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安全閥的工作原理及其故障維修與安裝

更新時(shí)間:2016-11-09      瀏覽次數(shù):3197

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安全閥又稱溢流閥是一種安全保護(hù)用閥,它的啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài),當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高,超過(guò)規(guī)定值時(shí)自動(dòng)開啟,通過(guò)向系統(tǒng)外 排放介質(zhì)來(lái)防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值。安全閥屬于自動(dòng)閥類,主 要用于鍋爐、壓力容器和管道上,控制壓力不超過(guò)規(guī)定值,對(duì)人身安全和設(shè)備運(yùn) 行起重要保護(hù)作用。 安全閥是根據(jù)壓力系統(tǒng)的工作壓力自動(dòng)啟閉,一般安裝于封閉系統(tǒng)的設(shè)備或 管路上保護(hù)系統(tǒng)安全。當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)壓力超過(guò)安全閥設(shè)定壓力時(shí),自動(dòng)開啟泄 壓,保證設(shè)備和管道內(nèi)介質(zhì)壓力在設(shè)定壓力之下,保護(hù)設(shè)備和管道正常工作,防止發(fā)生意外,減少損失。

本文將詳細(xì)為您介紹安全閥的分類、工作原理、注意事 項(xiàng)、常見故障、消除方法、安裝與維護(hù)。

 安全閥的分類:
 
安全閥主要有以下幾種分類方法:
(1)按整體結(jié)構(gòu)和加載結(jié)構(gòu)的形式可以分為重錘杠桿式、彈簧式和控制式 
安全閥的工作原理:安全閥是用在受壓設(shè)備、容器或管路上,作為系統(tǒng)超壓保護(hù)裝置。當(dāng)設(shè)備、 容器或管路內(nèi)的壓力升高超過(guò)允許值時(shí),閥門自動(dòng)開啟,繼而全量排放,以防止 設(shè)備、容器或管路內(nèi)的壓力繼續(xù)升高;當(dāng)壓力降低到規(guī)定值時(shí),閥門應(yīng)自動(dòng)及時(shí) 關(guān)閉,從而保護(hù)設(shè)備、容器或管路的安全運(yùn)行。 

安全閥密封、開啟的工作原理:
1.直接作用式
安全閥原理: 這種安全閥是直接依靠介質(zhì)壓力產(chǎn)生的作用力來(lái)克服作用在閥瓣上的機(jī)械 載荷使安全閥開啟的,作用在閥瓣上的機(jī)械載荷主要來(lái)自重錘或彈簧,這種幾乎 是固定的機(jī)械載荷。要想保證安全閥的密封性能,必須閥座密封面和閥瓣密封面 的平整度和表面粗糙度有嚴(yán)格的要求。雖然對(duì)于壓縮彈簧加載的安全閥,可以通 過(guò)調(diào)整彈簧力來(lái)的達(dá)到密封,但密封壓差又有嚴(yán)格要求。 密封壓差是整定壓力和工作壓力之差。密封壓差必須足夠高,以保證足夠的 密封力,從而在裝置正常運(yùn)行時(shí)達(dá)到密封。密封壓差還應(yīng)小于啟閉壓差,以確保 安全閥在高于工作壓力下開啟。 通常推薦的zui小密封壓差為,當(dāng)工作壓力小于等于 7MPa 時(shí)為整定壓力的 10%,但不得小于35kPa;當(dāng)工作壓力小于7MPa 時(shí),為整定壓力7%。對(duì)于金屬 密封的安全閥,如果使用于有毒、腐蝕性、低溫或特別貴重介質(zhì)時(shí),或當(dāng)系統(tǒng)壓 力如在往復(fù)式泵或壓縮機(jī)的出口管道中那樣,為波動(dòng)情況,則可能不得不增加密 此外,用于氣體或蒸汽的安全閥的啟閉壓差可以高于15%;用于液體的安全閥可高于20%,因此,要使安全閥在不低于工作壓力下關(guān)閉的話,密封壓差就必 須相應(yīng)增加。 啟閉壓差是整定壓力與回座壓力之差。從經(jīng)濟(jì)角度,啟閉壓差應(yīng)盡可能小, 以避免不必要的介質(zhì)損失。但從安全閥動(dòng)作的穩(wěn)定性著眼,又希望有較大的啟閉 壓差。因而只有采取折中的辦法。

2.先導(dǎo)式安全閥原理: 先導(dǎo)式安全閥是由一個(gè)主安全閥和一個(gè)先導(dǎo)閥(直接作用式安全閥)組成。 主閥是真正的安全閥,而先導(dǎo)閥是用來(lái)感受受壓系統(tǒng)的壓力并使主閥開啟和關(guān)閉 要保證先導(dǎo)式安全閥的密封性能和其他各項(xiàng)性能指標(biāo),不但對(duì)主閥的閥座密 封面和閥瓣密封面的平整度和表面粗糙度亦有嚴(yán)格的要求,同時(shí)對(duì)壓縮彈簧的幾 何尺寸、材料、熱處理也有嚴(yán)格的要求。這樣才能滿足密封比壓的要求。 要保持主閥的關(guān)閉力,以及操縱主閥和先導(dǎo)閥,能量可能來(lái)自系統(tǒng)介質(zhì)、一 個(gè)外部的能源,或者來(lái)自這兩者。當(dāng)系統(tǒng)壓力考試超過(guò)一個(gè)整定的極限值時(shí),先 導(dǎo)閥或者通過(guò)除去或減少關(guān)閉力而讓系統(tǒng)介質(zhì)迫使主閥開啟;或者產(chǎn)生一個(gè)力來(lái) 使主閥開啟。當(dāng)系統(tǒng)壓力降低以后,先導(dǎo)閥再重新產(chǎn)生關(guān)閉力,或者將開啟力消 除。按照這樣的開啟和關(guān)閉模式,能夠在安全閥開啟之前保持一個(gè)大的關(guān)閉力。 因此,先導(dǎo)式安全閥甚在運(yùn)行壓力接近整定壓力的情況下也能保持高度的 密封性能。先導(dǎo)式安全閥在即將開啟之前關(guān)閉力的大小可能是不受限制的,但對(duì) 于某些結(jié)構(gòu)的先導(dǎo)式安全閥也可能是通過(guò)選擇加以限制的。

所謂關(guān)閉力是有限的,指的是一旦先導(dǎo)閥失效時(shí),系統(tǒng)壓力能夠在允許的 超過(guò)壓力范圍內(nèi)使主閥開啟。對(duì)于關(guān)閉有限的先導(dǎo)式安全閥,其安裝要求通常不 像具有無(wú)限關(guān)閉力的先導(dǎo)式安全閥那樣嚴(yán)格。操作介質(zhì)的獲得,從容易得到的觀 點(diǎn)出發(fā),zui可靠的莫過(guò)于系統(tǒng)介質(zhì)本身了。 但是,先導(dǎo)閥卻必須設(shè)計(jì)成能適應(yīng) 于處在操作條件下的該種介質(zhì)。 主安全閥的工作原理:主閥可以設(shè)計(jì)成隨其先導(dǎo)閥被供給能量或失去能量而 開啟的兩種形式。若采用供能開啟原理。當(dāng)萬(wàn)一發(fā)生事故使先導(dǎo)閥失去能量時(shí), 將使主閥保持關(guān)閉。因此,在這種場(chǎng)合采用系統(tǒng)介質(zhì)作為操作介質(zhì)是zui安全的。 不過(guò),某些規(guī)范也允許采用外部操作介質(zhì)。只要這些操作介質(zhì)系由幾個(gè)獨(dú)立的能 源供給,或者只要先導(dǎo)安全閥載荷是有限的,若采用失能開啟原理,依先導(dǎo)式安 全閥設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不同,先導(dǎo)閥失能將使主閥在低于或等于整定壓力時(shí)自動(dòng)開啟。于 是,在這種情況下,主閥的失效保護(hù)操作將不受操作介質(zhì)的影響

先導(dǎo)安全閥的工作原理:先導(dǎo)閥可以設(shè)計(jì)成隨著它被供給能量或失去能量而 使主閥開啟(排放)的兩種形式。若采用供能釋放原理,當(dāng)萬(wàn)一發(fā)生事故而失去 能量時(shí),將使主閥保持關(guān)閉。因此,在這種場(chǎng)合使用的先導(dǎo)式安全閥采用系統(tǒng)介 質(zhì)作為操作介質(zhì)是zui安全的。不過(guò),某些規(guī)范也允許采用外部操作介質(zhì),只要這 些操作介質(zhì)系由幾個(gè)獨(dú)立的能源供給,或者只要先導(dǎo)式安全閥的載荷是有限的。 若采用失能釋放原理,失能將使主閥開啟。于是在這種情況下,先導(dǎo)閥的失效保 護(hù)操作將不受操作介質(zhì)的影響。

安全閥設(shè)置的四大要點(diǎn)及注意事項(xiàng):
設(shè)置
安全閥時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn): (1)容器內(nèi)有氣、液兩相物料時(shí)安全閥應(yīng)裝在氣相部分。 (2)安全閥用于泄放可燃液體時(shí),安全閥的出口應(yīng)與事故貯罐相連。當(dāng)泄放 的物料是高溫可燃物時(shí),其接收容器應(yīng)有相應(yīng)的防護(hù)設(shè)施。 (3)一般安全閥可就地放空,放空口應(yīng)高出操作人員1 米(m)以上且不應(yīng) 朝向 15 米(m)以內(nèi)的明火地點(diǎn)、散發(fā)火花地點(diǎn)及高溫設(shè)備。室內(nèi)設(shè)備、容器 的安全閥放空口應(yīng)引出房頂,并高出房頂2 米(m)以上。 (4)當(dāng)安全閥入口有隔斷閥時(shí),隔斷閥應(yīng)處于常開狀態(tài),并要加以鉛封, 以免出錯(cuò)。 安全閥常見故障及消除方法: 安全閥安裝后,由于使用不當(dāng),往往會(huì)造成許多故障。這些故障如果得不到 及時(shí)排除就會(huì)影響安全閥的作用和使用壽命。

常見故障主要有: (1)排放后閥瓣不回座: 這主要是彈簧彎曲閥桿、閥瓣安裝位置不正或被卡住造成的。應(yīng)重新裝配。 (2)泄漏 在設(shè)備正常工作壓力下,閥瓣與閥座密封面之間發(fā)生超過(guò)允許程度的滲漏。 其原因有:閥瓣與閥座密封面之間有臟物??墒褂锰嵘馐謱㈤y開啟幾次,把臟 物沖去;密封面損傷。應(yīng)根據(jù)損傷程度,采用研磨或車削后研磨的方法加以修復(fù); 閥桿彎曲、傾斜或杠桿與支點(diǎn)偏斜,使閥芯與閥瓣錯(cuò)位。應(yīng)重新裝配或更換;彈 簧彈性降低或失去彈性。應(yīng)采取更換彈簧、重新調(diào)整開啟壓力等措施。 (3)到規(guī)定壓力時(shí)不開啟: 造成這種情況的原因是定壓不準(zhǔn)。應(yīng)重新調(diào)整彈簧的壓縮量或重錘的位置; 閥瓣與閥座粘住。應(yīng)定期對(duì)安全閥作手動(dòng)放氣或放水試驗(yàn);杠桿式安全閥的杠桿 被卡住或重錘被移動(dòng)。應(yīng)重新調(diào)整重錘位置并使杠桿運(yùn)動(dòng)自如。 (4)排氣后壓力繼續(xù)上升: 這主要是因?yàn)檫x用的安全閥排量小平設(shè)備的安全泄放量,應(yīng)重新選用合適的 安全閥;閥桿中線不正或彈簧生銹,使閥瓣不能開到應(yīng)有的高度,應(yīng)重新裝配閥 桿或更換彈簧;排氣管截有不夠,應(yīng)采取符合安全排放面積的排氣管。 主要是由于彈簧剛度太大。應(yīng)改用剛度適當(dāng)?shù)膹椈?;調(diào)節(jié)圈調(diào)整不當(dāng),使回座壓力過(guò)高。應(yīng)重新調(diào)整調(diào)節(jié)圈位置;排放管道阻力過(guò)大,造成過(guò)大的排放背壓。 應(yīng)減小排放管道阻力。 (6)不到規(guī)定壓力開啟: 主要是定壓不準(zhǔn);彈簧老化彈力下降。應(yīng)適當(dāng)旋緊調(diào)整螺桿或更換彈簧。 

安全閥的安裝和維護(hù): 安全閥是一種安全保護(hù)用閥,它的啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài),當(dāng)設(shè) 備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高,超過(guò)規(guī)定值時(shí)自動(dòng)開啟,通過(guò)向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來(lái) 防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值。安全閥屬于自動(dòng)閥類,主要用于鍋爐、 壓力容器和管道上,控制壓力不超過(guò)規(guī)定值,對(duì)人身安全和設(shè)備運(yùn)行起重要保護(hù) 作用。 按安全閥閥瓣開啟高度可分為微啟式安全閥和全啟式安全閥,微啟式安全閥 的開啟行程高度為:0.05d0(zui小排放喉部口徑);全啟式安全閥開啟高度為 0.25d0(zui小排放喉部口徑)。 

安全閥按結(jié)構(gòu)形式來(lái)分,要分為垂錘式、杠桿式、彈簧式和先導(dǎo)式(脈沖式); 按閥體構(gòu)造來(lái)分,可分為封閉式和不封閉式兩種。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地點(diǎn),一般用在有毒和腐蝕性介質(zhì)中。對(duì)于空氣 和蒸汽用安全閥,多采用不封閉式安全閥。對(duì)于安全閥產(chǎn)品的選用,應(yīng)按實(shí)際密 封壓力來(lái)確定。對(duì)于彈簧式安全閥,在一種公稱壓力(PN)范圍內(nèi),具有幾種工作 壓力級(jí)的彈簧,訂貨時(shí)除注明安全閥型號(hào)、名稱、介質(zhì)和溫度外,尚應(yīng)注明閥體 密封壓力,否則按zui大密封壓力供貨。 

安全閥的安裝和維護(hù)應(yīng)注意以下事項(xiàng): 1.各種安全閥都應(yīng)垂直安裝。 2.安全閥出口處應(yīng)無(wú)阻力,避免產(chǎn)生受壓現(xiàn)象。 3.安全閥在安裝前應(yīng)專門測(cè)試,并檢查其官密封性。 4.對(duì)使用中的安全閥應(yīng)作定期檢查。

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