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安全閥基礎(chǔ)知識發(fā)布時間:2021.05.07
安全閥是一種安全保護用閥,是一種自動泄壓閥門,它的啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài),當設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高,超過規(guī)定安全值時自動開啟,通過向系統(tǒng)外排出一額定數(shù)量的流體,以防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過規(guī)定的安全值,當壓力恢復(fù)正常后,閥門再行關(guān)閉并阻止介質(zhì)繼續(xù)流出。
安全閥分類: ?。ㄒ唬┌窗踩y閥瓣開啟高度分 1:微啟式安全閥(微啟式開啟行程高度為:≤0.05d0(最小排放喉部口徑) 2:全啟式安全閥(全啟式安全閥開啟高度為≤0.25d0(最小排放喉部口徑) ?。ǘ┌窗踩y結(jié)構(gòu)形式來分 1:垂錘式 2:杠桿式 3:彈簧式(利用壓縮彈簧的力來平衡閥瓣的壓力,并使其密封的安全閥,輸氣站場常用) 4:先導(dǎo)式(脈沖式)它把主閥和輔閥設(shè)計在一起,通過輔閥的脈沖作用帶動主閥動作。這種結(jié)構(gòu)通常用于大口徑、大排量及高壓系統(tǒng)。它把主閥和輔閥設(shè)計在一起,通過輔閥的脈沖作用。 ?。ㄈ┌撮y體構(gòu)造來分 1:封閉式安全閥(封閉式安全閥即排除的介質(zhì)不外泄,全部沿著出口排泄到指定地點,一般用在有毒和腐蝕性介質(zhì)中。) 2:不封閉式安全閥(對于空氣和蒸汽用安全閥,多采用不封閉式安閥。) (四)按使用介質(zhì)分 1:蒸汽用安全閥(通常以A48Y型為代表) 2:空氣及其他氣體用安全閥(通常以A42Y型為代表) 3:液體用安全閥(通常以A41H型為代表) ?。ㄎ澹┌垂Q壓力分 1:低壓安全閥:公稱壓力PN≤1.6Mpa的安全閥 2:中壓安全閥:公稱壓力PN2.5-6.4Mpa的安全閥 3:高壓安全閥:公稱壓力PN10.0-80.0Mpa的安全閥 4:超高壓安全閥:公稱壓力PN〉100Mpa的安全閥 ?。?按適用溫度分 1:超低溫安全閥:t≤-100℃的安全閥 2:低溫安全閥:-100℃<-40℃的安全閥。 3:常溫安全閥:-40℃<t≤120℃的安全閥 4:中溫安全閥:120℃<t≤450℃的安全閥 5:高溫安全閥:t>450℃的安全閥 ?。ㄆ撸?按連接方式分 1:法蘭接連安全閥。安全閥進口和管道連接法蘭形式,出口形式靈活。 2:螺紋接連安全閥。安全閥進口和管道連接螺紋,出口形式靈活。 3:焊接接連安全閥。安全閥進口和管道連接螺紋,出口形式靈活。 ?。ò耍?按作用原理分類 1:直接作用式安全閥。直接依靠介質(zhì)壓力產(chǎn)生的作用力來克服作用在閥瓣上的機械載荷使閥門開啟的安全閥。 2:先導(dǎo)式安全閥。由主閥和導(dǎo)閥組成,主要依靠從導(dǎo)閥排出的介質(zhì)來驅(qū)動或控制的安全閥。 3:帶補充載荷式安全法。在進口壓力達到開啟壓力前始終保持有一增強密封的附加力,該附加力在達到閥門開啟壓力時可靠釋放的安全閥。 ?。ň牛┌疵芊飧钡姆诸?br> 1:硬質(zhì)合金對硬質(zhì)合金密封副。適用于高溫高壓的場合,尤其是高溫高壓的過熱蒸汽。 2:2Cr13對2Cr13r密封副。使用于一般場合下的飽和蒸汽和過熱蒸汽,或溫度低于450℃其他介質(zhì)的容器或管道上。 3:閥座密封面為2Cr13,閥瓣密封面為硬質(zhì)合金。使用于高壓蒸汽及流速比較大、易對密封面造成沖刷的其它介質(zhì)。 4:閥座密封面為合金鋼,閥瓣密封面為聚四氟乙烯。適用于石油或天然氣介質(zhì),密封要求嚴格,但工作溫度低于150℃的場合。 5:密封副為奧氏體不銹鋼。這種安全閥的閥體,閥蓋多為奧氏體不銹鋼,應(yīng)用于介質(zhì)中含有酸、堿等腐蝕性成分的場合。 ?。ㄊ?有無背壓平衡機構(gòu)分類 1:背壓平衡式安全閥。利用波紋管、活塞或膜片等平衡背壓作用的原件,使閥門開高前背壓對閥瓣上下兩側(cè)的作用相互平衡的安全閥。 2:常規(guī)式安全法。不帶背壓平衡原件的安全閥。 彈簧式安全閥工作原理及結(jié)構(gòu)組成: 工作原理:彈簧力大于介質(zhì)作用于閥芯的正常壓力(事先選定的壓力值),閥芯處于關(guān)閉狀態(tài),當罐內(nèi)介質(zhì)壓力超過允許壓力時,彈簧受到壓縮,使閥芯離開閥座,閥門自動開啟,介質(zhì)從中泄出、減壓;當壓力回到正常值時,彈簧壓力又將閥芯推向閥座,閥門自動關(guān)閉。安全閥類的作用是防止管路或裝置中的介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值,從而達到安全保護的目的。 結(jié)構(gòu)組成: 閥體、閥座、密封面、定位環(huán)、閥瓣、墊片、彈簧座、閥蓋、彈簧、彈簧座、傳動桿、調(diào)節(jié)螺絲、護罩、鉛封。 圖片 彈簧式安全閥分類: 根據(jù)安全閥開啟高度不同,可分為: ?。?)微啟式安全閥:是指閥瓣的開啟高度為閥座喉徑的1/40~1/20。 ?。?)全啟式安全閥:是指閥瓣的開啟高度一般不小于閥座喉徑的1/4。 全啟式安全閥特點: ?、偈且环N在開啟高度范圍內(nèi)比例開啟,隨后就突然開啟到全開位置的彈簧字節(jié)載荷安全閥,開啟高度一般不小于1/4流道直徑; ②全啟式安全閥具有較大的排量,適用于氣體、液體、蒸汽等介質(zhì)的石油、化工、電站等管道系統(tǒng)的超壓保護裝置。 微啟式安全閥特點: 是一種僅用于液體介質(zhì)的直接作用式安全閥,其排量比全啟式安全閥小。 彈簧式安全閥名詞術(shù)語: 公稱壓力:是指閥體最大允許承受壓力,如PN16、PN25、PN40、PN64 。 公稱壓力代號用阿拉伯數(shù)字表示,其數(shù)值是以兆帕(MPa)為單位的公稱壓力值的10倍。 在我國,涉及公稱壓力時,為了明確起見,通常給出計量單位,以“MPA”表示。 公稱通徑:是指管路系統(tǒng)中所有管路附件用數(shù)字表示的尺寸,以區(qū)別用螺紋或外徑表示的那些零件。 公稱通徑是用作參考的經(jīng)過圓整的數(shù)字,與加工尺寸數(shù)值上不完全等同。公稱通徑是用字母“DN”后緊跟一個數(shù)字標志。如公稱通徑250mm應(yīng)標志為DN250。 工作壓力:工作壓力是指安全閥閥體本身所能承受的正常壓力。 壓力等級:是指彈簧的調(diào)壓范圍。 例如:壓力等級為0.7-1.0 MPa,就是指這臺安全閥的開啟壓力是可以在0.7到1.0 Mpa范圍內(nèi)設(shè)定的,壓力等級和排放壓力、額定壓力等之間沒有什么太大的關(guān)系。 整定壓力:是指安全閥閥瓣在運行條件下開始開啟時的預(yù)定壓力,是在閥門進口處測量的表壓力。即安全閥的開啟動作的壓力,達到這一壓力值或超過時安全閥會打開,是人為設(shè)定的一個值,一般為最高工作壓力的1.05-1.1MPa,都是比設(shè)備正常工作壓力要大,比設(shè)備設(shè)計壓力小的一個安全值。 安全閥銘牌標定的整定壓力是該安全閥出廠時的整定壓力,對于彈簧式安全閥,是可以根據(jù)被保護設(shè)備的工況調(diào)節(jié)彈簧的縮緊量來調(diào)整整定壓力,整定壓力定期需要校核,否則安全閥一旦失靈起不到保護設(shè)備的作用。 排放壓力:是指整定壓力加超過壓力(超過壓力是指超過安全閥整定壓力的壓力增量,通常用整定壓力的百分數(shù)表示),亦即指閥瓣達到規(guī)定開啟高度時的進口壓力。排放壓力的上限需服從國家有關(guān)標準或規(guī)范的要求。 回座壓力:安全閥排放后,閥瓣重新壓緊閥座,介質(zhì)停止排出時的進口壓力?;刈鶋毫κ潜碚靼踩y使用品質(zhì)的一個重要參數(shù)。 開啟壓力(額定壓力):安全閥閥瓣在運行條件下開始升起時的進口壓力,在該壓力下,開始有可測量的開啟高度,介質(zhì)呈可由視覺或聽覺干支的連續(xù)排放狀態(tài)。 流道面積:指閥瓣進口端到關(guān)閉件密封面間流道的最小截面積,用來計算無任何阻力影響時的理論排量。 流道直徑:指對應(yīng)用于流道面積的直徑。 開啟高度:指閥瓣離開關(guān)閉位置的實際升程。 理論排量:指流道截面積與安全閥流道面積相等的理想噴管的計算排量。 排量系數(shù):指實際排量與理論排量的比值。 密封試驗壓力:進行密封試驗的進口壓力,在該壓力下測量通過關(guān)閉件密封面的泄漏率。 備注:PN≤1.6MPa的灰鑄鐵閥體和PN≥2.5MPa的碳素鋼閥體,省略本代號。 舉例:彈簧式安全閥,型號:A42Y-40 。 其代碼含義為: A—類型代號,指安全閥; 4—連接形式代號,指法蘭連接; 2—結(jié)構(gòu)形式代號,指封閉全啟式; Y—閥座密封面材料代號,指硬質(zhì)合金; 40—公稱壓力代號,指公稱壓力4.0MPa; 閥體材料—碳素鋼閥體,(因PN≥2.5MPa,故此處代碼省略) 安全閥校驗(離線校驗) ?。ㄒ唬┬r炑b置 安全閥校驗裝置由校驗臺、氣源和管路等部分組成。 安全閥校驗臺:是指一種離線模擬安全閥工作環(huán)境,并使內(nèi)部壓力升高至安全閥起跳,同時可以通過該裝置上的壓力表顯示安全閥的起跳壓力的裝置??尚r灠踩y起跳壓力(也叫開啟壓力、整定壓力)密封試驗壓力。 ?。ǘ┬r炛芷?br> 1、安全閥應(yīng)定期校驗,一般每年至少進行一次校驗,安全技術(shù)規(guī)范有相應(yīng)規(guī)定的從其規(guī)定; 2、經(jīng)解體、修理或更換部件的安全閥,應(yīng)當重新進行校驗。 ?。ㄈ┬r灲橘|(zhì) 應(yīng)當符合以下要求: 1、用于蒸汽的安全閥,其試驗需要用蒸汽進行,當實驗裝置能力有限時,如果可以在安裝后進行調(diào)試的,可以用空氣代替蒸汽進行試驗; 2、用于空氣或其它氣體的安全閥,其試驗可以用空氣進行; 3、用于液體的安全閥,其試驗可以用水進行。 ?。ㄋ模┬r烅椖?br> 1、校驗前的檢查。安全閥校驗前要對安全閥進行清洗,然后將安全閥解體,檢查各零部件。發(fā)現(xiàn)閥瓣和閥座的密封面、導(dǎo)向零件、彈簧、閥桿有損傷、銹蝕、變形等缺陷時,應(yīng)該進行修理或更換。對閥體有裂紋、閥瓣與閥座粘死、彈簧嚴重變形、部件破損嚴重并且無法維修的安全閥應(yīng)予以報廢; 2、整定壓力試驗。整定壓力試驗不得少于3次,每次都必須符合相應(yīng)的規(guī)定。當整定壓力小于或等于0.5MPa時,實測整定值與要求整定值的允許誤差為±0.015MPa;當整定壓力大于0.5MPa時,實測整定值與要求整定值的允許誤差為±3%整定壓力。 3、密封性試驗。整定壓力調(diào)整合格后,應(yīng)該降低并且調(diào)整安全閥進口壓力進行密封性試驗。當整定壓力小于或等于0.3MPa時,密封性試驗壓力應(yīng)當比整定壓力低0.03MPa;當整定壓力大于0.3MPa時,密封性試驗壓力為90%整定壓力。 4、有條件的還應(yīng)該校驗安全閥回座壓力。 安全閥校驗(在線校驗): 安全閥在線檢測儀 1、安全閥在線檢測儀的名稱可謂眾多,安全閥在線定壓儀,安全閥在線整定儀,安全閥在線測試儀,安全閥在線校驗儀,安全閥檢測設(shè)備,等等。 2、安全閥在線檢測儀,是對安全閥進行檢測、調(diào)校和整定的一種在線測試裝置。它在檢測安全閥時,不需要升高設(shè)備的工作壓力,測試過程中生產(chǎn)可正常繼續(xù)進行。特別是當管線上的壓力不能升高時,就更顯示出它的優(yōu)越性。 3、對于新裝備的或大修后的安全閥,安裝到管線上以后整定壓力會發(fā)生改變,即和不帶壓時的整定參數(shù)不同。這時安全閥在線檢測儀可對其進行在線帶壓調(diào)試,通過電腦顯示出安全閥的開啟壓力和回座壓力。 4、該儀器也可對安全閥進行不帶壓試驗,根據(jù)記錄下的曲線,確定出安全閥的開啟壓力、回座壓力和開啟高度。并通過計算機比較整定時和使用中的測試結(jié)果,從而判斷安全閥是否滿足技術(shù)要求。 彈簧式安全閥常見故障: 1、安全閥漏氣,主要原因是: (1)閥芯與閥座接觸面不嚴密,對密封面進行研磨修復(fù); ?。?)閥芯與閥座接觸面有臟物,可手動將閥門開啟幾次,把臟物沖去 ; ?。?)閥桿偏斜,應(yīng)重新裝配 。 2、安全閥到規(guī)定壓力時不開啟,主要原因是: ?。?)閥芯與閥座粘住,清洗; ?。?)彈簧式安全閥的彈簧調(diào)整壓力過大,應(yīng)重新調(diào)整。 3、安全閥不在規(guī)定壓力時就開啟,主要原因是: (1)彈簧式安全閥的彈簧調(diào)整壓力不夠、彈簧失效或彈力不足,應(yīng)重調(diào)或重換安全閥。 ?。?)由于高溫或腐蝕等原因造成彈簧松弛,應(yīng)更換彈簧。 4、安全閥啟閉不清脆,主要原因是: (1)調(diào)節(jié)圈調(diào)整不當,應(yīng)重新加以調(diào)整; ?。?)內(nèi)部運動零件有卡阻現(xiàn)象,可能是由于裝配不當,臟物混入或零件腐蝕等原因所造成,應(yīng)查明原因消除之; (3) 排放管道阻力過大,使閥門開啟不足,排放管道應(yīng)水平布置 。 5、安全閥頻跳,主要原因是: 調(diào)節(jié)圈調(diào)整不當,使回座壓力過高,應(yīng)重新調(diào)整調(diào)節(jié)圈的位置,使安全閥回座壓力保持合適值。 6、安全閥顫振,主要原因是: ?。?)安全閥的選用不當,閥門的排放能力太大(相對于必須排放量而言),應(yīng)當使選用閥門的額定排量盡可能接近設(shè)備的必需排放量; ?。?)進口管道的口徑太小,小于閥門的進口通徑,或進口管阻力太大,消除的方法是在閥門安裝時,使進口管內(nèi)徑不小于閥門進口通徑或者減少進口管道的阻力; (3)排放管道阻力過大,造成排放時過大的北壓也是造成閥門顫振的一個因素,可以通過降低排放管道的阻力加以解決; ?。?)彈簧剛度過大,應(yīng)選用剛度較小的彈簧 。 安全閥選型的一般方法: 安全閥的主要性能指標有: 1)安全性。閥門出廠時按國家相關(guān)標準進行了強度試驗與密封試驗,確保閥門的機械性能符合國家標準的要求。 2)靈敏性。閥門的起跳條壓力、回座壓力,在國家標準及用戶要求的范圍內(nèi),起跳壓力準確、起跳迅速,回座壓力穩(wěn)定。 3)密封性。閥門回座后密封性能優(yōu)良,無泄漏。 4)有排放量要求的安全閥,閥門起跳后排放量達到國家標準規(guī)定的要求之機械特性,閥門的密封性能及其它性能保持穩(wěn)定,不發(fā)生變化。 ?。ㄒ唬┮话阍瓌t: (l)熱水鍋爐一般用不封閉帶扳手微啟式安全閥。 (2)蒸汽鍋爐或蒸汽管道一般用不封閉帶扳手全啟式安全閥。 ?。?)水等液體不可壓縮介質(zhì)一般用封閉微啟式安全閥,或用安全泄放閥。 ?。?)高壓給水設(shè)備一般用封閉全啟式安全閥,如高壓給水加熱器、換熱器等。 ?。?)氣體等可壓縮性介質(zhì)一般用彈簧式安全閥,如儲氣罐、氣體管道等。如果容器的工作介質(zhì)有毒,易燃易爆,則選用封閉式的安全閥。 (6)E級蒸汽鍋爐一般用靜重式安全閥。 (7)大口徑,大排量及高壓系統(tǒng)一般用脈沖式安全閥,如減溫減壓裝置、電站鍋爐等。 ?。?)運送液化氣的火車槽車、汽車槽車、貯罐等一般用內(nèi)裝式安全閥。 ?。?)油罐頂部一般用液壓安全閥,需與呼吸閥配合使用。 ?。?0)井下排水或天然氣管道一般用先導(dǎo)式安全閥。 ?。ǘ﹨?shù)確定: 1、工作壓力級(壓力等級)的確定 彈簧的工作壓力級則是指某一根彈簧所允許使用的工作壓力范圍,在該壓力范圍內(nèi),安全閥的開啟壓力(即整定壓力)可以通過改變彈簧的預(yù)緊壓縮量進行調(diào)節(jié)。同一公稱壓力的安全閥,根據(jù)彈簧設(shè)計要求,可以分為多種不同的工作壓力級。 選用安全閥時,應(yīng)根據(jù)所需開啟壓力值確定安全閥的工作壓力級。 2、公稱通徑的確定 安全閥的公稱通徑應(yīng)根據(jù)被保護系統(tǒng)所必需的排放量來確定。所用安全閥的額定排量應(yīng)大于并盡可能接近必需排放量。被保護系統(tǒng)所必需的排放量是指系統(tǒng)發(fā)生異常超壓時為防止過分超壓所必須排除的介質(zhì)量,它是由系統(tǒng)或設(shè)備的工作條件、容量以及可能引起超壓的原因等因素來決定。 3、材質(zhì)的確定 選用安全閥的材質(zhì)應(yīng)考慮介質(zhì)的工作溫度、工作壓力,介質(zhì)性能以及材料的工藝性,經(jīng)濟性等多種因素。一般情況下用戶可根據(jù)生產(chǎn)單位提供的安全閥樣本中列舉的不同型號安全閥的工作溫度、壓力范圍以及代表性使用介質(zhì)的種類進行選用。對材質(zhì)有特殊要求時,可在訂貨時與生產(chǎn)單位協(xié)商解決。 (三)一般安全閥訂貨須知 訂購一般安全閥應(yīng)注明下列各項內(nèi)容: 1)安全閥的型號、公稱通徑、公稱壓力。 2)安全閥的工作壓力級或開啟壓力(整定壓力)值。 3)閥體材質(zhì)及密封面材質(zhì)。 |
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