安全阀系列产品的包络设计要求优化

对于某种型式或某种设计的安全阀，在开展动作性能和排量鉴定试验时，为充分保证试验样阀的包络性，需按照一定的规则进行样阀抽取，测试阀门的动作和实际排量系数等性能参数，最终评估鉴定出该型式产品的额定排放能力等技术参数。

ASME《锅炉与压力容器规范》（2013版）第Ⅷ卷第一册中规定，对于具有多种规格和压力范围的系列安全阀，抽取3种规格，每种规格以3种不同的压力，采用9阀法开展鉴定试验，同时关于取样试验安全阀和系列产品的设计关系进行了规定，用于指导安全阀系列产品的设计。

（1）规范中规定，典型安全阀的试验结果可以外推到那些规格大于或者小于排量验证试验的阀门，但其所有流道尺寸和对于通过运动部件的介质所产生升力有影响的部件尺寸，与那些在排量验证试验中所用阀门的相关尺寸是成比例的。

（2）对于弹簧直接载荷式安全阀，如果阀门中用于较高整定压力的弹簧满足如下要求，规范规定试验结果可以外推到整定压力高于排量验证试验时最高整定压力的阀门。

对于整定压力高过在排量验证试验时的最高整定压力的弹簧直接载荷式安全阀，其弹簧负荷的比值不能超过在排量验证试验时的最高整定压力的弹簧负荷比值的1.1倍。对于流道直径大于在排量验证试验时的最大流道直径的弹簧直接载荷式安全阀，其弹簧负荷的比值不能超过在排量验证试验时的最大流道直径阀门的弹簧负荷比值的1.1倍。(www.xing528.com)

弹簧负荷比值R_sf的计算公式为

R_sf＝F_sh／F_sc（3⁃1）式中：F_sc为当阀门处于关闭状态时的弹簧负荷（N）；F_sh为当阀门处于额定开高状态时的弹簧负荷（N）。

由此可见ASME《锅炉与压力容器规范》（2013版）第Ⅷ卷对于通过9阀法试验的样阀，确定可以外推覆盖全通径系列安全阀的准则主要为流道尺寸成比例以及弹簧刚度比设计一致。对于安全阀系列产品的设计，特别是排量鉴定试验规格之外的大通径、高压力产品设计，除保证流道设计合理外，保证弹簧负荷比值的设计至关重要。弹簧刚度过大将带来开启高度的下降，甚至产生颤振等机械性能问题，为实现安全阀的首要功能，即提供足够的泄放量以保护系统安全，规范约束了大通径、高压力产品的弹簧设计准则。对于安全阀系列产品的设计，应参考该包络性原则。