ASME B19.3-1991 rus (scan)——加工工业用压缩机安全标准(俄文版)

🏭 ASME B19.3-1991 是由美国机械工程师学会(ASME)B19 委员会编写的《加工工业用压缩机安全标准》。该标准于 1991 年 5 月 10 日经美国国家标准学会(ANSI)批准成为美国国家标准,1991 年 7 月 31 日正式发行,用以替代 ANSI/ASME B19.3-1986 版本。本文所对应的文件是该标准的俄文译本扫描件(共 20 页,图像层文字经 OCR 提取),供俄语地区的设计院、制造厂、安装与运行单位在执行工艺装置压缩机安全审查时使用。标准正文的技术内容与英文原版一致,仅语言载体不同。

💡 该标准的诞生背景值得注意:前言明确说明,压缩气体在加工工业中已使用多年,行业积累的操作经验本身构成了气体压缩机安全规范的坚实基础,但这些经验长期分散、不易被设计、安装和运行人员获取。B19.3 的任务正是把这些分散的最佳实践汇编为一份可执行的国家标准。

一、标准定位与适用范围 📌

标准的目的是提供关于安全实践的一般性资料,以及针对加工工业用压缩机基本安全要求的具体建议,为设计、安装和运行压缩机的工程技术人员提供指导。其适用范围有清晰的边界:

  • 设备范围:压缩机本体及其辅助设备,包括驱动机、中间冷却器、缓冲罐(喘振腔)、分离罐或洗涤器、连接管道,以及润滑系统、密封油系统和冷却水夹套系统。
  • 机型范围:离心式、轴流式、回转式(含螺杆、液环等)与往复式压缩机,不因结构型式而豁免。
  • 行业范围:石油、石油化工、化工装置,并明确包含空气分离装置,即压缩机是这些工艺装置的组成部分时适用。
  • 排除对象:工厂公用系统用空气压缩机(plant air compressors)不在本标准适用范围内;标准也不涉及压缩机零部件的基础机械设计(气缸、活塞、曲轴、飞轮、轴承、压力容器和管道等应由具备资质的工程师按公认标准设计),同样不涉及相连工艺装置本身的设计与运行。

标准还特别指出,其安全原则并不局限于新建压缩机组。建议对所有在用压缩机系统进行复核,以考虑因本标准修订而产生的变化。对于设计特殊或系统复杂的装置,允许有能力完成完整、严谨系统分析的设计者在安全措施的开发上拥有一定的灵活空间——但这一灵活性的前提是分析必须严谨、可追溯。

⚠️ 常见的理解误区:认为”压缩机是成套设备,安全由供货商负责”。B19.3 明确把连接管道、缓冲罐、分离罐、密封油与冷却水系统一并纳入安全要求范围,而这些往往由用户或设计院负责,责任边界必须在项目分工表中写清。

二、关键术语与安全设计基础 📖

标准第 1.3 节给出了四个贯穿全文的核心术语定义。这些定义并非文字游戏,而是后续所有超压保护、转速保护与喘振保护设定的技术基准,工程文件中引用时必须与标准定义一致:

术语(中文/英文) 标准定义要点 工程用途
最高允许温度
maximum allowable temperature
制造厂针对压缩机(或术语所指的任一部件)在输送规定气体、规定压力下所设计的最高温度 确定联锁跳车温度设定、材料与密封件选型上限
最高允许工作压力
maximum allowable working pressure
制造厂针对压缩机(或单独气缸、壳体等部件)在输送规定气体、规定温度下所设计的最高压力 确定安全阀/爆破片整定压力上限,不得超越
最高连续转速
maximum continuous speed
在超速保护与调速机构均已安装并正常工作的条件下,制造厂设计允许连续运行的最高转速 确定机械超速跳车值与调速器整定值
喘振点
surge point
离心式或轴流式压缩机在运行转速下,运行开始失稳的容量下限 确定防喘振回流线与喘振保护联锁的动作门槛

第 1.5 节明确了标准文本的强制性用语规则:使用 shall(应)表述的为强制性规则,使用 should(宜)或表述为”建议”的为建议性内容。第 1.6 节则说明标准同时给出 SI(公制)单位与惯用单位,SI 值系由惯用单位”软换算”得到,当两套单位在尺寸或计算结果上出现差异时,以惯用单位为准。这一点在跨国项目技术澄清中极易引发争议,务必在合同技术附件中写明所采用的单位体系。

三、超压保护与安全装置 🔧

第 3.1 节(超压保护)与第 3.2 节(安全装置)是标准的技术重心。其逻辑起点是:压缩机的排气侧可能因出口切断、下游堵塞、冷却失效、气体倒流等原因形成压力累积,必须设置与危险程度匹配的保护层。标准对容积式(正位移)压缩机提出了不留余地的要求——必须在压缩机排气口与切断阀之间设置泄压装置,没有例外。原因很直接:容积式压缩机的排气压力理论上可无限上升,直至管道或机体破裂。

保护层 典型装置 整定/动作依据 关键要求
一次超压保护 弹簧载荷式安全阀 按 ASME 锅炉及压力容器规范第 VIII 卷第 1 分册及 API RP 520 设计与安装 整定压力不得超过相关部件最高允许工作压力
一次超压保护(替代) 爆破片(rupture disc) 适用于泄放量大、响应要求快或介质易聚合堵塞的场合 需评估爆破片破裂后排放系统的接受能力
高压联锁 压力开关 + 停机回路 低于安全阀整定值,作为先行动作层 联锁不得被旁路长期屏蔽,旁路须经审批与记录
润滑与密封保护 润滑油低压、密封油压差联锁 按制造厂推荐值设定 油压丧失是轴承烧毁与密封失效的主因,必须先于机械损伤动作
温度保护 排气温度高、轴承温度高跳车 低于最高允许温度 往复机需关注排气温度对积炭与爆炸风险的影响
转速保护 调速器 + 独立机械超速跳车 跳车值高于最高连续转速、低于破坏转速 超速保护须独立于调速系统,避免共因失效
喘振保护 防喘振回流阀、喘振检测与快开控制 以喘振点为基准留裕量 回流管线需考虑气体升温与冷却措施
🚨 标准强调:切断阀的超压保护逻辑依赖于”该阀仅用于隔离已停机设备”这一前提。因此必须采取特殊预防措施,确保设备投入运行时这些阀门处于开启状态。工程上应通过开车前的阀门状态确认表(valve line-up check)与联锁强制逻辑落实,仅靠操作规程文字要求远远不够。

四、防火防爆与泄漏控制 🔥

第 3.3 节(防火与防爆)与第 3.4 节(涉及有毒或易燃物料的泄漏预防与控制)构成了标准的第二大技术板块。标准的出发点是压缩机特有的三类事故模式:内部火灾或爆炸、破坏性机械失效、有毒或易燃流体泄漏。围绕这三类模式,标准要求从布置、通风、电气分类、探测、消防与排放六个方向形成防护体系。

危险情形 标准关注的防护方向 典型工程措施
可燃气体泄漏形成爆炸性气氛 区域电气分类与设备选型 按 API RP 500A 划分危险区域,电气设备按 ANSI/NFPA 70(国家电气规范)选型
泄漏气体在厂房内积聚 通风与探测 强制通风、可燃气体探测器联锁报警与停机、高点排放
压缩机内部着火或爆炸 运行参数控制与惰化 控制排气温度、避免积炭、必要时注入惰性介质、设置爆破泄放口
油系统火灾 润滑油与密封油的火灾风险控制 油管路远离高温表面、设置隔离阀与消防水喷淋/蒸汽惰化
有毒介质泄漏(如氯气) 密封型式与排放去向 双端面密封、密封气/密封油系统、泄漏气引至洗涤或火炬,参照《氯气手册》
易燃气体(如乙炔)压缩 工艺限制与专用规范 遵循压缩气体协会(CGA)关于乙炔输送的专门规定,限制压缩比与流速
💡 标准第 1.4 节列出了完整的引用文件清单,实际构成了一张”合规网络”:ASME B31.3(化工与炼油厂管道)、ASME BPVC 第 VIII 卷第 1 分册(压力容器)、API RP 520(泄压系统设计安装)、API 618(炼油厂往复压缩机)、API RP 500A(电气区域分类)、ANSI/NFPA 70 与 ANSI/NFPA 37、NEMA ICS-1/ICS-2 与 MG1/MG2、ASME A13.1 与 ISO R508(管道识别与色标)、OSHA 29 CFR 1910。做安全审查时按此清单逐项核对,比逐条背诵标准条款更高效。

五、振动限值与机械完整性 📊

第 3.5 节规定了振动限值要求,这是防止”破坏性机械失效”的核心量化手段。压缩机的振动来源包括转子不平衡、轴承磨损、气流脉动(往复机尤为突出)、基础与管道共振、喘振等。标准要求为振动设置分级响应:达到报警值时提示趋势恶化并安排检查,达到跳车值时立即停机保护。振动测点应覆盖轴系(轴振)与壳体(壳振),往复机还应关注十字头、曲轴箱与管道的脉动振动。

与之配套的是机械完整性管理:安全阀与爆破片须定期校验并铅封、联锁与报警须定期功能测试、振动与温度趋势须纳入状态监测系统、润滑油须定期分析。俄文版标准中”技术安全”(техника безопасности)一词的内涵即涵盖上述设计、安装与运行全过程的安全责任,而不仅是操作层的注意事项。

六、工程实践要点 🛠️

  • 🔍 先做系统分析,再谈条款符合性:标准明确允许对设计特殊或复杂的装置采用替代方案,但前提是完成完整的系统级分析并证明安全等级等效。把”标准没写”当作豁免理由,是审查中最常见的失分点。
  • 🔧 划清责任边界:压缩机本体、驱动机、中间冷却器、缓冲罐、分离罐、连接管道、润滑与密封油系统、冷却水系统各自的设计方与供货方须在项目文件中明确,避免”接口地带”无人负责。
  • 📋 建立保护层清单:按”工艺控制—报警—联锁—物理泄放—消防”的顺序梳理保护层,检查是否存在共因失效(如超速保护与调速共用同一转速信号源)。
  • 📊 处理单位制差异:标准中的 SI 值为软换算,若项目以公制报批,应在技术协议中约定换算规则与允差,避免验收时因数值差异产生争议。
  • 📚 正确使用俄文译本:译本扫描件的 OCR 文本存在个别字符识别误差(如编号中的字母数字混淆),涉及整定值、尺寸、条款编号等关键数据时,应以 ASME 英文原版或最新修订版为准。

七、常见问题解答 ❓

❓ 问:B19.3 是否适用于工厂的空压站?
答:不适用。标准明确排除工厂公用系统用空气压缩机(plant air compressors),其适用对象是作为石油、石化、化工及空分装置组成部分的工艺压缩机。空压站应参照其他适用规范与当地安全法规。
❓ 问:标准是否规定了压缩机零部件本身的强度设计方法?
答:没有。标准明确其不覆盖压缩机零部件的基础机械设计,而是建立在”零部件由具备资质的工程师按公认标准与规范设计”这一前提之上。它管的是安全装置与防护设施,而非气缸、曲轴、飞轮的本体强度计算。
❓ 问:为什么容积式压缩机必须设泄压装置,”没有例外”?
答:容积式压缩机属于正位移机械,排气被阻断时压力可理论上无限上升,不存在离心式压缩机那样的压力-流量自限特性,因此排气口与切断阀之间必须设置泄压装置,且不得以联锁或操作规程替代物理泄放手段。
❓ 问:这份俄文版与英文原版有技术差异吗?
答:技术内容一致,差异在于语言载体与本文件的物理形态(扫描件,文字层由 OCR 生成,共 20 页)。俄文版同样标注了 1991 年 7 月 31 日发行、替代 1986 版、计划 1996 年出新版等信息,并说明通过附录(Addenda)服务发布修订,附录中的变更自附录发行一年后生效。

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