爆破片安全装置

GB 567.2《爆破片安全装置 第2部分：应用、选择与安装》编制说明
一、标准修订的目的、意义
GB567-1999《爆破片与爆破片装置》等六项有关爆破片方面的国家标准自上世纪90年代发布实施以来，虽然对规范我国爆破片安全装置的设计、制造及检验等环节，提高爆破片安全装置在压力容器使用过程中的安全性及爆破片安全装置制造行业的健康发展起到了一定的积极促进作用。

但随着科学技术的不断进步，也逐渐暴露出了GB567等六项有关爆破片方面国家标准中某些条款的不合理性以及内容的不完整性，已经不适应国民经济快速发展要求，而且该部分标准与以API520和ISO4126为代表的国际先进标准有较大差距，因此应对GB567等六项有关爆破片方面的国家标准进行修订，以进一步规范我国爆破片行业的设计、制造、使用、管理等环节，提高爆破片的安全使用性能。

二、任务来源和修订过程
1、任务来源
根据国家标准化管理委员会和全国锅炉压力容器标准化技术委员会2008年的工作计划安排（项目编号为20060298－T－469），由全国锅炉压力容器标准化技术委员会移动式压力容器分技术委员会负责组织GB567.4标准的制定工作。

2、标准修订过程
2008年4月24日~25日，全国锅炉压力容器标准化技术委员会移动式压力容器标准化分技术委员会（以下简称“移动分会” ）在上海组织召开了GB567等八项国家标准工作组的首次会议。

国家质检总局特设局及全国锅容标委的领导出席了会议，并对GB567等八项国家标准的制修订工作作了重要指示，提出了相关的工作要求。

经全国锅炉压力容器标准化技术委员会批准，成立了以移动分会秘书长周伟明为组长的GB567等八项国家标准标准工作组。

通过了GB567等八项国家标准的标准编制大纲、分工安排及计划进度要求。

2008年8月10日~15日，移动分会在浙江杭州组织召开了GB567等八项国家标准工作组第二次工作会议。

国家质检总局特设局高继轩处长及全国锅容标委王为国副秘书长出席了会议，并对GB567等八项国家的初稿提出了意见和建议。

会议经认真讨论通过了GB567等八项国家标准的征求意见稿。

三、标准修订原则和标准主要内容确定依据
1、标准修订原则
为了确保标准的编制质量和先进性以及标准的可操纵性，此标准在技术内容上应符合国家现行法规的规定，编写格式应符合国家标准GB/T 1.1－2000《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》的要求。

标准中的有关技术要求不得与国家法律、法令及法规相冲突，并且与其他有关标准相协调。

在标准编制中，应积极采用国际标准和国外先进标准，并立足于国内设计、制造技术和试验水平的基础上合理采用，其技术上是可行的。

GB 567《爆破片安全装置》分为4个部分：
第1部分：GB 567.1《爆破片安全装置第1部分：基本要求》
第2部分：GB 567.2《爆破片安全装置第2部分：应用、选择与安装》
第3部分：GB 567.3《爆破片安全装置第3部分：分类及安装尺寸》
第4部分：GB 567.4《爆破片安全装置第4部分：型式试验》
本部分为GB 567《爆破片安全装置》的第2部分。

2、标准主要技术内容的确定依据
a) ASME PTC25：2001《压力释放装置性能试验规范》；
b) ASME SectionⅧ-Division 1-2004 《压力容器》UG125~UG137部分；
c) ISO4126.2-2003《防止超压的安全装置第2部分：爆破片安全装置》；
d) ISO4126.3-2006《防止超压的安全装置第3部分：安全阀与爆破片组合安全装置》
e)ISO4126.6-2003《防止超压的安全装置 第2部分：爆破片安全装置的应用、选择与安装》
f)GB 150－1998《钢制压力容器》
g) GB/T 12241 《安全阀一般要求》
h) GB/T 12242《压力释放装置性能试验规范》
i) GB/T 12243《弹簧直接载荷式安全阀》
四、标准内容
本部分共分6章和4个附录。

本部分内容主要有：范围、规范性引用文件、术语和定义、应用、选择。

2个规范性附录：附录A《爆破片泄放能力的校核计算》、附录D《爆破片安全装置与安全阀组合装置的组合排量确定》
2个资料性附录：附录B《爆破片安全装置技术参数表》、附录C《爆破片更换周期指南》
五、有关问题说明
1、关于范围
本部分适用的受压密闭装置的压力、温度范围与GB567.1的规定是一致的。

2、关于术语与定义
本部分分别对爆破片安全装置、爆破片组件、爆破片、爆破片夹持器、正拱形爆破片、反拱形爆破片、石墨爆破片、平板形爆破片、爆破压力、爆破温度、设计爆破压力、最大设计爆破压力、最小设计爆破压力、工作压力、爆破压力允差、压力泄放系统、泄放面积、泄放系数、泄放量(泄放能力)、流体阻力系数、组合排量系数、组合装置排量、操作比、更换周期等22个专业术语进行了定义。

考虑到本部分将作为单行本发行，为保持其完整性，对某些重要术语尽管GB567.1中已经有了定义，但本部分仍再次定义。

3、关于应用
3.1 本部分对爆破片安全装置作为单一泄压装置或组合泄压装置的应用要求、使用场合作出了规定。

3.2 爆破片安全装置与安全阀组合装置三种主要结构型式是：爆破片串联在安全阀入口侧、爆破片串联在安全阀出口侧、爆破片和安全阀并联。

在JIS B 8226-2000还介绍了其它的组合型式，比如爆破片与爆破片串联、并联，爆破片与安全阀串联后再与安全阀并联等等，但由于实际工况中并不常见，本部分未列入。

3.3 根据ISO4126-3对安全阀和爆破片安全装置组合装置的排量可按安全阀额定排量乘以系数0.9或按附录D确定。

4、关于选择
4.1 应综合考虑操作比、操作温度、腐蚀性、压力波动、背压或真空等因素来进行爆破片安全装置类型的选择、材料的选择、爆破片爆破压力允差选择、设计爆破压力的选择、泄放能力的确定及更换周期的确定。

4.2 关于爆破片类型和材料的选择
本部分对于国内常见的一些爆破片类型的最大操作比、抗疲劳性、爆破是是否产生火花或碎片、适合相态等性能提供了一个参考指南，从而为用户及设计单位选择爆破片类型提供依据。

但真正做到正确选择爆破片类型与材料的关键在于彻底弄清工艺流程的条件
4.3 关于爆破片设计爆破压力的确定
在确定爆破片制造参数时，设计爆破压力是一个特别重要的参数，选择高了爆破片不能起到安全保护的效果，选择低了容易出现非正常爆破从而影响生产。

现行GB567对此未做规定，给选型带来了一定的
不便。

本部分参考《压力容器安全技术监察规程》1999版及GB150-1998《钢制压力容器》附录B对此作出了相应规定。

ASME等国际标准在确定泄压装置动作压力时大多是以容器最大允许工作压力为基准。

容器实际能承受的最大压力不是设计压力而是最大允许工作压力，最大允许工作压力是按容器每一元件的有效厚度、元件的最高设计温度或最低设计金属温度以及相应温度时包括液体静压力在内的各种载荷，按国标《钢制压力容器》相应公式计算所得的允许压力值，再统一折算到以容器顶部处的允许压力值表示，并取组成该容器各元件中的最小值。

以最大允许工作压力和以设计压力作为容器能承受的最大压力，其区别在于前者是按有效厚度计算出的压力值，后者则是按计算厚度计算出的压力值。

亦即前者考虑了钢板向上圆整的厚度，而后者则未加考虑，因此一般情况下容器的最大允许工作压力大于设计压力。

采用最大允许工作压力作为超压的起点显然比采用设计压力更有利于容器的稳定操作，因为容器操作中有可能出现瞬间的压力跳动．这种压力的变化一般并不影响正常的工艺操作，在确保设备安全的前提下爆破片的爆破压力提得高一些，则爆破片破裂的可能性就少一些，从事工艺生产的商家能够从中获得尽可能大的经济效益。

但考虑到国内很多承压设备均未给出最大允许工作压力，因此本部分中确定设计爆破压力是仍采用设备设计压力为基准。

4.4关于爆破压力允差的确定
原GB567-1999对爆破片允差的规定如下表所示：
表1 爆破压力允差
标定爆破压力范围
相对标定爆破压力的允差
MPa
≥0.001～0.01 ±50%
>0.01～0.1 ±25%
>0.1～0.3 ±15%
>0.3～100 ±5%
>100～500 ±4%
表1中规定对于标定爆破压力在0.1~0.3 Mpa（实际制造过程中大量出现的一个压力范围等级）之间爆破压力允差为±15%，似显过于宽松，且有明显的不合理之处，例如若某批次爆破片的标定爆破压力为0.31 MPa，则其爆破压力允差为±5%，从而可确定其爆破压力范围为（0.295，0.326）MPa，同样条件下另一批次爆破片的标定爆破压力为0.29MPa，则其爆破压力允差为±15%，从而可确定其爆破压力范围为（0.247，0.334）MPa，较小的标定爆破压力却得出了更高的最大爆破压力，这显然是不太合理的。

结合ASMEⅧ-1及ISO4126-6对爆破片性能允差的规定，本部分分不同的爆破片型式对其性能允差作出规定。

之所以分为0. 01～0.06、0.06～0.3、0.3～100三个压力等级，主要考虑到0.06的25%和0.3的5%正好是0.015，这样就避免了允差的跳跃性变化，层次安排较为科学；国内石墨材质较差，稳定性不好，相比ISO4126适当提高其允差的范围（0.05~0.3在ISO4126中为±10%）。

4.2关于爆破片泄放能力的确定
6.2.1根据GB150及ASMEⅧ-1UG125对安装了泄压装置的受压密闭装置许可超压限度作出了要求；
6.2.2根据ASMEⅧ-1 UG127对安装有爆破片安全装置的泄压系统其泄放能力的计算可根据其条件的不同分别采用泄放系数法和流体阻力系数法。

原GB567中（包括很多其它涉及到爆破片泄放能力计算的标准）均未对附录A各公式的使用条件作出规定，这很容易让设计人员误认为只要是计算爆破片泄放能力均可采用附录A中各公式，从而导致错误的结论。

而且随着大型化工的发展，不满足泄放系数法条件而需要采用流体阻力系数法来计算爆破片泄放能力的场合越来越多，因此，本部分对此作出了严格区分。

4.5关于爆破片的定期更换
爆破片定期更换多年来一直是一个有争议的问题，用户希望最好能有一个明确的更换周期，但由于影响爆破片性能改变的因素较多，制造厂家也难以给出定量的数据。

《压力容器安全技术监察规程》1999版第154条作出过这样的规定：爆破片装置应进行定期更换，对超过最大设计爆破压力而未爆破的爆破片应立即更换；在苛刻条件下使用的爆破片装置应每年更换；一般爆破片装置应在2-3年内更换（制造单位明确可延长使用寿命的除外）。

ISO 4126-6：2003中对影响爆破片使用更换周期的因素及确定爆破片使用更换周期的常用方法也第一次以附录的形式进行了定性介绍，把爆破片更换周期提到了一个相对重要的高度。

本部分考虑到国内用户和制造厂家现状及国际标准发展动态，引入了爆破片更换周期这一概念，并对影响爆破片使用更换周期的因素在附录C中作简单描述。

5、关于安装
5.1爆破片安全装置在系统中位置设置的原则是：
（1）便于观察、检查、安装
（2）设置在被保护装置最危险的部位。

5.2爆破片安全装置管路系统设置的原则是：
（1）泄放安全
（2）阻力尽量减小，如采用大半径弯管等。

5.3如果泄放介质对环境无污染，对人体无危害，建议采用套管式排放管道，不仅能把凝液等收集引入下水道，而且排放管的变形不会传递给爆破片的紧固系统，不影响爆破片的爆破性能。

5.4截止阀可用来隔断泄放装置和被保护设备或下游的排放系统，但若装置或管理不当有可能导致泄放装置不能正常工作，故此，爆破片安全装置的泄放系统中通常不允许设置截止阀，在确实需要设置截止阀时，必须采取行政措施，确保泄放管道的正常工作，
5.5爆破片安全装置上的任何一个部件（例如夹持器）都不允许更换，否则有可能影响爆破性能，如用户确需改换部件时，应与制造厂家协商并得到同意。

5.6爆破片（或爆破片组件）安装在夹持器中时和爆破片安全装置安装在法兰上时，都必须注意其安装方向不能装反，否则将有可能改变爆破片的性能。

5.7在爆破片和夹持器之间的密封面上，通常制造厂已考虑了其密封性能故不需再加覆盖膜、垫片等，否则有可能影响爆破性能，如用户确需加覆盖膜、垫片等时，应与制造厂家协商并征得同意。

5.8爆破片安全装置放入法兰内后，螺栓拧紧要求对称、交替，不允许单方向拧紧，否则，爆破片性能有可能被改变。

特别是反拱形爆破片因其有力矩要求，影响尤其明显（正拱形爆破片也有可能被抽边）。

下举一例，供用户参考。

示例：有一个DN100的反拱形爆破片，夹持器为插入式结构，安装在管法兰中要求螺栓力矩为8-100N·m（即8个螺栓，每个螺栓的上紧力矩为100N·m）。

安装时，用户螺栓上紧顺序如下：
a）扭力板手的力矩值调定在40 N·m，按上图所示的螺栓顺序逐个拧紧一圈；
b）扭力板手的力矩值调定在80 N·m，按上述螺栓顺序逐个拧紧一圈；
c）扭力板手的力矩值调定在100 N·m，按上述螺栓顺序逐个拧紧一圈；
d）重复步骤c）螺栓再拧紧一圈即可。

6、关于附录A
本附录规定的爆破片安全装置泄放能力的计算方法中，没有考虑安全装置出口侧有较长管线或较多管件等阻力较大的场合。

本附录中所列出的三个泄放能力计算公式是参考了ISO4126：2003、ASMEⅧ-1（2001）UG131、JISB8226：2000附录1、GB567-1999附录A、GB150-1998附录B及《压力容器安全技术监察规程》附录5。

按国际通常做法，列出了气体、饱和水蒸汽和液体介质的泄放能力计算公式。

其中气体式采用了《压力容器安全技术监察规程》的表达式，饱和水蒸汽式采用了GB567-1999的表达式，液体则是参照ISO4126-2003和JIS B8226：2000后确定的表达式。

此外，对爆破片安全装置实际流动面积的选择作了规定，以供对整个泄放系统泄放能力计算时参考。

ISO4126-6：2003中在计算爆破片泄放能力时均采用泄放压力和泄放温度等概念，但由于对于爆破片确定去泄放压力和泄放温度的具体数值尚缺乏可靠理论依据，本附录中仍沿用爆破压力和爆破温度等概念。

7、关于附录B
本附录给出了用户在订购爆破片装置时需要给制造厂家提供的技术参数及工况信息。

8、关于附录C
爆破片更换周期的确定对保护设备持续安全使用是非常重要的。

但由于影响爆破片更换周期的因素较多，因此难一对此进行定量分析。

本附录对影响爆破片更换周期的诸多因素及确定其更换周期的几种基本方法进行了介绍。

9、关于附录D
本附录所列爆破片安全装置与安全阀组合装置排量的确定程序、试验方法参考了ISO4126-3：2003。