API RP 576
泄 压 装 置 的 检 查 2000年12月第2版
（供参考）
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国家特种泵阀工程技术研究中心
二OO三年三月
目录
1 范围 1
2 参考资料 1
3 定义 2
3.1 概述 2
3.2 泄压阀的尺寸特征 2
3.3 操作特征 系统压力 2
3.4 操作特征 装置压力 3
4 泄压装置 4
4.1 泄压阀 5
4.2 安全阀 5
4.3 泄放阀 6
4.4 安全泄放阀 8
4.5 普通安全泄放阀 8
4.6 平衡式安全泄放阀 9
4.7 先导式泄压阀 11
4.8 压力和/或真空呼吸阀 13
4.9 爆破片装置 14
5 非正常性能的原因 21
5.1 腐蚀 21
5.2 阀座密封面损坏 22
5.3 弹簧失效 24
5.4 不合适的定压和调整 25
5.5 堵塞和粘附 26
5.6 材料使用不当 27
5.7 不合适的安装位置、历史记录或识别方式 28 5.8 粗野处理 28
5.9 操作压力与整定压力的不合适差值 29
5.10 不合适的排放管路试验过程 29
6 检查和试验 30
6.1 检查的原因 30
6.2 车间检查/检修 30
6.3 在线目测检查 41
6.4 检查频率 42
6.5 检查的时间 43
7 记录和报告 43
7.1 目的 43
7.2 保存记录的必要 44
7.3 职责 44
7.4 记录和报告系统 45
附录A——记录和报告格式 46
附录B 泄压阀的试验 53
1范围
本推荐方法描述了在石油和石化工业中广泛应用的自动泄压装置的检查和维修方法。作为对使用单位中这些装置的检查和维修指导，本方法的目的是确保这些装置的正常性能。本方法涵盖了例如泄压阀、先导式泄压阀、爆破片、重量载荷式真空泄放阀这类自动装置。
本方法包括了广泛应用于石油和石化工业中的自动泄压装置的检查和维修。
本方法并不是想代替管理机构建立的规定。它不涉及储罐中薄弱的部分或接缝、防爆门、易熔塞、控制阀和其它依靠外力源工作或手工操作的装置。本方法不包括通用规范或用户特殊要求所涉及的在生产厂家做的检查和试验。
本方法不覆盖泄压装置的检查和维修中所涉及的对于机械的培训要求。
需要这些要求的人们应查看API 510。API 510给出了质量控制体系的要求并详细说明了维修机构保存和提供能确保维修人员合格的培训计划。
2 参考资料
本方法引用了如下的标准和规范：
API
510 压力容器检查规范：检查、评定、修复和更换
RP 520 炼厂泄压装置的定径、选择和安装
第一部分：定径和选择 第二部分：安装
RP 521 泄压和降压系统指南
Std 526 钢制法兰泄压阀
Std 527 泄压阀阀座的密封性
Std 620 大型焊接结构低压储罐的设计与制造
Std 650 焊接结构储油钢罐
Std 2000 泄放大气和低压力储罐（冷冻和非冷冻）
Bull 2521 应用大气压储罐压力-真空呼吸阀来减少蒸发损失
ASME
PTC 25 泄压装置
锅炉和压力容器规范
第Ⅰ卷 动力锅炉
第Ⅳ卷 加热锅炉
第Ⅵ卷 加热锅炉维护和操作的推荐规则
第Ⅶ卷 动力锅炉维护的推荐指南
第Ⅷ卷 压力容器 第一册
NACE
Std MR0175 石油行业设备用抗硫化物应力腐蚀的金属材料
NB
NB-18 泄压装置取证
NB-23 国家委员会检查规范
3定义
3.1 概述
3.1.1 套封
一种自锁封记，当处于指定的位置和关闭状态时锁住，而且必须用金属丝钳或断裂才能拆卸。当地管理机构可给定封记或锁住截断阀的可行方法。
3.1.2 非重新闭合式泄压装置
一种动作后保持开启状态的泄压装置。可以提供人工的方法恢复到关闭状态。
3.1.3 销控制的装置
一种由静压力驱动的非重新闭合式泄压装置，它通过弯曲或破坏一个能维持柱塞或塞子在固定位置的销子而起作用。当弯曲或破坏销子时，柱塞或塞子立刻移到全开的位置。
3.2 泄压阀的尺寸特征
3.2.1 有效的排放面积：
按API RP 520中的初步定径公式与有效的排放系数一起使用来计算泄压阀最小需要排放量的名义面积或计算面积。API Std 526为一系列以字母D到T表示的尺寸范围提供了有效排放面积。
3.2.2 蓄压室
位于泄压阀阀座下游的可以帮助阀门开启的环形压力腔。
3.2.3 进口尺寸
除非另外指定，均为泄放装置进口连接的名义管路尺寸。
3.2.4 开启高度
当泄压阀排放时，阀瓣离开关闭位置的实际行程。
3.2.5 出口尺寸
除非另外指定，均为泄放装置出口连接的名义管路尺寸。
3.3 操作特征 系统压力
3.3.1 累积
在泄压装置排放时允许超过容器最大允许工作压力的压力增加值，以压力单位表示或以最大允许工作压力或设计压力的百分数表示。用于紧急操作和着火意外情况的适用规范规定了最大可允许累积。
3.3.2 设计压力
设计压力与设计温度一起用来决定每个容器组成部分的最小允许厚度或物理特征，而容器设计规范决定了每个容器组成部分。在同样温度的正常操作下，用户用设计压力来提供超过所预期最严重情况压力的合适裕量。
它是订货单上提供的压力。在没有规定最大允许工作压力的情况下，设计
压力可用来代替最大允许工作压力。它等于或小于最大允许工作压力。 3.3.3 最大允许工作压力（MAWP）
该压力是给定温度下处于正常操作位置的整个容器顶部可允许的最大表压。此压力是使用实际的名义壁厚对容器的每个部件用容器设计规范来决定的内压或外压的最小值，这个实际的名义壁厚不包括允许腐蚀和承受除压力外其它载荷的附加金属厚度。最大允许工作压力是保护容器的泄压装置压力设定的基础。正常情况下，最大允许工作压力大于设计压力，但当设计规范仅用来计算容器每个部件的最小厚度且计算值不用来决定最大允许工作压力的数值时，最大允许工作压力必须等于设计压力。
3.3.4 最大操作压力
在正常的系统操作时所预期的最大压力。
3.3.5 超压
允许达到额定流量的泄压装置超过整定压力的压力增加量，超压是以压力单位或整定压力的百分数表示。仅当泄压装置设定在容器的最大允许工作压力下开启时，超压与累积相同。
3.3.6 额定泄放量
依照适用的规范或法规决定的作为泄压装置应用基础的泄放量。
3.3.7 认证泄放量
出现在装置标牌上且基于给定的整定压力或爆破压力加上可允许超压时的额定泄放量。
3.4 操作特征 装置压力
3.4.1背压
由于排放系统的压力而在泄压装置出口产生的压力。它是附加背压和排放背压之和。
3.4.2启闭压差
泄压阀的整定压力与关闭压力之差，以整定压力的百分数或压力单位表示。
3.4.3排放背压
排放背压是当泄压装置开启后介质流经泄压装置时，在该装置出口产生的压力。
3.4.4爆破压力
在一定温度下，爆破片的爆破压力是在爆破前瞬时上下游静压的差值。
当下游压力为大气压时，爆破压力是上游的静表压。
3.4.5爆破压力偏差
在爆破片将要爆破的给定温度下在标志爆破压力附近的变动值。
3.4.6关闭压力
当阀瓣重新接触阀座或开启高度变为零时的进口静压力，可由视觉、触觉或听觉感知。
试验台上泄压阀调节到开始
开启的压力。冷态试验差压力包
括对背压和/或温度操作状态的
修正。
3.4.8密封试验压力
进行阀座密封试验的给定进
口静压力。
3.4.9 制造范围
爆破片将要标明的压力范围。
的形式把制造范围编成目录。在
用户和制造厂达成一致时可修改
已编成目录的制造范围。
3.4.10 标志爆破压力或额定爆破压
力
在给定温度下通过试验确定
的爆破片爆破压力并标明于制造
厂的爆破片标牌上。除非用户指
定，标定爆破压力可以是制造范
围的任意压力。标志爆破压力适用于同一批次的所有爆破片。
3.4.11 开启压力
存在可测量的阀瓣开启高度或泄放流体变为连续时的进口静压值，可由
视觉、触觉或听觉感知。
3.4.12 整定压力
操作条件下泄压阀调整到开始开启时的进口表压。
3.4.13 前泄
开启前，发生在低于整定压力的进口静压而存在于阀座和阀瓣间可压缩
流体的可以听见或看见的泄漏。
3.4.14 给定的爆破压力
用户指定的爆破压力。标志爆破压力可大于或小于给定的爆破压力，
但当决定一个给定的爆破压力时，应考虑到制造范围、附加背压和给定的
温度。
3.4.15 附加背压
装置要动作时，存在于泄压装置出口的静压力。它来自于其它压力源，
以恒压或变压存在于泄放系统中。
4 泄压装置
泄压装置通过在预定的压力下自动开启从而防止工艺系统和存储容器
超压而引起的破坏性后果来保护设备和人员。
泄压装置通过入口静压动作并在紧急和异常情况下开启以防止装置内部流体压力的升高而超过给定设计压力值。装置也用来防止过量的内部真空。装置可以是泄压阀、非重新闭合式泄压装置或真空泄放阀。
常见的例子包括弹簧直接载
荷式泄压阀、先导式泄压阀、爆破
片、重量载荷装置和压力和/或真
空呼吸阀。
4.1 泄压阀
泄压阀是一种泄压装置，在系
统超压时阀门开启，而当系统压力
恢复到正常后阀门关闭，从而防止
介质继续外流。当上游压力达到开
启压力时泄压阀开启，排放流体直
到上游压力降到关闭压力。然后它
关闭，防止流体继续流动。泄压阀
的具体种类包括：安全阀、泄放阀、
普通安全泄放阀、平衡式安全泄放
阀、先导式泄压阀。
4.2 安全阀
安全阀是一种由入口静压力
驱动并以快速开启或突跳动作为
特征的弹簧直接载荷式泄压阀。
当入口静压力达到整定压力，
它会增加蓄压室的压力并克服阀
瓣上的弹簧力，这会使阀瓣开启并
在极小的超压下达到全开启。关闭
压力将会小于整定压力并且是在
关闭状态完成之后达到的。
安全阀的弹簧通常完全暴露
于外部以防止由于介质排放温度
引起的退化。一种典型的安全阀带
有提升扳手用来手动打开阀门以
确保工作零件的自由。敞开阀盖的
安全阀出口侧不是密闭的。图1示
意了全喷嘴、上部导向的安全阀。
4.2.1 应用
安全阀常用于可压缩流体。它用于蒸汽锅炉汽包和过热器上，也用于炼厂和石化厂的普通空气和蒸汽介质。安全阀排放管包含一个泄出水滴收集盘弯头或一个通向大气的短管烟囱。
4.2.2 限制
安全阀不应用于以下情况：
a.腐蚀性介质中（除非用爆破片隔离）。
b.用管路输送排放介质到较远的地点或封闭系统。
c.不希望工艺流体逸出在阀门附近。
d.液体介质。
e.作为压力控制阀或旁通阀。
4.3 泄放阀
泄放阀是一种由阀门上游静压力驱动的弹簧直接载荷式泄压阀。其开启通常与超过开启压力的压力升高成正比。
当入口静压力达到整定压力，泄放阀开始开启。当入口静压力克服弹簧力，阀瓣开始离开阀座并允许液体流出。关闭压力小于整定压力，并在关闭状态结束时达到。泄放阀可根据阀门和内件的类型在超压10%或25%时达到全开启。这些阀的阀盖是封闭的以防止腐蚀性、有毒性、可燃性或昂贵的流体泄漏。这些阀可根据需要提供提升扳手、平衡波纹管和软密封阀座。图2示意了一种泄放阀。ASME规范要求1986年1月1日以后安装的液体泄放阀应有认证的排量并标明于标牌上。
某些泄放阀用弹性O型圈或其它类型的软密封阀座来补充或替换普通的金属硬密封阀座。通常这些泄放阀在大多数方面与其它泄放阀类似，区别在于阀瓣设计成适应某种弹性密封圈来提高密封性，这种密封性超出了普通金属硬密封。图3示意了安装在安全泄放阀上的O型圈密封型式。
4.3.1 应用
泄放阀常用于不可压缩流体。（见API RP 520 第一部分）
4.3.2 限制
泄放阀不应用于以下方面：
a.蒸汽、空气、气体或其它蒸气介质。
b.以管路通向密闭泄放系统的介质，除非考虑到恒定背压或变背压。
c.作为压力控制阀或旁通阀。
4.4 安全泄放阀
安全泄放阀是一种依应用情况可作为安全阀或泄放阀的弹簧直接载荷式泄压阀。
当用于气体或蒸气介质，安全泄放阀通常在10%超压时达到全开启；
当用于液体介质时，依据内件的型式可在约10%或25%超压时达到全开启。
4.5 普通安全泄放阀
普通安全泄放阀是一种弹簧直接载荷式泄压阀。背压的变化直接影响其操作特征（开启压力、关闭压力和泄放量）（见图4）。
普通安全泄放阀的阀盖把弹簧封闭在内并形成一个密闭腔。阀盖密闭腔与阀的排放侧相通。
4.5.1 应用
普通安全泄放阀可用于处
理易燃、热和有毒介质的炼厂
或石化厂工艺系统上。当使用
普通安全泄放阀时，必须考虑
温度和背压对整定压力的影
响。
4.5.2 限制
普通安全泄放阀不
应用于以下情况：
a.排放背压超过可允许超压。
b.冷态试验差压力无法减少
变动压力的影响。
c.ASME第I卷蒸汽锅炉汽包
或ASME第I卷过热器。
d.作为压力控制或旁通阀。
4.6 平衡式安全泄放阀
平衡式安全泄放阀是一种
弹簧直接载荷式泄压阀，它采
用波纹管或其它的方式来尽
量减小背压对阀门操作特征
的影响。阀门出口侧是否密闭
取决于设计。见图5和6。
4.6.1 应用
平衡式安全泄放阀常用于处理易燃、热和有毒介质的炼厂或石化厂工艺系统上，阀门泄放时存在高背压。这种情况发生在阀门排放的介质流向一个收集系统。它们用在如下情况：
a.气体、蒸气、水蒸汽、空气或液体介质。
b.用于腐蚀介质中目的在于把工艺介质与弹簧、阀盖腔和阀门排放侧隔
离开。
c.阀门排放的介质必须以管路输送到远的地点。
4.6.2 限制
平衡式安全泄放阀不应用于以下情况：
a.ASME第I卷蒸汽锅炉汽包或ASME第I卷过热器。
b.作为压力控制或旁通阀。
阀盖。波纹管的失效可允许阀门
排放侧的工作介质从阀盖排空孔
泄出。当选择阀盖排空孔位置时
应考虑工作介质（例如液体、蒸
气、毒性和易燃性）的性质。根
据工作介质的情况，阀盖排空孔
通向排水沟、封闭的系统或大气。
考虑到波纹管的机械强度，
平衡式安全泄放阀应有背压限
制。咨询具体的阀门生产厂来确
4.7 先导式泄压阀
先导式安全泄放阀是一种泄
压阀，它的主要泄放装置或主阀
与能够自身动作的辅助泄压阀
（即导阀）结合在一起并由导阀
控制。
根据设计的情况，导阀（控
制元件）和主阀可以安装在同一
连接处或分别安装。导阀是当入
口静压力超过整定压力时动作的
弹簧载荷式阀门，它将引起主阀根据这个入口静压力开启和关闭。系统
压力由导阀开启主阀来排泄或作用于主阀的非平衡活塞、膜片或波纹管
的上部来关闭它。图7示意了低压膜片式先导阀。图8和图9示意了使
用不平衡活塞并且与导阀安装在一起的高压先导阀。图9也示意了可选
择的容器遥控压力感应和可选择的能够均等冲力的双出口。
4.7.1 应用
先导式安全泄放阀通常用于以下情况：
a.需要大的排放面积和/或高的整定压力，因为先导式安全阀通常可以
达到入口法兰的额定磅级。
b.在正常的容器操作压力和阀门的整定压力之间存在低的差值。
c.在大型低压力储罐上（见API Std 620）。
d.需要很小的启闭压差。
e.背压很高并需要平衡设计，因为带有导阀的先导式阀门本质上是设
计平衡的。其中导阀通向大气或内部平衡。
f.工艺情况需要在一处感受压力而在另一处泄放流体。
g.入口或出口管路的摩擦压力损失高。
h.需要在现场、在线确认整定压力时。
4.7.2 限制
先导式安全泄放阀通常不应用于以下情况：
a.流体是脏的介质，除非采取特殊措施（如过滤器、测量管线净化等）。
b.对于粘性液体介质，因为粘性液体通过导阀相对较小通道的流动引
起了先导式阀门操作时间显著增加。
c.在阀门内会聚合的蒸气。
d.用于温度超过所选的膜片、密封垫、O型圈的安全限度的介质。
e.装载的流体与阀门的膜片、密封垫或O型圈的化学相容性有疑问。
f.腐蚀积累能阻碍导阀的动作。
4.8 压力和/或真空呼吸阀
压力和/或真空呼吸阀（也
称为压力和/或真空泄放阀）是
一种自动的压力和/或真空泄放
装置，它由所保护设备内的压力
或真空驱动。压力和/或真空呼
吸阀分为以下三类：
a.重量载荷式呼吸阀，见图
10。
b.先导式呼吸阀，见图7。
c.弹簧和重量载荷式呼吸阀，见图11。
4.8.1应用
压力和/或真空呼吸阀常用来防止大气以及低压储罐受到大的压力以致损坏储罐。由压力泄出阀和真空泄放阀组成的单个装置也称为呼吸阀，并常用于装有闪点低于100°F(38°C)物质的常压储罐。然而，它们也用于储存重油的储罐（见API Bul 2521和API Std 2000）。
4.8.2限制
压力和/或真空呼吸阀一般不用
于需要的整定压力大于15
lbf/in2(103kPa)的情况。
4.9 爆破片装置
爆破片夹持器和爆破片结合在一起称为爆破片装置。爆破片装置是一种非重新闭合式泄压装置，它由装置的入口和出口静压差驱动并通过爆破片的爆破起作用。爆破片装置包括爆破片和夹持器（见图12）。
a.爆破片是爆破片装置的承压件；也是压力和温度的敏感件。爆破片
有几种形状，如平面型、有拱形的（预拱的），或反拱作用。爆破片夹
持器保证爆破片在适当的位置。
b.非破碎性爆破片是一种爆破片，它被设计和生产用来安装在其它管
路元件的前面，如泄压阀，并且当爆破片爆破时不会损坏这些管路元
件的功能。
c.爆破片夹持器是能够装入爆破片并夹住在固定位置的结构。
尽管一些爆破片可以直接安装在标准法兰上，但爆破片常需要爆破片
夹持器。
4.9.1爆破片装置的类型
4.9.1.1 常规爆破片
常规拱形爆破片是在凹面超压时爆破的一种预拱实体金属片（见图13）。
当操作条件是70%或稍小于爆破片额定爆破压力并且存在有限压力循环和温度变动时，平座或带角度座设计的常规拱形爆破片提供了满意的工作寿命。如果存在真空或背压情况，爆破片必须安装真空支撑来防止反向
弯曲或内爆。真空支撑要为完全真空或不完全真空时的连续工作而设计。
当背压超过15 lbf/in2（103KPa）时需要特殊设计。常规拱形爆破片在爆破时会破碎。
4.9.1.2刻槽拉伸型爆破片
刻槽拉伸型爆破片沿槽线开启（见图14）。这种类型的爆破片允许系统工作压力与爆破片爆破压力有较接近的比例（通常85%）。因为槽线控制开启模式，所以这种爆破片通常是非破碎性的。对于同样的爆破压力，制造这种刻槽拉伸型爆破片使用的材料要比没有刻槽的爆破片要厚。这种爆破片用机械方式刻槽来控制爆破压力和爆破模式。增厚了的爆破片对机械损坏提供了额外的抗力；在大多数情况下，这种爆破片将会在不增加真空支撑的情况下忍受完全的真空。
4.9.1.3 复合爆破片
复合爆破片是平的或拱形的金属或非金属多片结构爆破片。拱形的复合爆破片当在凹面超压时爆破。平的复合爆破片当超压时在生产厂指定的面爆破。
以平座或带角度座样式设计的拱形复合爆破片在有限压力循环和温度变动时允许工作压力达到80%额定爆破压力。开有槽缝的上部和下部金属或非金属的密封部分组合在一起控制爆破压力。一般情况下，复合爆破片的爆破压力要低于常规的拱形的爆破片，而且由于采取的密封材料所具有的抗腐蚀性，复合爆破片可具有更长的工作寿命。当上部提供非金属密封时，开有槽缝的上部为爆破片提供了预定开启模式并且被设计为能够将破碎减到最少。对于常规拱形的爆破片，当存在背压或真空时，通常支撑是必要的。
平的复合爆破片用来保护低压容器或设备的隔离，如排气头或泄压阀的出口侧。目的仅是防止腐蚀的平的复合爆破片在50%的额定爆破压力下工作并经常安装在配对法兰之间而不是给定的爆破片夹持器之间。这种爆破片在两方向都可工作，这就提供了正压力保护和真空保护。
4.9.1.4 反拱形爆破片
反拱形爆破片是当凸面侧超压时爆破的一种拱形实体金属片。反拱形爆破片是通过如下方法开启：剪切、刀片、刀环或刻槽线（见图15和16）。
反拱形爆破片允许系统操作压力与爆破压力有较接近的比例，能达到额定爆破压力的90%。这种类型的爆破片常是非破碎性的。因为反拱形爆破片是由凸面的超压驱动，所以将采用较厚的片材料，这样将提高耐腐蚀性，免去了真空支撑，并且延长了压力/真空循环状况和温度波动下的工作寿命。当用刀片来检查反拱形爆破片时应小心谨慎。如果刀刃变钝，它将不能切断爆破片，这将导致高的超压。
4.9.1.5 石墨爆破片
石墨爆破片是由粘合材料浸渍石墨制成并被设计成通过弯曲或剪切的
方式爆破。
石墨爆破片抵抗多数的酸、碱和有机溶剂。操作压力通常达到70%的额
定爆破压力。额定压力低于或等于15 lbf/in 2（103kPa）时爆破片需要支
撑，存在较高背压时也需要支撑。石墨爆破片在爆破时会破碎；在一些应用情况下需要有俘获碎片的措施。
4.9.2 应用
爆破片装置曾用于以下情况：
a. 保护泄压阀上游侧以防系统流体腐蚀。
b. 保护泄压阀以防粘性流体或聚合产品堵塞。
c. 如果被保护的系统能容忍爆破片爆破时工艺流程中断或流体的损失，爆破片可代替泄压阀。
d. 如果需要相当快的反应，爆破片装置可代替泄压阀。