定或強壓處理、兩端面磨削、無損探傷、表面防腐處理、包裝。
用心軸卷簧是彈簧制造的*道工序，也是重要的工藝，卷制的精度對整個制
造過程起著重要的作用，它基本上決定了彈簧的幾何尺寸和特征。必須準確地掌握
不同材料的各類彈簧在成形時的回彈量。影響回彈量的因素很多，主要有材料的力
學性能、彈簧的旋繞比和工藝裝置等。由于彈簧的回彈，卷制彈簧的心軸直徑小于
彈簧的內徑。
校整的目的是保證彈簧節距的均勻性。
彈簧的立定處理是將熱處理后的彈簧壓縮到工作極限負荷下的高度或并緊高度
（3～5 次），以達到穩定彈簧幾何尺寸為主要目的的一種工藝方法。
強壓處理是將彈簧壓縮至材料表層產生有益的與工作應力反向殘余應力，以達
到提高承載能力和穩定幾何尺寸的一種工藝方法。
在高溫條件下工作的彈簧，為了防止蠕變和松弛，應進行加溫立定處理或加溫
強壓處理。是將彈簧處于高于工作溫度的條件下在加載荷的狀態下（一般為工作時
的變形狀態或并圈狀態）進行的立定處理或強壓處理。一般常用的合金鋼彈簧，溫
度多在200～300℃，加溫強壓處理的保持時間為12～24h。
為了保證螺旋壓縮彈簧的垂直度，使兩支承圈的端面與彈簧座保持接觸，減少
撓曲，圓柱螺旋壓縮彈簧的兩端面均要進行磨削加工。彈簧磨削加工后，要求磨平
部分不小于圓周長的3/4，端部厚度不小于金屬直徑的1/8（以1/4 為佳）。其磨削面
的表面粗糙度≤12.5μm。
磨簧應根據彈簧生產批量的大小來選擇設備和操作方式。手工方式磨簧所用的
設備通常是普通的砂輪機和適當的夾具以及輔助工具。設備和工裝都比較簡單，但
勞動強度大，生產率低，適用于品種多、批量小的生產，在大批量的生產中，則采
用彈簧端面磨床機磨削彈簧的端面。
為了保證磨簧的技術要求和提高磨簧的質量，除提高操作者的技術水平和選擇
合適、精良的設備外，還應注意以下幾點：
1）砂輪選擇要適當。
2）要保證適當的磨削量。
3）裝彈簧用的套筒內孔和長度應與彈簧配合恰當。
4）在彈簧端面磨床上磨削彈簧時，為保證彈簧的垂直度，重要因素是彈簧
端圈的螺旋角，貼緊長度應均勻一致。
5）定期整修砂輪和維修調整設備。
6）為避免端圈開口，磨削工序應在去應力退火后進行。
彈簧進行鍍鋅、鍍鎘表面防腐處理后，必須進行除氫處理，以防氫脆。
彈簧制造完成后，應向使用者逐件提供彈簧的性能測試報告、熱處理報告、無
損檢測報告及合格證。
3.7 安全閥的裝配和調試
3.7,1 安全閥的裝配
安全閥的各個零件加工完成并檢驗合格后，將全部零件清洗干凈，就可以進行
裝配。
這里只介紹普通安全閥的裝配。特殊的安全閥由于結構的不同其裝配方法也不
同，這里不再介紹。
彈簧直接載荷式安全閥裝配基本程序如下：
1）各個零件清洗干凈后，首先將一些配合部件行試裝配。
2）將閥座裝到閥體上，裝配時要保護好閥座密封面，然后把下調節圈旋到閥
座上，其位置一定要比密封面低1～2mm。
圖32 安全閥裝配示意（1）
3）將導向套、反沖盤、閥瓣（波紋管）裝入閥體內，如果有上調節圈，則應
先把它裝到導向套上，應注意的是一定要把導向套上部的定位部分安裝到閥體的止
口內。
圖33 安全閥裝配示意（2）
圖34 安全閥裝配示意（3）
4）將閥桿、彈簧座、彈簧安裝相應的位置，注意不要損傷閥瓣和閥座的密封
面。
圖35 安全閥裝配示意（4）
5）將閥蓋裝在閥體上，并旋緊閥蓋與閥體之間的連接螺栓的螺母，在旋緊過
程中應注意受力的對稱性，以防止產生附加應力或可能造成零件的歪斜。
圖36 安全閥裝配示意（5）
6）將調整螺釘擰到閥蓋上。
圖37 安全閥裝配示意（6）
7）轉動調節圈，使其上升，直到與反沖盤輕輕相碰，然后反轉到規定的齒數。
圖38 安全閥裝配示意（7）
8）旋上定位螺釘，使螺釘位于調節圈兩齒之間的凹槽內，以防止調節圈轉動，
但不得對調節圈產生側向壓力。
圖39 安全閥裝配示意（8）
安全閥裝配完畢后，應進行整定壓力調整和密封性試驗，試驗完畢后，應進
行鉛封，以防止改變已調整好的狀態。
3.7.2 安全閥的調試
1，整定壓力的調整
在規定的工作壓力范圍內，可以通過旋轉調整螺釘，改變彈簧預緊壓縮量來對
整定壓力進行調整。
拆去閥帽，將鎖緊螺母擰松后，即可對調整螺釘進行調整。調整后，將進口壓
力升高，使閥門起跳一次。若調整到所需的整定壓力，則將鎖緊螺母擰緊，裝上閥
帽。
在調整整定壓力時，應注意下列5 點：
（1）當介質壓力接近整定壓力（達到整定壓力的90%以上）時，不能旋轉調整
螺釘，以免閥瓣跟著旋轉而損傷密封面。
（2）調整時所用的介質應與實際工作介質的性能相似。介質性能的改變，特別
是從液態變為氣態時，整定壓力會有變化。
（3）為保證整定壓力值準確，調整時應緩慢升高安全閥的進口壓力。當升壓到
整定壓力的90%以后，升壓速度應當不高于0.01MPa/s。當測到閥瓣有開啟或者見
到、聽到試驗介質的連續排出時，則安全閥的進口壓力被視為此安全閥的整定壓力。
（4）進行調整時，需要考慮到背壓以及溫度影響的修正。
（5）調試至少要連續進行3 次，所測出的數值偏差不超過整定壓力的±3%或者
相關安全技術規范的規定。
2，排放壓力和回座壓力的調整
整定壓力調整好后，若排放壓力或回座壓力不符合要求，則可以利用調節圈來進行調整。擰下調節圈定位螺釘，從露出的閥體螺孔中插入工具，撥動調節圈上的齒，使調節圈左右轉動。當調節圈向右旋轉時，其位置升高，排放壓力和回座壓力都將有所降低。反之，當調節圈向左旋轉時，其位置降低，排放壓力和回座壓力都將有升高。每一次調整時，調節圈轉動的幅度不宜過大（一般在5 齒以內）。每一
次調整后，都應將定位螺釘擰緊，使螺釘端部位于調節圈兩齒之間的凹槽內，以防止調節圈的轉動，但不得對調節圈產生側向壓力。為了安全起見，在撥動調節圈以前，應使安全閥進壓力適當降低（一般應低于整定壓力的90%），以防止在調整時全閥突然開啟，發生事故。必須注意，進行安全閥排放壓力和回座壓力試驗，只有當氣源的流量大到足夠
使安全閥全開啟時（即達到安全閥的額定排量時）才有可能進行。而通常用來進行
安全閥出廠時的整定壓力調整的試驗臺容量都很小，這時安全閥不可能達到全開啟，
其回座壓力也是不準確的。
3，閥座的密封性試驗
整定壓力調整合格后，應該降低并且調整安全閥進口壓力進行閥座的密封性試
驗。當整定壓力小于或者等于0.3 MPa 時，密封試驗壓力應當比整定壓力低0.03
MPa；當整定壓力大于0.3 MPa 時，密封試驗壓力為90%整定壓力。
當密封試驗以氣體為試驗介質時，對于封閉式安全閥，可用泄漏氣泡數表示泄
漏率，其試驗裝置和試驗方法可按《安全閥安全技術監察規程》附件F 要求，合格
標準按照GB/T 12243 或者其他安全技術規范、標準的規定；對于非封閉式安全閥，
在一定時間內未聽到氣體泄漏聲即可認為密封試驗合格。
當密封試驗以水為試驗介質時，其試驗方法和要求按GB/T12243 的有關規定。
4，密封墊片的氣密性試驗
對于封閉式安全閥，整體組裝后，應當進行氣密性試驗。氣密性試驗應當符合
以下要求：
（1）試驗只在閥體出口排放側部位進行，壓力為大背壓力，并且不小于
0.2MPa。
（2）試驗持續時間3min，不允許泄漏。
（3）試驗時要注意安全，達到試驗壓力一定時間后再進行氣密性檢查。
5，鉛封和防護
安全閥調試合格后，應當對閥帽和定位螺釘進行鉛封，并在安全閥的進出口法
蘭處加裝堵蓋保護,以防止外來雜物進入。
第四章安全閥的選型
安全閥的選用與被保護系統密切相關，選擇的安全閥應能在允許的超過壓力范內排放出一額定數量的流體，以防止系統內的壓力超過設計規定的壓力值；當壓力恢復正常后，閥能夠自行關閉并阻止介質繼續流出。根據這個基本原則，所選擇的安全閥不應受被保護系統內的溫度、壓力、介相態的影響，就基本滿足了要求。但由于被保護系統的不同以及安全閥結構類型的多樣性，選用安全閥時不僅要確定其整定壓力和排放面積，還要考慮所選安全閥對系統工況的適應性。e 的關系
4.2.1.5 當量排量計算
只有當超過壓力大于進行排量試驗的超過壓力時，可以進行當量排量計算；但若超過壓力小于試驗時的超過壓力，則不允許計算當量排量。閥門在試驗背壓力下達到臨界流動時所確定的額定排量系數可能不同于在較高背壓力下的排量系數。臨界流動情況下的當量排量計算只適用于當量理論排量。應注意，銘牌上給出的是對應于試驗證明書所用流體的數據，而不是當量計算排量。計算任意氣體的當量排量時，流道面積和排量系數應假定不變，并應用前述公式。所采用的取決于確定所述安全閥額定排量時所使用的基準流體。下面給出了當量排量公式的例子。確定雷諾數R 以后，代入公式4 計算得到系數Kv。 Kv 數值代入公式3 來修正初算的所需排放面積。如果修正后的面積超過了所選擇的標準喉部面積，則應用
下一個更大的標準喉部尺寸重復上面的計算。
4.2.2.4 氣、液兩相流泄放的定徑程序
如果泄壓裝置的應用介質是處于氣液平衡的液體或多相的流體，則當流體流過
裝置時，將發生閃蒸，并產生氣體。必須要考慮氣體的生成，因為它會降低裝置的
有效排量。
閃蒸和兩相流工況會導致背壓的增加，如果增加值過高或無法準確預測，則必
須選用平衡式或先導式泄壓閥。如果在噴嘴（閥座）處沒有達到平衡，則裝置的實
際流量將增大數倍。
設計者還應研究在液體閃蒸時可能發生的任何自冷作用所造成的影響。結構的
材料應適用于出口溫度。此外，安裝必須排除因水合物或可能的固體生成而發生流
動阻塞的可能性以往對于氣、液兩相流泄放的定徑，采取氣、液分別計算流道面積然后疊加的法。這種定徑方法較為保守，計算所得安全閥的規格較大。2000 年1 月的API RP 520 PartⅠ第附錄D中給出一種的兩相流況泄壓裝置的定徑方應該知道的是，現今還沒有任何泄壓裝置獲得兩相流排量認證，因為還沒有認證的試驗方法。氣/液兩相流排放有許多種不同的情況。這些情況包括介質在泄壓閥進口即為兩相混合狀態，或介質壓閥中流動時發生兩相混合。由于閃蒸而生成蒸氣必須要予以考慮，因為它可能會減小閥門的有效排放能力附錄D 中介紹的兩相流定徑方法，是若干現在正在應用的技術和隨著時代的進還在逐步發展的新方法之中的一種方法—ω方法。要強調的是，兩相流計算需要使用特殊的方法，這一問題已經為人們*認識。2008 年12 月的API RP 520 PartⅠ第8 版的附錄C 中給出了3 種的兩相流工況泄壓裝置的定徑方法。
C.2.1 用等熵噴管流動的直接整合（direct integration）方法定徑
C.2.2 用ω方法對通過泄壓閥的兩相閃蒸或非閃蒸流的定徑
C.2.3 用ω方法對進口為亞冷液體的泄壓閥的定徑
4.3 安全閥的噪音計算
近些年來，隨著人們環境保護意識的加強，要求計算和評價安全閥的噪音水平。
下面介紹API Std 521《泄壓和降壓系統》中對安全閥噪音水平的計算方法。
4.3.1 距離向大氣排放點30 m（100ft）處的噪音水平可以用下式估算：
式中：
L30（100） 距離排放點30 m（100ft）處的噪音水平，分貝
L 來自圖44 中的噪音水平，分貝
qm 通過閥門的質量流量，kg/s（lbs/s）
c 通過閥門的氣體流速，m/s（ft/s） sound
X 壓力比，PR
Y 聲壓水平，L30（100），分貝
注：PR 是壓力比，其定義為來自節流件上游的靜壓力（例如，泄壓閥噴嘴）除以排放時節流件下游的靜壓力。在某些情況，臨界流動的發生不僅僅在泄壓閥的噴嘴處也發生在泄放管到大氣的出口處。在這種情況下，噪音水平是相加的（對
數的）。在泄放管中，壓力比是出口處的管內絕壓除以大氣壓。4.4 安全閥的結構選擇
安全閥的結構選擇需要考慮到溫度、介質、工作壓力、背壓力等諸多方面因素
的影響。
4.4.1 安全閥結構選擇的一般原則
1，全啟式安全閥適用于排放氣體、蒸汽或者液體介質。
2，微啟式安全閥一般適用于排放液體介質。
3，當要求安全閥的閥瓣—閥座密封性能好的場合，可以選用軟密封的結構型式。
4，在石油、石化生產裝置中，一般選用彈簧式安全閥或先導式安全閥。
4.4.2 工況因素對安全閥選擇的影響
4.4.2.1 溫度對安全閥選擇的影響
1，一般先導式安全閥內部存在非金屬材料的零件，故其使用溫度范圍限制在－
29℃~ +260℃。然而，若在結構上采取措施和選取合適的零件材料，則先導式安全
閥也可以用在低溫和高溫工況（－196℃~ +427℃）的條件。
2，當溫度范圍在－196℃~ －29℃或者+300℃以上時，可以采用帶有冷卻腔或
者散熱片的彈簧載荷式安全閥。
4.4.2.2 介質對安全閥選擇的影響
1，如果介質黏稠或在排放過程中容易出現結晶、凝結現象時，應當選用保溫夾
套平衡波紋管式安全閥。
2，如果介質的腐蝕性較強，為保護彈簧不受侵蝕，可以選用平衡波紋管式安全
閥。
3，如果介質可以排放到周圍環境空間，則可以選用常規式安全閥。
4，空氣、水蒸氣、水介質可選用帶扳手的彈簧載荷式安全閥。
5，排放有毒或者可燃性介質時，為保護環境，必須選用封閉式安全閥或含非流
動型導閥的先導式安全閥。
4.4 .2.3 工作壓力對安全閥選用的影響
1，對于工作壓力值≤90%整定壓力時，可以選用彈簧載荷式安全閥；
2，對于工作壓力值＞90%整定壓力，而≤95%整定壓力時，可以選用先導式安
全閥。
4.4.2.4 背壓力對安全閥選擇的影響
背壓力對安全閥結構的選擇起著至關重要的作用，背壓力包括附加背壓力和排
放背壓力，附加背壓力可能是恒定的也可能是變動的。
1，當背壓力≤10%整定壓力時，可以選用常規式安全閥。
2，當背壓力＞10%整定壓力，而≤30~40%整定壓力時，應選用平衡波紋管式
安全閥。
3，當背壓力＞30~40%整定壓力時，應選用先導式安全閥。
4.4.3 安全閥結構選擇的其他建議
1，熱水鍋爐一般選用敞開（不封閉）式帶扳手微啟式安全閥。
2，蒸汽鍋爐或蒸汽管道一般用敞開（不封閉）式帶扳手全啟式安全閥。
3，運送液化氣的火車槽車、汽車槽車、貯罐等一般用內裝式安全閥。
4，若要求對安全閥做定期開啟試驗時，應選用帶提升扳手的安全閥。當介質壓
力達到整定壓力的75％以上時，可利用提升扳手將閥瓣從閥座上稍微提起，以檢查
閥門開啟的靈活性。
5，若安全閥的外界環境存在昆蟲等侵擾時，應對安全閥與外界的敞開口處加裝
防昆蟲網。
6，閃蒸和兩相流工況會導致背壓的增加，如果增加值過高或無法準確預測，則
必須選用平衡式或先導式安全閥。
7，許多制造商建議，如果在閥門進口處兩相混合的質量百分比是蒸氣占50%
或者更低時，應選用液體或液氣混合介質用閥門。另外，如果介質流中液體與氣體
的比例不確定，應選用專門為液體介質或氣液混合介質設計的閥門。
8，在有些場合中，閥門有可能需要泄放液體或是氣體，這要取決于導致超壓的
條件（例如換熱器管破裂）。在這種情況下，選用液體介質或是氣液共用閥門。
9，為了減少水合物的生成（結冰）或在裝載流體中的固體顆粒影響導閥性能的
可能性出現，通常建議大多數場合使用非流動型導閥。
10，需要大的排放面積或者高的整定壓力時，可以選擇先導式安全閥。因為先
導式安全閥通常先導式安全閥達到進口法蘭的額定壓力級。
11，工藝情況需要在一處感受壓力而在另一處泄放流體時，或者進口管線流阻
損失高時，可以選擇先導式安全閥。因為先導式安全閥適應遠程感受壓力。
12，需要在線確認整定壓力時，可以選擇先導式安全閥。
4.4.4 安全閥結構選擇的限制條件
1，選擇彈簧載荷式安全閥的限制條件
（1）常規式安全閥
1）排放背壓超過可允許超壓。
2）冷態試驗差壓力無法減少變動背壓力的影響。
3）ASME 第Ⅰ卷蒸汽鍋爐汽包或過熱器；
4）作為壓力控制或旁通閥。
（2）平衡式安全閥
1）ASME 第Ⅰ卷蒸汽鍋爐汽包或過熱器。
2）酚、蠟液、重石油餾分、含大量焦粉的介質。
3）作為壓力控制或旁通閥。
2，選擇先導式安全閥的限制條件
1）流體介質是臟的，除非采取特殊措施（如過濾器等）。
2）對于黏性液體介質，因為黏性液體通過導閥相對較小通道的流動會
引起閥門操作時間顯著增加。
3）如果閥門內有非金屬材料，故使用溫度及化學相容性會受到限制。
4）腐蝕積累能阻礙導閥的動作。
4.5 安全閥與爆破片的組合應用
4.5.1 安全閥與爆破片組合應用的設置
安全閥與爆破片的組合應用有兩種設置：
1，爆破片安裝于安全閥的進口——這種設置常見（見圖45 所示）。
圖45 安全閥與爆破片組合應用示例
其優點是，爆破片將安全閥與進口的工藝介質隔離，系統無泄漏。安全閥不受
工藝介質的腐蝕，可以降低安全閥的成本。一旦系統超壓，爆破片和安全閥能夠同
時爆破和開始泄壓。當系統壓力恢復正常后，安全閥又能自動關閉，大大減少了工
藝介質的損失。
2，爆破片安裝于安全閥的出口——這種設置適用于有公共泄放的場合。其優
點是，爆破片將安全閥與出口的公共泄放管路隔離，安全閥不受出口公共泄放管路
工藝介質的腐蝕，并使安全閥不受出口的公共泄放管路中的背壓的影響。
4.5.2 安全閥與爆破片組合應用的注意事項
1，安全閥與爆破片的組合應用時，要求爆破片的排放面積大于安全閥流道面積
90%以上。
2，安全閥與爆破片的組合排量系數應當經過鑒定試驗確認。
3，某些試驗表明：安全閥出口安裝爆破片裝置時，出口爆破片的爆破壓力相對
安全閥的整定壓力較高時，可能影響爆破片的正常破裂（即使系統壓力超過安全閥
整定壓力，由于安全閥開啟后又將回到關閉狀態，安全閥出口的壓力尚未達到爆破
片爆破壓力，出口爆破片無法爆破，達不到泄放壓力的目的。）。據此建議采用帶背
壓平衡裝置的安全閥或先導式安全閥。
4，安全閥與爆破片之間應設置壓力表、試驗用旋塞、泄出閥等，以監測爆破片
有無損壞（破裂或泄漏）等故障。因為爆破片在給定的差壓力下爆破，所以爆破片
下游的壓力增長抑制了爆破片提供超壓保護的能力。
5，安全閥與爆破片的組合應用時，應當選擇無碎片或者非脫落型爆破片。
4.6 爆破片裝置的選擇
爆破片裝置是非重新閉合泄壓裝置，其用來保護容器、管道和其它承壓元件，
避免出現過高壓力或真空度。爆破片裝置可單獨使用，也可與安全閥組合使用。它
們也被用作冗余泄壓裝置。
爆破片裝置沒有運動零件，結構簡單、可靠，而且比其它泄壓裝置動作反應更
快，足以泄放有些類型的壓力脈沖。
4.6.1 爆破片裝置的應用場合
1，設備操作異常時，壓力增加速度過快，安全閥不適用的。
2，設備運行中不允許介質有任何微量泄漏的。
3，可用在高黏度流體工藝中，包括無砂泥漿。
4，介質易產生沉淀物、黏性膠狀物等有可能導致安全閥失效的。
5，介質腐蝕性較強的。
6，安全閥不適合的其它場合，例如泄放面積很大、泄放壓力過高或者過低等。
4.6.2 選擇爆破片裝置的限制條件
1，經常超壓或者溫度波動過大的情況。
2，爆破片是一種對溫度敏感的裝置。爆破壓力可隨著爆破片裝置的溫度不同
而有很大的變化。隨著爆破片溫度的增加，爆破壓力通常減小。
4.7 安全閥的選型程序
1，明確安全閥所處的工況（工藝參數）：
1）法蘭連接標準及密封面形式；
2）進出口壓力級；
3）介質名稱、狀態（氣或液）、分子量或密度、黏度；
4）介質的壓縮系數、絕熱指數；
5）泄放溫度℃；
6）操作壓力；
7）整定壓力；
8）允許超壓%；
9）背壓力（附加背壓、排放背壓）；
10）泄放量；
11）安全閥的安裝位置（工位號）；
12）所需配件（配對法蘭、螺栓、螺母、墊片等）。
2，安全閥的定徑計算。
3，確定流道面積。
4，安全閥材料的選取。
5，確定安全閥的類型。
6，確定閥帽型式。
7，確定規格、型號。
4.8 安全閥的訂貨
用戶在選用安全閥時，首先應根據實際的工況進行計算，確定好具體的型號后，
按需要訂貨。在下訂單時，訂購單上至少應注明下列各項：
1，安全閥的型號、公稱通徑、流道直徑、進出口的連接形式、壓力級；
2，安全閥操作壓力、整定壓力；
3，安全閥的材質（閥體、內件、彈簧等的材料）；
4，安全閥的制造、驗收標準。
5，特殊要求：
（1）大允許超過壓力；
（2）必需排量及擬裝設閥門數量；
（3）介質的物性參數、使用介質名稱及其重度或摩爾質量、組分比；
（4）介質工作溫度、排放溫度等；
（5）閥門背壓情況；
（6）是否封閉式、是否帶扳手等。
第五章安全閥的安裝
5.1 安全閥的安裝
《安全閥安全技術監察規程》（TSG ZF001-2006）附件B—安全閥安全技術要求
的B4 中規定了安全閥的安裝的基本要求，包括下面幾個方面：
·安裝位置
·進出口管道
·安裝前檢查
1，安裝位置（B4.1）
— 豎直安裝
— 靠近被保護設備，易于維修和檢查
— 蒸汽安全閥裝在鍋爐的鍋筒、集箱的高位置或者裝在被保護設備液面以
上氣相空間的高處
— 液體安全閥裝在正常液面的下面
2，進出口管道（B4.2）
— 進出口直徑（截面積）的規定，是為了保證安全閥的可靠工作
— 排放管裝有消音器，必須有足夠的流通面積，防止排放背壓影響安全閥的
正常動作及其排放量
— 對進出口裝截止閥的要求
本節明確了有關“設置截斷閥”的規定。對于當前許多現代化企業的大修期延
長所帶來的安全閥檢修問題，必須設置截斷閥。但是，設置截斷閥帶來了潛在的危
險。因而，必須認真采取一些嚴格的管理措施，確保人員和設備的安全。
必須設置截斷閥時，需要加鉛封，并且保證鎖定在全開狀態，截斷閥的壓力等
級需要與安全閥進出口管道的壓力等級一致，截斷閥進出口的公稱通徑不小于安全
閥進出口法蘭的公稱通徑。
圖46、47 是常用的2 種安全閥快速切換裝置。
圖46 三通球型快速切換裝置
圖47 雙截止型快速切換裝置
3，安裝前檢查
安全閥安裝前，應當進行宏觀檢查、整定壓力和密封試驗，有特殊要求時，還
應當進行其他性能試驗。
5.2 安全閥排放反作用力的計算
對于氣體或蒸汽介質的安全閥在排放時，由于大量氣體的排出，會給予閥門巨
大的排放反力。這一排放反力將會傳至安全閥內部、安裝的閥座及其相鄰支撐的容
器壁上，對閥門及被保護裝置連接處產生很大的力矩。計算安全閥與被保護裝置連
接部位的強度時，必須考慮到上述排氣的反作用力。
安全閥在穩定流動狀態排放向一個封閉系統的情況下，通常不會對進口管線產
生大的反力和彎矩，因為在封閉系統內壓力和流速的變化是小的。
僅僅是在那些突然膨脹的地點存在著排放反力的計算。對于封閉排放系統，無
法提供簡化分析方法。只有經過對管線系統長時間的復雜分析才能得到傳至進口管
線系統真實的排放反力和相應的彎矩。
對于敞開排放系統即安全閥出口通過一個彎頭排向大氣的場合，API RP 520
《煉油廠泄壓裝置的定徑、選擇和安裝》的PART Ⅱ《安裝》部分中和國內編纂的
《閥門設計手冊》中分別給出了計算公式，在這里分別進行介紹。
5.2.1 API RP 520 的計算方法
5.2.1.1 蒸氣排放
的B5 中規定了安全閥使用的基本要求。它包括對安全閥的正確選用和日常檢修，
其中明確了安全閥適用的場合。
• 安全閥的選用
— 安全閥適用于清潔、無顆粒、低粘度的流體；
— 全啟式安全閥適用于排放氣體、蒸汽或者液體介質；
— 微啟式安全閥一般適用于排放液體介質；
— 排放有毒或者可燃性介質時，必須選用封閉式安全閥。
• 日常檢修和維護
— 經常檢查安全閥的密封性能及其管道連接處的密封性能；
— 運行中安全閥開啟后，需要檢查其有無異常情況，并進行記錄；
— 如果運行中發現安全閥不正常（泄漏或者其他故障）時，需要及時進
行檢修或者更換；
— 鍋爐運行中，安全閥需要定期進行手動排放試驗，鍋爐停止使用后又
重新啟用時，安全閥也需要進行手動排放試驗。
第六章安全閥的檢測
6.1 安全閥的定期檢查
《安全閥安全技術監察規程》（TSG ZF001-2006）附件B—安全閥安全技術要求
的B6 中規定了安全閥定期檢查的要求。它包括安全閥在線檢查和檢測、離線檢查、
校驗等規定。
以往各種規程對安全閥的定期檢查和校驗，基本上都是規定為：“一般每年至少校驗一次”，這對保證設備的安全運行起到有效的作用。但是，隨著國民經濟的發展，引進了國外設備，國內技術水平也相應提高，一些大型裝置和設備停機檢修周期從1 年延長到2 年、3 年，甚至今后可能更長時間。許多企業從實際出發，提請延長安全閥校驗周期。考慮到這種情況，本部分將定期檢查分為在線檢查和檢測、離線檢查和校驗兩類。這也是為了適當延長安全閥校驗周期而加強了在線的檢查和檢測工作。
1，在線檢查和檢測（B6.1）
在線檢查和檢測規定了以下基本要求：
— 在線檢查和檢測的含義與人員要求
— 檢查內容（10 項）
— 檢測方法（3 種壓力源）
— 檢測工作的基本要求（6 條）
在線檢查和檢測是指在在線狀態下（安全閥安裝在設備上受壓或不受壓狀態下）
對安全閥進行的檢查和檢測。主要是宏觀檢查和記錄安全閥在線運行情況。
本部分規定了在線檢查的10 個方面的內容：
（1）安全閥安裝是否正確；
（2）安全閥的資料是否齊全（銘牌、質量證明文件、安裝號、校驗記錄及報告）；
（3）安全閥外部調節機構的鉛封是否完好；
（4）有無影響安全閥正常功能的因素；
（5）必須設置截斷閥的情況時，其安全閥的進口前和出口后的截斷閥鉛封是否完好并處于正常開啟位置；
（6）安全閥有無泄漏；
（7）安全閥外表有無腐蝕情況；
（8）為波紋管設置的泄出孔應當敞開和清潔；
（9）提升裝置（板手）動作有效，并且處于適當位置；
（10）安全閥外部相關附件完整無損并且正常。
在線檢測是為了解決無法離線校驗的困難（例如，延長校驗周期，安全閥焊接在設備或管線上）。其目的是為了迅速簡單地確定安全閥的整定壓力及部分動作特性。由于在線條件所限，無法在線證明安全閥的全部性能與標準、規范的一致性。因此，只能認為在線檢測是作為延長校驗周期的一種手段，但不能取代離線檢查和校驗。
本部分規定了在線檢測的3 種方法，并明確了6 項基本要求。
在線檢測的3 種方法：
（1）采用被保護系統及其壓力進行試驗；
（2）采用其他壓力源進行試驗；
（3）采用輔助開啟裝置進行試驗。
在線檢測一定要確保人員和設備的安全，防止高溫、噪聲以及介質泄漏對人員的傷害。
關于在線檢測裝置，國內制造單位不少，型號、功能及性能也不一致，為了保證在線檢測的可靠性，本規程規定“在線檢測裝置能夠保證安全閥的基本性能要求”。
2，離線檢查（B6.2）
離線檢查規定了以下基本要求：
— 離線檢查含義
— 離線檢查條件（3 條）
— 檢查內容（9 項）
— 檢查工作基本要求（4 條）
— 處理
離線檢查是指在離線狀態下，將安全閥從設備上拆下，對校驗有效期已滿的
安全閥或在線運行出現故障或性能不正常的安全閥進行的檢查。檢查內容包括：宏
觀檢查、檢查整定壓力、分解檢查、零件檢修和更換、重新裝配、重新調整整定壓
力、檢查密封性等。
本條明確了安全閥離線檢查的4 項基本要求。在進行離線檢查和維修前，應當
要采取預防措施，確保人員和設備的安全。
本條就安全閥的7 種實際情況規定了報廢或停止使用并且更換。
6.3 試驗裝置能力對安全閥性能的影響
1，ASME 規范（API 標準）對試驗裝置的要求
（1）ASME《鍋爐與壓力容器規范》（第Ⅰ、Ⅷ卷）
試驗裝置和試驗容器應具有足夠的尺寸及容量，以保證泄壓閥整定壓力在要求
的允差范圍內。
（2）ASME PTC 25 —2001 《泄壓裝置—性能試驗規范》
試驗裝置應具有足夠的排量和壓力。由于試驗裝置的排量和壓力的限制將影響
泄壓裝置的運行條件和其他運行特性。
試驗容器的直徑和容積應足夠大到以獲得準確的靜壓測量以及對被試泄壓裝
置的工作特性的準確確定。
（3）API RP 576 《泄壓裝置的檢查》附錄B
具有不足量緩沖容積的定壓校驗臺不能引起明顯的啟跳并可導致不準確的整定壓力空氣系統定壓校驗臺包括一個壓縮機或其它高壓空氣源，一個供應容器，一個
試驗罐或足夠大以積累足夠空氣而使閥門在整定壓力迅速開啟的緩沖罐，管路系統壓力表、閥門和其它必要的控制試驗的儀器。
圖51 API RP 576 附錄B 的試驗系開啟高度流量圖58 安全閥發生顫振時的開啟高度曲線
試驗結果表明：
1）試驗裝置的容量對安全閥的整定壓力、啟跳壓力基本無影響。
2）只有試驗裝置的容量足夠大時，才能正確判斷安全閥的回座壓力及機械特性是否符合要求。
另外，在排量研究工作中表明，與API Std 526 標準安全閥相比，出口面積較小的JB 標準安全閥的系數較小。一般JB 標準安全閥的排量系數為0.8-0.9。而真正符合API 標準的安全閥的排量系數可高達0.98。
6.4 背壓試驗
安全閥的出口背壓對其性能有較大影響。較高的背壓，會影響到安全閥的動作
性能及其排量。
圖59 是進行安全閥背壓試驗的試驗系統。
開啟高度與時間曲線
第七章安全閥的維修
7.1 安全閥維修的一般要求
1，安全閥的維修工作要嚴格遵守安全技術規程。對于從生產線上拆卸下來的安全閥，應特別注意其殘存介質，以防造成人員傷害。
2，安全閥維修作業人員應在國家認可的機構培訓考核并取得《特種設備作業人員證》。
3，安全閥的維修單位應當具有與維修工作相適應的技術人員、維修設備和場地。
4，安全閥維修作業人員應了解原制造廠的產品結構及其特點，并遵從原制造廠的產品相關指導書及使用維護說明要求。特別是需要更換關鍵零件（例如，彈簧、閥瓣、閥座、導套、平衡波紋管等）時，應當采用原制造廠的相應零件，或者取得原制造廠認可的相應零件。
5，安全閥的調節機構（調節圈、調節螺釘等）位置要保持原制造廠的出廠狀態，不得隨意改變。
6，安全閥中的非金屬材料的零件（例如，先導式安全閥中的橡膠“O”型圈），應當依據其許可使用壽命及時更換。
7，安全閥分解、清洗、再裝配時，應當注意保護密封面和導向面等部位不被損傷。
8，安全閥應當垂直運輸。保存期間應當用堵蓋封住其進出口。
9，安全閥的標識應當清晰，易于識別其在設備上的安裝位置、整定壓力和校驗
日期。7.2 安全閥常見故障、原因及其排除
1，泄漏率超過允許值
（1）閥瓣或閥座密封面損傷或存在臟物
原因— ① 外來物（焊渣、鐵銹、固體物質）；
② 介質腐蝕或沖蝕。
排除方法— ① 可使用提升扳手或其他方法將閥門開啟數次把贓物吹
去。若無法吹除，則需要分解閥門予以清除。
② 根據密封面損傷的程度采用研磨或車削后研磨的方加以修復，修復后應保證密封面的平面度，其表面粗糙度應不低于0.1μm。
（2）安裝不當
原因— 安全閥進出口連接管道安裝不當所形成的不均勻載荷而致使
閥門變形。
排除方法— 重新將安全閥裝在管道上，并排除管道的附加載荷。
（3）溫度
原因— ① 不均勻熱脹冷縮致使零件變形；
② 彈簧受熱后剛度變軟致使預緊力減小。
排除方法— 屬選型不當時，應根據使用溫度重新選用合適類型的采取適當隔熱措施的的安全閥，如帶散熱片型式的安全閥或其它特殊結構的安全閥。
（4）操作壓力過高（與整定壓力太近）
排除方法—建議使用單位降低操作壓力或提高整定壓力。
2，動作不靈活（卡阻）
（1）運動零件不對中
原因— ① 零件形位不好；
② 導向表面粗糙度差；
③ 導向表面硬度低；
④ 導向表面有缺陷（損傷、毛刺）。
排除方法— 根據零件缺陷程度加以修復或更換。
（2）運動表面有異物（焊渣、鐵銹、腐蝕產物、固體物質等）
原因— ① 管道或設備中的臟物、腐蝕產物；
② 運輸或貯存中的外來物。
排除方法— ① 清洗設備或管道。
② 根據零件損壞情況重新拆洗或更換閥門并建立定期檢
修制度。
3，安全閥動作性能指標達不到要求—制造廠出廠合格，使用過程中變化
（1）整定壓力偏差超出允許范圍
原因— ① 整定壓力調整不當或調整螺釘松動；
② 溫度影響；
③ 彈簧剛度變化；
④ 背壓力發生變化。
排除方法— ① 找出調整不當的操作原因并采取適當的措施消除之，
調整后將調整螺釘的鎖緊螺母鎖緊并加以鉛封；
② 更換彈簧；
③ 找出背壓力變動的原因并加以消除，當背壓變化量較
大時應選用平衡波紋管式安全閥。
（2）排放壓力或回座壓力變化
原因— ① 調節圈位置變動；
② 彈簧剛度不合適。
排除方法— ① 按制造廠提供的位置重新調整調節圈位置；
② 更換合適剛度的彈簧。
（3）頻跳
原因— ① 排量過大；
② 調節圈位置不當。
排除方法—① 根據設備需要的排量，重新計算并選用排量合適的安
全閥；
② 按制造廠提供的位置重新調整調節圈位置。
（4）顫振
原因— ① 彈簧剛度過大；
② 調節圈位置不當。
排除方法— ① 更換合適剛度的彈簧；
② 按制造廠提供的位置重新調整調節圈位置。
7.3 安全閥的修理
安全閥的修理主要在于安全閥閥瓣與閥座密封面的修理。
3，密封面的材質
安全閥閥瓣與閥座密封面材質有金屬和非金屬兩種。
金屬密封面，一般為基體材料或堆焊鈷基硬質合金，堆焊層硬度一般在
HRC40-50 之間。
非金屬材質一般為氟塑料、橡膠、尼龍等。
4，密封面的修理
非金屬材料的密封面損傷后，一般都應拆下更換。
金屬密封面在損傷不太嚴重的情況下，一般都采用研磨的方式。閥瓣和閥
座必須用平整的磨具進行單獨分開研磨。對研后會出現溝槽，一經開啟回座后即可
能泄漏。
3， 研磨
（1）什么叫研磨？
研磨是應用研磨工具與研磨劑，在研磨劑承受研具一定壓力后，對工作表面進行微量磨削，從而使工件表面磨去一層極薄的金屬，使工件表面獲得很高的平面度和表面粗糙度等級，這種工藝加工過程叫研磨。
5， 研磨的分類
按研磨精度分為粗研磨、半精研磨和精研磨。
按研磨劑分為干研磨和濕研磨。
按研磨對象分為平面研磨,圓錐面研磨,圓柱面研磨,球面研磨。
粗研磨主要是得到正確的尺寸和精度；半精研磨和精研磨主要是提高表面
粗糙度等級。
6，研磨工具
研磨工具的形狀是隨被研工件的形狀不同而不同，而其材料應具備以下
特點：組織細密均勻，嵌砂性好，有良好的耐磨性、足夠的剛度、平整度。常用的安全閥密封面的研磨工具材料有以下兩種：灰鑄鐵和硬質合金。灰鑄鐵具有耐磨性和潤滑性好、磨損小、研磨效率高以及成本低、易加工等優點。適用于研磨硬質合金、合金鋼、有色金屬等幾種材料,但不能使硬度較高
的工件表面獲得很高的表面粗糙度等級。因此適宜作粗研磨或硬度不高的工件表面。它的缺點是易于身磨損。硬質合金，用該材料制成的研磨工具其大的特點是能使硬度較高的零件表面獲得很高的表面粗糙度等級。因此適應作高硬度工件表面的精研磨用。
（4）研磨方式
研磨方式可分為機械研磨和手工研磨。機械研磨通常用于工件數量較多而且密封性要求不高的場合，也可用于密封面損傷較嚴重的工件。其優點是研磨速度快，省力。但無手感，易損壞密封面。
手工研磨則相反，可使工作表面獲得很高的表面粗糙度等級。根據研磨時工件與研磨工具的運動方式，研磨又可分為動研磨和靜研磨。動研磨指研磨工具不動，而工件與研磨工具做相對運動。靜研磨則相反，即工件不動研磨工具與工件作相對運動。一般結構的安全閥，因閥瓣拆裝容易，故對其采用動研磨；而對閥座采用靜研磨。
（5）平面密封面的動研磨程序
研磨工作開始前，應在平板的工作表面涂煤油，并用清潔干燥的棉紗擦干凈。在平板上加適量厚度的研磨劑，然后把工件放上，沿著平板的全部表面以較大的均勻壓力，低速推磨或以旋轉和直線相結合的運動方式進行研磨，在研磨過程中須不斷變更工作的運動方向。由于無規則的運動使磨料始終在新的方向起作用，工件表面的平整度和表面粗糙度很快地得到提高，同時也使平板得到均勻磨損。研磨一段后，應將工件旋轉一新的角度后再進行研磨，以防止工件表面的傾斜.研磨一段時間后,應重新添上新的研劑后再進行研磨。如此反復直至達到粗研磨或精研磨的要求。精研磨的方法大致與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級,因而選用精研磨用的研磨劑,并以較小的均勻壓力，旋轉方式進行研磨，但運動的幅度不宜過大。
（6）研磨中的注意事項
1）在調制研磨劑時和整個研磨過程中，必須注意清潔，不同粒度或不同號數的研磨劑不能相互摻合，且應嚴密封存以防雜質混入。
2）研具必須經常保持平整，且應妥善存放。
3）不能在同一塊平板上同時使用不同粒度或不同號數的研磨劑。
4）硬質合金材料制成的平板不宜進行粗研磨。
5）研磨時壓力一般不應太大，以避免因磨料壓碎而劃傷密封面。
4，拋光使用研磨和拋光設備以及與之配套的工裝,經過研磨和拋光兩道加工，能使密封面表面粗糙度達到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 就能滿足安全閥密封要求）。而達到如此高質量的密封面研磨時間只需3 分鐘（研磨2 分鐘、拋光1 分鐘，不包括輔助時間），這樣的研磨、拋光一次可加工幾件或十件不等。
第八章 安全閥的可靠性
隨著國民經濟的迅速發展，石化企業裝置的規模越來越大，設備的大型化和密集度的不斷加深，安全生產成為企業發展建設中不可忽視的大問題。盡管隨著生產裝置控制水平的提高，集散控制系統的普遍應用，從工藝控制上采用諸如超壓報警、聯鎖停機等多種措施以確保裝置的生產安全，發揮了很重要的用。但是安全閥仍然是石化裝置中鍋爐、壓力容器和壓力管道安全的主要設施之一。近年來一些石化企業要求對承壓設備上的安全閥進行了單獨風險評估，以便合理地確定安全閥的校驗周期，為此個別院校和研究單位開展了對石化企業承壓設備安全閥失效模式、失效原因分析以及石化裝置在用安全閥風險評估技術的研究工作。然而，這些調查和試驗研究僅涉及彈簧直接載荷式安全閥的彈簧的可靠度對安
全閥的穩定運行所起的影響,而缺乏對各類型安全閥整體失效的研究。甚至于有的認為“雖然不同技能力的安全閥廠家其產品的穩定性適用范圍不同，即失效概率等級不一樣，但在所考慮的安全閥使用參數范圍內，擁有安全閥生產許可證的廠家所提供的安全閥其性能是穩定的，對此使用參數范圍內的安全閥進行失效概率分析時不考慮安全閥本身質量。” “安全閥的失效還同使用、維修和校驗有關，即同安全閥的材料是否合理、安裝位置是否合適、維修方式是否恰當、零件更換是否進行、壓力調校是否準確有關。對此已有多年運行經驗的石化企業，這些因素都是可以控制的，在此不再把它們作為考慮因素。在對石化裝置安全閥進行失效概率分析時只要考慮安全閥運行環境的影響（結垢、腐蝕）即可。”
石化企業生產裝置多，介質參數廣（介質壓力從低壓到高壓，溫度從低溫到常溫再到500 多度高溫），介質物性差異大（有腐蝕介質、非腐蝕介質；有環境溫度下可自流介質，也有不可自流介質；有環境溫度下易結晶、結焦、含雜質介質，也有潔凈介質）。安全閥要適應這些復雜的操作條件，除了對在線安全閥的運行性能分析、履歷和管理水平等方面進行評價安全閥的失效案例統計失效可能性評價外，認真就各種類型安全閥整體失效進行分析研究是極其必要的，提高安全閥適應復雜的操條件對于降低設備運行風險和成本是非常有益的。
8.1 安全閥的失效分析
8.1.1 安全閥失效的定義
對于安全閥，由于它不同于其他類型設備的失效，所以了解其失效定義是重要
的。在API RBI 中，泄壓裝置（安全閥）失效的定義為泄壓裝置在緊急狀態下不能
開啟，導致被保護設備超壓，進而導致被包容物的損失（故障/年）。通過泄壓裝置
的泄漏也是一種失效。
8.1.2 安全閥失效的主要模式
API 581（2008 版）《基于風險的檢驗技術》中明確指出，當對泄壓裝置失效進
行風險評估時，存在的失效模式主要分成兩類：不能開啟和泄漏失效。
1）不能開啟（FAIL）
① 粘住或不能開啟（FTO）
② 閥門部分開啟（VPO）
③ 高于整定壓力開啟（OASP）
2）泄漏失效（LEAK）
① 通過閥門泄漏（LPV）
② 假開啟/提前開啟（SPO）
③ 閥門開啟卡住（VSO）
不能開啟（FAIL）失效模式是首先需要關注的，因為這種失效會導致被保護設備的潛在超壓和被包容物的損失。在這種情況下，包括閥門部分開啟（VPO），其中并沒有那么嚴重的后果，但設備可能超壓。API RBI 適當地考慮了表明閥門部分開啟（作為一種失效）的所有數據。表明閥門高于整定壓力開啟（OASP）的數據也包括在不能開啟的失效模式中，因為失效概率曲線是基于臺架試驗數據，而失效情況定義為任何需要的壓力大于整定壓力的1.3 倍。如果檢測點開啟時的壓力超過整定壓力但不超過1.3 倍整定壓力，則認為檢測成功，其不包含在不能開啟（FAIL）情況中。不能開啟失效模式的后果包括著火和爆炸對人員、設備的影響，以及由于被包容物的損失使得人員接觸有毒液體。其次要關注的是包括在正常條件下運行過程的泄壓裝置的失效。API RBI 方法將余下的三個失效模式統一歸結到泄漏范疇中。通過閥門泄漏（LPV）、假開啟/提前開啟（SPO）和閥門開啟卡住（VSO）這三種失效不會導致被保護設備的超壓或被包容物的損失，但可能會導致過程系統產生潛在的不可接受的泄漏。通過泄壓裝
置的泄漏可能來自于非常小的損害，導致產品損失，也可能產生更嚴重的后果，導致過程停車以維修或更換泄壓裝置。如果泄壓裝置排放到大氣中，會帶來對環境的影響和潛在的著火、爆炸和有毒物泄漏。
8.1.3 安全閥失效分析
8.1.3.1 安全閥失效的風險
安全閥失效后果有:人員傷害、對設備損壞造成損失、系統損失、介質毒性的危害和對環境的影響。
對于安全閥，不能按要求開啟將很可能導致被保護的設備處于遠高于正常使用壓力的壓力之中。嚴重后果將導致被保護設備的災難性爆破。雖然安全閥泄漏的后果要遠遠輕于由于安全閥不能開啟而帶來的損失，但是泄漏頻率可能非常高，安全閥可能根據泄漏風險的基礎上被定為高風險。API 581 中，通過對工業臺架檢測數據分析表明，大約8.4%的泄壓裝置在整定壓力的70%和90%之間出現泄漏。此外6.6%的泄壓裝置在低于70%整定壓力時出現
泄漏，其中2.4%的被測泄壓裝置泄漏明顯。API RBI 認為，泄壓裝置排量的1%和10%的泄漏率（在正常使用條件下計算）是輕微和中等的泄漏。對于開啟卡住，泄漏率大約為25%的泄壓裝置排量。
泄漏造成的總成本損失包括環境成本、停工維修泄壓裝置的成本以及產品損失成本。當泄漏通過泄壓裝置排放到大氣或排放到清理系統（會產生清理成本或罰款）時，需要增加環境成本。如果泄漏的閥門不能被容忍，則需要考慮實際的與泄壓裝置的維修、檢測、檢查和修理相關的用戶工訂貨成本。維修泄漏的安全閥帶來的產品損失成本，如果備份的安全閥是平行安裝，或在安全閥下方設有隔離閥，維修時不需要停工，則可以不考慮產品損失。當泄放要求需要使用多個安全閥來共同達到泄放量時，因所有安全閥同時處于失效的概率很低，則風險會相應降低。被保護的設備將有較高的概率，其使得在超
壓需求情況下將超壓量減至小。對于安裝多個安全閥的情況，某個特定的安全閥的泄漏概率不會增加。然而，既然閥門數量增加了，系統泄漏的概率及相關后果會隨著安全閥數量的增加而增大。
8.1.3.2 影響安全閥失效的因素
1，安全閥使用工況的嚴酷程度。
安全閥失效概率與其工作流體性質和使用工況的嚴酷程度有關。流體的溫度、腐蝕、結垢、堵塞或其他影響會造成泄壓裝置的失效。使用工況的嚴酷程度可分輕度，中度或重度（對于不能開啟失效模式的使用工況的嚴酷程度分類可見API581-2008 表7.4）。值得注意的是，對于不能開啟失效模式下被定為輕度工況的液體，對于泄漏失效模式不一定也是輕度工況。例如，工業失效數據表明，冷卻水，已知的一個骯臟/產生水垢工況，對于不能開啟失效模式有高的失效率，因此被分類為重度工況；
相反的，用于冷卻水的安全閥沒有表現出大量泄漏故障，因此對于泄漏失效被分類為輕度工況。另一例子是蒸汽，數據庫表明，對于不能開啟失效模式其應被分類為輕度工況，而對于泄漏失效則應被分類為重度工況，這是因為高溫蒸汽的侵蝕特性所致。用戶的使用經驗將為選擇泄漏狀況的使用嚴酷度條件提供幫助。
2，安全閥的結構類型。
平衡波紋管式安全閥采用了波紋管以隔離閥瓣背面來自附加背壓和排放背壓的影響。波紋管也隔絕了來自排放系統中流體的腐蝕影響。通過分析工業失效率數據，顯示出平衡波紋管式安全閥與常規式安全閥具有相同的失效概率的要求，即使它們通常排放到骯臟/腐蝕性的封閉系統中。來自于工業失效率數據反映了與常規閥相比，平衡波紋管式安全閥泄漏率有所上升。迄今為止，在工業失效數據庫中只有很少的數據適用于先導式安全閥（POFOD）。文獻表明，先導式安全閥的失效率約是彈簧載荷式泄壓閥20 倍。對于泄漏，由于先導式安全閥固有的內部設計，使得其工作壓力接近整定壓力，
因而先導式安全閥的密封性比較好。對于具有軟座（O 型圈）的常規或平衡波紋管安全閥，降低了通過其閥座潛在的泄漏，可以考慮提高25%的可靠性。對于爆破片，目前可用的失效率的數據很少。爆破片是非常簡單、可靠的裝置，當壓力遠超過其破裂壓力時（除非進出口堵塞或安裝不合適），不可能開啟失效。通常，如果一個爆破片要失效，它會很早就破裂。因此，在API RBI 中，爆破片的開啟失效是基于常規泄壓閥的輕度使用工況。我們假設爆破片至少與常規泄壓閥同可靠。我們還假設爆破片的材料是合理選擇的，可以承受工作流體的潛在腐蝕。如果獲悉爆破片的材料沒有對于腐蝕介質合理選擇，則將對爆破片的失效率做出適當調整。
3，常規安全閥排放到封閉系統或火炬。
如果常規安全閥排放到封閉系統或火炬，則需對其失效率進行調整。因為常規安全閥沒有波紋管來保護使之免受排放系統的腐蝕性流體的侵蝕。
4，超過壓力高于1.3 倍整定壓力。
API 581的失效定義為需要的壓力超過1.3倍的整定壓力。期望更高的超壓，安全閥不能開啟的概率會明顯下降。工業上的失效數據支持這一觀點。隨著超壓比（實際壓力/整定壓力）增加，安全閥失效率顯著降低。
5，環境因素。
存在幾個影響安全閥可靠性的環境/安裝因素。包括：安裝管路的振動，閥門顫振的歷史，裝置是否位于脈沖流或周期性使用工況，比如安裝在往復式旋轉設備的下游。其他能夠顯著影響泄漏率的環境因素是工作溫度和工作比。安全閥的工作比定義為大系統工作壓力與整定壓力的比。對于彈簧載荷式泄
壓閥的工作比大于90%時，系統壓力接近于克服彈簧提供的閥座表面的關閉力，則安全閥將可能泄漏（前泄simmer）。這種增加的潛在的泄漏，應用環境因素來考慮這種泄漏情況。類似的，當先導式安全閥的工作極限大于95%時，應使用環境因素來考慮這種情況。當然，某些先導式安全閥可以在98%的工作比下工作。通過分析工業失效率數據，表明安裝在振動或循環使用狀態下的安全閥可能有
更高的泄漏率。但分析表明，其不能開啟的失效率保持不變。如果安全閥有顫振的歷史，應盡快改進或重新設計安全閥以盡快排除顫振，因為顫振對安全閥所保護的設備是非常有害的。對于有顫振歷史的泄壓閥，其可靠性將降低。在工作溫度、工作比、安裝管路的振動、裝置位于脈沖流或周期性使用工況以及閥門顫振等方面，先導式安全閥較之彈簧載荷式安全閥有較高的可靠性。
6，與安全閥組合安裝爆破片
在安全閥上游與安全閥組合安裝爆破片，將安全閥與工作條件和腐蝕性或污垢流體隔離，可以降低安全閥所要求的開啟概率。API RBI 考慮了上游爆破片情況，不考慮選擇流體的嚴酷度，僅利用輕度工況的失效概率。我們假設爆破片和安全閥之間的空間是排空的，并根據規范要求和API RP 520 的處于泄漏監控之中。如果不是這種情況，上游爆破片不應在分析中考慮（即假設爆破片不存在）。當在安全閥的上游安裝爆破片時，可以不計算由泄漏導致的后果。
7，安全閥特定的測試數據
追蹤每個安全閥從初始安裝起的歷史檢測數據，以獲得失效率的相關數據。一般來說，失效率是基于安全閥本身的檢查結果（即臺架檢測結果）。泄壓系統的可靠性會受到阻塞管路的影響，因而對于每個檢查日期，都應記錄管路的檢查情況。工程實踐建議如果管路阻塞超過25%，則管路應被認為是阻的，這將縮短檢查間隔。
8，安全閥的結構合理性和設計更新
對安全閥進行結構完善和設計更新可以提高其可靠性，這將會降低失效率。比如選用耐腐蝕材料或安裝上游爆破片。
8.2 安全閥的質量控制
提高安全閥的產品質量，提高安全閥適應各種復雜的操作條件，對于降低設備運行風險和成本是非常有益的。
1，安全閥結構設計的合理性
合理的安全閥結構設計是提高安全閥可靠性的關鍵。這主要涉及到安全閥的導向結構、閥瓣與閥座、彈簧設計以及相應的材料選擇。
（1）導向機構
安全閥的規范和標準中均明確規定，為了確保安全閥動作可靠和密封性，安全閥應當設有運動零件的導向機構，導向機構要考慮熱脹冷縮等溫度因素。導向表面應當采用耐腐蝕材料，而且表面應當耐磨，并且具有一定的硬度，能夠防止卡阻。
（2）閥瓣與閥座
閥瓣與閥座的合理設計對于安全閥的動作性能和密封性至關重要。閥瓣與閥座的材料必須能夠抗沖擊耐腐蝕，不允許采用鑄鐵材料。工藝參數較高的安全閥，其密封表面應當采用較硬的耐蝕材料。
由于安全閥密封表面的密封比壓較之其他閥門低得多，因而應當在密封結構和密封面寬度上精心設計。例如適用于高溫蒸汽工況的有自緊密封作用的熱閥瓣結構。
（3）彈簧
彈簧是安全閥的關鍵零件，其設計的合理性與安全閥的動作性能密切相關。安全閥彈簧剛度設計的合理性，保證安全閥的正常開啟和動作性能。安全閥的規范和標準中均明確規定，安全閥的結構能夠防止出的介質直接沖蝕彈簧，尤其是熱的腐蝕性流體；彈簧設計能夠保證在安全閥全開啟時，彈簧的變形量等于彈簧大變形量的20%~80%，彈簧設計的大切應力不大于許用切應力的80%。
用于安全閥的彈簧材料，其選取應當充分考慮工作介質和溫度的影響，應當采用耐腐蝕材料或者在彈簧表面涂（鍍）上一層耐腐蝕防銹材料；用于高溫或
低溫場合的彈簧，應當充分考慮溫度對彈簧變形量的影響以及彈簧材料的蠕變或冷
脆性。為了保證彈簧工作時的穩定，彈簧應當進行強壓處理。彈簧在室溫下從
自由高度壓到并圈高度3 次后，停放10min，檢測其自由高度的變形量，不得大自由高度的0.5%。
安全閥提前開啟和泄漏失效與彈簧密切相關。彈簧失效的基本形式是松弛和斷裂，其主要因素是彈簧制造工藝欠佳、遭受腐蝕和彈簧材質本身缺陷。彈簧不允
許存在裂紋、發紋、夾雜或者其他影響使用的缺陷，必要時應當進行無損檢測。
（4）安全閥流道結構設計
合理的安全閥流道結構設計，保證了安全閥的動作性能和必須的排量。安全
閥的出口面積與喉部面積之比會影響流體的排放。API Std 526 標準的安全閥，其
規格為11/2 D 21/2 的安全閥，出口面積是喉部面積的64 倍，而8T10 僅是3 倍。當
整定壓力超過標準所規定的高壓力值時，應當考慮其動作性能和排量是否會受到
影響，必要時進行一些研究工作。尤其是對于一些大口徑閥門，若連接到一個設計
不良的排氣管系統，大的排量會產生危險的排放背壓，從而影響其動作性能和排量。
（5）材料選擇
安全閥的材料選擇不當，會造成工作介質對其零件的腐蝕或銹蝕，從而導致
安全閥失效：
① 腐蝕或銹蝕造成安全閥內件粘住，安全閥開啟壓力升高或不能開啟；
② 安全閥進出口腔被腐蝕殘物、固化物（如焦化物、硫等）、聚合物（聚丙
烯、聚乙烯）等堵塞，不能開啟；
③ 腐蝕造成安全閥彈簧變軟或斷裂，安全閥無法正常工作；
④ 安全閥密封面被高溫高壓介質沖蝕，或被工作介質腐蝕，造成閥門泄漏。
2，為被保護承壓設備選擇合適的安全閥產品—適應操作條件的正確選型。
安全閥的選型涉及工作溫度、壓力、介質、背壓等操作因素的考慮。不同結構
型式的安全閥，具有其*的特點，更適應某種操作條件下使用。因而選型時一定
要了解清楚工藝參數數據和操作條件。
3，創造必要的安全閥性能試驗條件
安全閥不同于一般閥門，其有動作性能和排量要求。因而必須具備所需的性
能試驗條件，這在安全閥的規范和標準中均有明確規定。只有試驗裝置的容量足夠
大時，才能判斷安全閥的回座壓力及機械特性是否符合要求。
4，正確檢測、安裝和使用安全閥。
安全閥的檢驗、檢測、修理和更換是*的安全的做法，旨在降低不能開啟和
泄漏的失效概率。因而，指導用戶正確檢測、安裝和使用安全閥是非常重要的。
按照安全閥的規范、標準和相關規定，制定檢修規程并嚴格遵守實施。安全閥
的定期檢查包括在線檢查和檢測以及離線檢查兩大部分。這些檢查結果和記錄，對
于安全閥在線工作的風險評估，具有極其重要的作用。
按照《安全閥安全技術監察規程》的規定，當符合以下基本條件時，安全閥校
驗周期可以適當延長：
① 有清晰的歷史紀錄，能夠說明被保護設備安全閥的可靠使用；
② 被保護設備的運行工藝條件穩定；
③ 安全閥內件材料沒有被腐蝕；
④ 安全閥在線檢查和在線檢測均符合使用要求；
⑤ 有完善的應急預案。
安全閥的檢驗、檢測、修理和更換的注意事項：
（1）試驗裝置能力對安全閥性能具有重大影響，因而用戶在檢測安全閥時應保
持制造廠的出廠原狀態。例如，調節圈的原始位置。
（2）檢測安全閥所用流體應與實際工作介質物理特性相一致。
（3）安全閥應盡量安裝在被保護承壓設備附近，安全閥進口管路和附件的流阻
損失不大于安全閥整定壓力的3%。
（4）安全閥安裝時，不應當受到進出口管路的機械應力的影響，以免影響安全
閥的正常工作性能。
（5）安全閥維修更換零件時，必須使用與原制造廠出廠狀態一致的零件，特別
是彈簧。
（6）采用能保證被保護承壓設備始終處于被保護狀態的安全閥快速切換裝置。
5，完善管理機制
當前國內對于安全閥所具有的排放能力的監督管理尚欠完善。一般的安全閥
制造廠提供不了其生產的安全閥所具有的排放能力證據。
雖然安全閥的規范和標準中沒有明確規定排放能力的要求，但是從安全閥在
線工作的風險評估方面，需要有安全閥所具有的排放能力。建議國內相關部門完善
管理機制，就安全閥所具有的排放能力，類似于NBBI 的紅皮書，給予明確公布。
8.3 結語
1，安全閥產品的在線失效，會嚴重影響被保護承壓設備的安全和正常工作，造
成人員傷害和環境污染。
2，提高安全閥產品的可靠性對降低設備運行風險和成本，具有極其重要的作用。
3，降低設備運行風險和成本，需要安全閥供需雙方的共同努力。