GB/T 12243-2005 弹簧直接载荷式安全阀

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1 范围
　　本标准规定了弹簧直接载荷式安全阀的设计、材料和结构、性能、试验和检验、标志和铅封、供货等要求。
　　本标准适用于整定压力为0.1MPa～42.0MPa，流道直径大于或等于8mm的蒸汽锅炉、压力容器和管道用安全阀。
　　2 规范性引用文件
　　下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
　　GB/T1239.2 冷卷圆柱螺旋压缩弹簧技术条件
　　GB/T1239.4 热卷圆柱螺旋弹簧技术条件
　　GB/T1239.6 圆柱螺旋弹簧设计计算
　　GB/T9440 可锻铸铁件
　　GB/T12220 通用阀门 标志（GB/T12220-1989，idt ISO 5209：1977）
　　GB/T12224 钢制阀门 一般要求
　　GB/T12225 通用阀门 铜合金铸件技术条件
　　GB/T12227 通用阀门 球墨铸铁件技术条件
　　GB/T12228 通用阀门 碳素钢锻件技术条件
　　GB/T12229 通用阀门 碳素钢铸件技术条件
　　GB/T12230 通用阀门 奥氏体钢铸件技术条件
　　GB/T12241 安全阀 一般要求（GB/T12241-2005，ISO 4126-1：1991，MOD）
　　GB/T12242 压力释放装置 性能试验规范
　　JB/T7928 通用阀门 供货要求
　　3 术语和定义
　　GB/T12241 确立的术语和定义适用于本标准。
　　4 设计、材料和结构
　　安全阀的设计、材料和结构应满足GB/T 12241的一般要求。
　　4.1 总则
　　4.1.1 整定压力大于3.0MPa的蒸汽用安全阀或介质温度大于235℃的空气或其他气体用安全阀，应能防止排出的介质直接冲蚀弹簧。
　　4.1.2 设计应保证安全阀即使有部分损坏仍能达到额定排量。当弹簧破损时，阀瓣等零件不会飞出阀体外。
　　4.1.3 为防止调整弹簧压缩量的机构松动，必须设有防松装置。
　　4.1.4 全启式和中启式安全阀应设有限制开启高度的机构。
　　4.1.5 蒸汽用安全阀应带有扳手。当介质压力达到整定压力的75％以上时，能利用扳手将阀瓣提升。该扳手对阀门动作不应造成阻碍。
　　4.1.6 有毒或可燃性介质用安全阀应为封闭式安全阀。
　　4.1.7 对有附加背压力的安全阀，应根据其背压力的大小和变动情况，考虑设置背压平衡机构。
　　4.2 端部连接
　　安全阀的端部连接按GB/T12241的规定。
　　4.3 结构长度和垂直度的极限偏差
　　安全阀的结构长度及进出口法兰端面垂直度极限偏差按图1和表l的规定。

　　表1 安全阀的结构长度及进出口法兰端面垂直度极限偏差

　　4.4 阀体
　　4.4.1 阀体设计应保证安全阀在强度试验及工作条件下不发生任何有害变形，且便于制造维修。
　　4.4.2 液体用和蒸汽用安全阀须在低于阀座密封面的部位设置排泄螺孔。
　　4.4.3 法兰应与阀体整体铸成或锻成，也可采用焊接或螺纹连接法兰。焊接连接的法兰应是对焊型式，其焊接要求按GB/T12224的规定。
　　4.5 阀座和阀瓣
　　4.5.1 阀座和阀瓣的密封面一般为平面或锥面，当采用锥形密封面时，密封面对阀杆轴线的斜角以45°为宜。密封面材料可为本体材料，也可为堆焊的另一种材料或镶嵌的非金属弹性材料。
　　4.5.2 堆焊的阀座或阀瓣密封面经加工后的硬化层厚度应大于或等于2mm。
　　4.6 弹簧
　　安全阀的弹簧应符合GB/T1239.2或GB/T1239.4及下列规定。当有不一致时，以下列规定为准。
　　4.6.1 弹簧的细长比（自由高度与中径之比）应小于3.7。
　　4.6.2 弹簧两端应各有大于或等于3/4圈的支承平面，支承圈末端应与工作圈并紧，弹簧轴线对两端支承平面的垂直度每100mm长度其偏差值不大于1.7mm。
　　4.6.3 弹簧指数（中径与钢丝直径之比）可在4～8范围内选取。
　　4.6.4 弹簧自由高度的极限偏差按表2的规定。
　　表2 弹簧自由高度的极限偏差 单位为毫米

　　4.6.5 弹簧内径的极限偏差按表3的规定。
　　表3 弹簧内径的极限偏差 单位为毫米

　　4.6.6 弹簧圈节距应均匀。当弹簧压缩到试验负荷（即弹簧允许承载的最大负荷）下变形量的80％时，工作圈间不应发生接触。
　　4.6.7 弹簧应按设计要求进行强压处理或加温强压处理，并对所有弹簧进行永久变形试验。即将弹簧用试验负荷压缩至少3次后，测量其原始自由高度；然后再将弹簧用试验负荷压缩3次，再次测量其最终自由高度。两次测量的自由高度的差值即永久变形量应不超过原始自由高度的0.5％。
　　4.6.8 弹簧刚度的极限偏差为土10％（根据需要，设计可规定不对称分布的极限偏差值）。对同一热处理炉同规格的弹簧取10％（但不少于2根）在设计规定的工作负荷（或变形量）范围内测定弹簧的刚度。
　　4.6.9 弹簧表面应进行防锈处理。
　　4.6.10 弹簧的计算以及弹簧的试验负荷按GB/T1239.6的规定。
　　4.6.11 弹簧最小工作负荷下的变形量按下式计算：

式中：
　　F1——弹簧最小工作负荷下变形量，单位为毫米（mm）；
　　Dmz——密封面平均直径，单位为毫米（nlm）；
　　Ps1——设计的最小整定压力，单位为兆帕（MPa）；
　　P'——弹簧刚度，单位为牛每毫米（N/mm）。
　　4.6.12 弹簧最大工作负荷下的变形量按下式计算：

（2）

　　式中：
　　F2——弹簧最大工作负荷下变形量，单位为毫米（mm）；
　　Ps2——设计的最大整定压力，单位为兆帕（MPa）；
　　h——设计的开启高度，单位为毫米（mm）。
　　4.6.13 弹簧最大工作负荷下变形量应小于或等于弹簧试验负荷下变形量的80％。
　　4.6.14 弹簧最大工作负荷下变形量应小于或等于弹簧圈并紧时变形量的80％。
　　4.7 材料要求
　　4.7.1 阀体
　　钢制阀体的材料应按GB/T12228、GB/T12229、GB/T12230的规定；铁制阀体的材料应按GB/T9440、GB/T12227的规定；铜合金阀体的材料应按GB/T12225的规定。其中，铸铁阀体限用于公称压力1.6MPa及以下，球墨铸铁和铜合金阀体限用于公称压力2.5MPa及以下。
　　4.7.2 阀座和阀瓣
　　阀座和阀瓣本体材料的抗腐蚀性能应不低于阀体材料。
　　4.7.3 导向套
　　导向套的材料应具有良好的耐磨与抗腐蚀性能。
　　4.7.4 弹簧
　　弹簧的材料应按GB/T1239.6选用，并符合相应标准的要求。
　　5 性能
　　5.1 整定压力偏差
　　5.1.1 压力容器和管道用安全阀的整定压力极限偏差按表4的规定。
　　表4 压力容器和管道用安全阀的整定压力极限偏差 单位为兆帕

　　5.1.2 蒸汽锅炉用安全阀的整定压力极限偏差按表5的规定。
　　表5 蒸汽锅炉用安全阀的整定压力极限偏差 单位为兆帕

　　5.2 排放压力
　　排放压力按表6的规定。
　　表6 排放压力 单位为兆帕

　　5.3 启闭压差
　　5.3.1 蒸汽用安全阀的启闭压差按表7的规定。
　　表7 蒸汽用安全阀的启闭压差 单位为兆帕

　　5.3.2 空气或其他气体用安全阀的启闭压差按表8的规定。
　　表8 空气或其他气体用安全阀的启闭压差 单位为兆帕

　　5.3.3 水或其他液体用安全阀的启闭压差按表9的规定。
　　表9 水或其他液体用安全阀的启闭压差 单位为兆帕

　　5.4 开启高度
　　5.4.1 安全阀的开启高度全启式为大于或等于流道直径的l/4；微启式为流道直径的1/40～1/20；中启式为流道直径的1/20～1/4。
　　5.4.2 当介质压力上升到本标准规定的排放压力的上限值以前，开启高度应达到阀门制造厂标志的设计规定值。
　　5.5 机械特性
　　安全阀动作必须稳定，应无频跳、颤振，卡阻等现象。
　　5.6 密封性
　　5.6.1 密封试验压力按表10的规定。
　　表10 密封试验压力 单位为兆帕

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