安全阀排放管道受力分析和限位支架设置

叶薇， 汪成文

（中国五环工程有限公司，武汉 430000）

安全阀广泛用于石油化工行业中，是一种排放超压气体或液体的保护装置。当设备和管道内介质压力升高，超过额定值时安全阀起跳，超压介质排放到大气或闭式系统。安全阀起跳瞬间对其相连的管道和支架产生一个排放反力，这个反力会造成安全阀法兰泄漏，管道变形等破坏形式。

对于如图1 所示的典型安全阀开式排放系统而言，ASME B31.1—2018[1]推荐安全阀中心到管道第一个弯头之间距离为小于等于4D，其中D为排放管道外径。但是近年来，石油化工装置产能变大，导致放空管变长，不仅不能满足安全阀中心到管道第一个弯头之间距离为4D的距离，并且放空管道存在多处弯头，延伸到较远较高的地方去排放。因此研究这种多弯头排放尾管如何受力，如何设置支架，是本文分析的重点和难点。本文通过研究这个安全阀起跳瞬时动态排放反力的存在时间和大小，从而说明进行安全阀后管道受力分析和支架设置。

1 典型开式排放系统排气管排放反力影响因素

常见的开式排放系统如图1 所示，当安全阀泄放时，产生的水平力Fh作用于安全阀上，垂直力反作用力Fv作用在弯头上。垂直力Fv是阀门起跳排放时作用于弯头区域上蒸汽静压和速度的结果，同时还存在波动载荷，即压力波传播时的载荷，这个载荷只在阀门泄放瞬时存在，安全阀排放反力计算见公式（1）[2]。

式中Pe——出口弯管静压，kPa；

Pa——大气压力，kPa；

Ae——出口面积，m2；……