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液氮壓力容器安全閥技術標準與合規指南

發布日期：2025-09-29 閱讀量：246

	一、設計與選型標準

	1. 結構與材質要求

	
			結構類型：強制采用全啟式彈簧安全閥，需滿足液氮低溫下快速泄壓需求，開啟高度不小于喉徑的 1/4。
		

	
			材質規范：閥體選用奧氏體不銹鋼（如 316L），閥座密封面采用硬質合金，彈簧需經低溫時效處理，確保 - 196℃環境下無脆裂或彈性衰減。
		

	
			低溫性能驗證：出廠前必須通過液氮介質的密封試驗和冷沖擊試驗，泄漏量≤0.1×10?? Pa?m3/s，冷態開啟響應時間＜0.5s。
		

	2. 壓力參數設定

	
														參數類型
													
														標準要求
													
														依據標準
													
														整定壓力
													
														不超過容器設計壓力的 1.05 倍，且需低于爆破片動作壓力（若配套使用）
													
														TSG 21-2016
													
														回座壓力
													
														不低于整定壓力的 90%，避免頻繁啟閉造成的磨損
													
														GB/T 12241
													
														排放壓力
													
														不得超過整定壓力的 1.1 倍，且排放期間容器壓力不超設計壓力的 1.2 倍
													
														TSG ZF001

	3. 排放能力計算

	
			需按 GB/T 12241 標準，結合液氮蒸發速率、儲罐容積及火災工況熱流量（如 922K 火災下熱流量公式 H?=2.6×(922-Td)×Ui,f×Ar???2）計算喉徑，排放面積需預留 20% 余量。
		

	
			示例：10m3 液氮儲罐在常規工況下，經計算安全閥喉徑應不小于 25mm，排量≥120Nm3/h。
		

	二、安裝與集成規范

	1. 安裝技術要求

	
			位置與角度：垂直安裝于容器部氣相空間，垂直度偏差≤1°，距罐壁距離≥300mm，避免絕熱層冷損影響。
		

	
			管路配置：排放管直徑不小于安全閥出口通徑，彎頭數量≤3 個，末端設防雨罩及消音器，且管口朝向安全區域（遠離操作點≥5m）。
		

	
			密封與接地：法蘭連接采用膨脹石墨纏繞墊，所有金屬部件需導靜電連接（電阻≤5Ω）。
		

	2. 系統配置要求

	
			內容器必須配備兩組立泄放裝置：主裝置為安全閥，輔助裝置可選用安全閥或爆破片（易燃介質強制用安全閥）。
		

	
			帶電氣控制元件的安全閥需滿足防爆等級要求（如 Ex d IIB T4 Ga），適應深冷環境的電氣絕緣性能。
		

	三、校驗與維護標準

	1. 定期校驗要求

	
														校驗項目
													
														周期要求
													
														技術指標
													
														整定壓力校驗
													
														每年 1 次，或累計運行 1000 小時
													
														偏差≤±3% 整定壓力值
													
														密封性試驗
													
														每半年 1 次
													
														常溫 / 低溫下均無可見泄漏
													
														靈活性測試
													
														每月 1 次手動扳起試驗桿
													
														動作無卡澀，回座后密封良好
													
														全面解體檢查
													
														每 3 年 1 次
													
														彈簧無變形，密封面損傷≤0.05mm

	
			校驗需由具備低溫特種設備資質的機構實施，校驗后加鉛封并出具報告，記錄保存期限不少于設備使用周期。
		

	2. 日常維護規范

	
			建立電子臺賬，記錄每次校驗數據、故障情況及更換部件，同步上傳至特種設備監管平臺。
		

	
			冬季需每日檢查閥體保溫層，發現異常結霜立即檢測溫度梯度，判斷是否存在真空失效或冰堵。
		

	
			備用安全閥需存放在干燥環境，每 6 個月進行氣密性測試，確保緊急時可快速切換。
		

	四、故障處置與報廢標準

	1. 常見故障處理

	
														故障類型
													
														處置措施
													
														冰堵卡澀
													
														關閉上下游閥門，用干燥氮氣吹掃管路，禁止明火加熱閥體
													
														整定壓力偏移
													
														立即停用，聯系校驗機構調整，禁止現場隨意擰動調節螺母
													
														密封面泄漏
													
														排空介質并升溫至常溫后解體，損傷超 0.05mm 時必須更換密封件
													
														彈簧變形
													
														變形量超過自由高度 2% 時，強制更換同型號低溫專用彈簧

	2. 報廢與更換要求

	
			出現下列情況必須報廢：閥體低溫開裂、排放能力不足設計值 80%、校驗不合格且無法修復。
		

	
			報廢需按特種設備規定進行破壞性處理（如切割閥體），防止翻新使用，并向監管部門備案。
		

	五、供應商與驗收標準

	
			供應商需具備低溫閥門制造許可證，提供近 3 年無事故證明及第三方低溫性能測試報告。
		

	
			驗收時核查技術文件：材質質保書、低溫試驗報告、防爆認證（若帶電氣元件），重點檢查彈簧端面磨削精度、導向套間隙等細節。
		

	
			質保期不少于 18 個月，協議需明確密封件等易損件 3 年備品儲備條款。
		

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參數類型	標準要求	依據標準
整定壓力	不超過容器設計壓力的 1.05 倍，且需低于爆破片動作壓力（若配套使用）	TSG 21-2016
回座壓力	不低于整定壓力的 90%，避免頻繁啟閉造成的磨損	GB/T 12241
排放壓力	不得超過整定壓力的 1.1 倍，且排放期間容器壓力不超設計壓力的 1.2 倍	TSG ZF001

校驗項目	周期要求	技術指標
整定壓力校驗	每年 1 次，或累計運行 1000 小時	偏差≤±3% 整定壓力值
密封性試驗	每半年 1 次	常溫 / 低溫下均無可見泄漏
靈活性測試	每月 1 次手動扳起試驗桿	動作無卡澀，回座后密封良好
全面解體檢查	每 3 年 1 次	彈簧無變形，密封面損傷≤0.05mm

故障類型	處置措施
冰堵卡澀	關閉上下游閥門，用干燥氮氣吹掃管路，禁止明火加熱閥體
整定壓力偏移	立即停用，聯系校驗機構調整，禁止現場隨意擰動調節螺母
密封面泄漏	排空介質并升溫至常溫后解體，損傷超 0.05mm 時必須更換密封件
彈簧變形	變形量超過自由高度 2% 時，強制更換同型號低溫專用彈簧