安全生产_炼油厂化工车间安全阀知识培训讲义

第一章安全阀基础知识 安全阀是用在压力容器以及受压设备管道上作为超压保护装置的一种自动阀门 当系统压力升高超过规定值时 阀门自动开启 继而全量排放 把过剩的介质排到低压系统或大气中去 当介质压力降低到规定值时 阀门又能自动关闭 阻止介质的继续流出 从而保护了系统或设备的安全运行 安全阀广泛用于化工厂及炼油厂的反应设备与压力容器 冶金矿山采掘工业设备 电站锅炉 核反应堆装置 船舶输油管系统以及其他一些特殊场合 1 1 安全阀的概念及用途 1 2 安全阀常用术语 1 整定压力 或者开启压力 Ps安全阀阀瓣在运行条件下开始升起时的进口压力 在该压力下 开始有可测量的开启高度 介质呈可由视觉或者听觉感知的连续排出状态 2 整定压力偏差 Ps安全阀多次开启 其整定压力的最大偏差值 3 冷态试验差压力Pcd安全阀在试验装置 台 上调整到开始开启时进口处的静压力 该压力包含了对于背压力和温度的修正值 1 2 安全阀常用术语 4 排放压力Pd阀瓣达到规定开启高度时的进口压力 排放压力的上限需要服从有关标准或者规范的规定 5 额定排放压力Pdr有关标准或者规范规定的排放压力上限值 6 超过压力 Po排放压力与整定压力之差 通常用整定压力的百分数来表示 1 2 安全阀常用术语 7 回座压力Pr安全阀排放后阀瓣重新与阀座接触时 也即开启高度变为零时的进口压力 8 启闭压差 Pbl整定压力与回座压力之差 通常用整定压力的百分数来表示 只有当压力很低时才用MPa表示 9 背压力Pb安全阀排放出口处压力 它是排放背压力和附加背压力的总和 10 排放背压力Pbd由于介质通过安全阀流入排放系统而在阀出口处形成的压力 1 2 安全阀常用术语 11 附加背压力Pbs安全阀动作前在阀出口处存在的压力 是由其他压力源在排放系统中引起的 12 密封试验压力Pt进行密封试验时的进口压力 在该压力下测量通过阀瓣与阀座密封面间的泄漏率 13 开启高度h阀瓣离开关闭位置的实际升程 1 2 安全阀常用术语 14 流道面积 喉部面积 A指安全阀进口端到阀瓣与阀座密封面间流道的最小截面积 用来计算无任何阻力影响时的理论排量 15 流道直径 喉径 d 对应于流道面积的直径 16 提升装置 板手 是手动开启安全阀的装置 它利用外力来降低使安全阀保持关闭的弹簧载荷 1 2 安全阀常用术语 17 理论排量Wt是流道截面积与安全阀流道面积相等的理论喷管的计算排量 18 排量系数Kd实际排量与理论排量的比值 19 额定排量系数Kdr排量系数与减低系数 取0 9 的乘积 1 2 安全阀常用术语 20 额定排量Wr实际排量中允许作为安全阀使用基准的那一部份 即按下列a b或c计算的值 a实际排量 减低系数 取0 9 b理论排量 排量系数 减低系数 取0 9 c理论排量 额定排量系数 21 频跳安全阀阀瓣迅速异常地来回运动 在运动中阀瓣接触阀座 1 2 安全阀常用术语 22 颤振安全阀阀瓣迅速异常地来回运动 在运动中阀瓣不接触阀座 23 卡阻安全阀阀瓣在开启或者关闭中产生的卡涩现象 24 公称通径DN用于标示通径的数字 通用于一个管道系统中的所有部件 是一个用作参考的整数 通常仅与制造尺寸大致相符 1 2 安全阀常用术语 22 颤振安全阀阀瓣迅速异常地来回运动 在运动中阀瓣不接触阀座 23 卡阻安全阀阀瓣在开启或者关闭中产生的卡涩现象 24 公称通径DN用于标示通径的数字 通用于一个管道系统中的所有部件 是一个用作参考的整数 通常仅与制造尺寸大致相符 25 公称压力 压力级 PN公称压力是一个用数字表示的与压力有关的标示代号 是一个用作参考的整数 1 3 安全阀的作用原理 以弹簧式安全阀为例 见右图 当系统处于正常工作状态时 作用在阀瓣上的弹簧力同介质作用力以及阀瓣阀座之间密封力相平衡 系统压力升高 密封力随之减小 当系统压力升高至规定值时 密封力减少到零 阀瓣随即开启 如系统压力继续上升到一定值时 阀瓣全部开启排除额定排量 此时系统中的介质压力逐渐降低 当系统中压力降低到工作压力或稍低于工作压力时 阀瓣重又关闭 保持密封 1 4 安全阀的动作过程 以应用最广泛的弹簧式安全阀为例 1 密封过程安全阀在正常工作情况下是处于密封状态 此时阀瓣上所受的弹簧力大于或等于介质静压力和阀瓣与阀座之间密封力之和 也就是说弹簧力与介质静压力的差值大于或等于阀座与阀瓣密封面之间的相互压紧力 从而保证了阀门的密封性 2 前泄过程在安全阀开启以前的泄露称为前泄 系统由于意外情况出现超压 随着介质压力的升高 阀瓣密封面上的密封力和比压力随之减小 当弹簧力与介质静压力的差值小于密封力时 就破坏了原先的密封状态 开始泄露 1 4 安全阀的动作过程 3 开启和排放过程随着介质压力的升高 阀瓣与阀座之间的密封力趋于零 此时介质力大于弹簧作用力 阀瓣上升介质连续排除 并有一可测得开启高度 该过程称开启过程 当介质压力继续身高 达到设备容许超过的最高压力 阀瓣全开 在额定开启高度排放额定排量 该过程称排放过程 4 回座过程安全阀开启后排除多余介质 使系统内介质压力降下来 当弹簧作用力与介质力的差值大于密封力时 阀瓣关闭 介质停止排除 此过程称回座过程 安全阀又恢复正常工作状态 1 5 安全阀的结构 安全阀的基本结构形式有重锤式 弹簧式 和先导式三大类 1 重锤式安全阀一种直接用机械载荷如重锤 杠杆加重锤或者弹簧来克服由阀瓣下介质压力所产生作用力的安全阀 右边为其结构图 1 4 安全阀的动作过程 重锤式安全阀是最初的也是结构最简单的 施加载荷力的重锤是直接作用在阀瓣上 当介质力与重锤力平衡时 阀开始开启 当重锤力大于介质力时阀关闭 这种阀结构简单 制造方便 成本低等优点 至今仍广泛应用于低压而对动作特性要求不高的场合 最简单的例子就是日常生活中大家见到的高压锅的安全阀 1 4 安全阀的动作过程 重锤式安全阀的缺点是对振动较敏感 为此不适宜运动系统 而且其载荷力不随开启高度的变化而变化 回座性差 随着介质工作压力和阀门通径的提高 重锤的重量将成倍增加 为此 重锤的加载位置从阀瓣中心过渡到在杠杆上加载的杠杆重锤式安全阀 结构图如右图 1 4 安全阀的动作过程 这类阀门同样具有结构简单 制造方便 成本低等优点 但由于其加载方式是通过杠杆作为力臂作用于阀瓣上 因而载荷力沿阀瓣圆周方向上各点的受力不均匀 尤其当重锤重量超过某一限度时 这种不对称的受力情况越加严重 造成阀门变形 而影响密封性能 因而杠杆式安全阀的载荷一般不超过750公斤力 重锤的重量一般不超过75公斤 现在 在高压 大容量 振动场合已逐步被弹簧式安全阀所代替 1 4 安全阀的动作过程 2 弹簧式安全阀弹簧式安全阀是利用弹簧力加载于阀瓣 众所周知 弹簧式一种载荷力能随压缩量变化而改变的弹性元件 当阀门处于工作状态时 弹簧预紧力大于介质作用力 保证了阀门的密封 而当介质压力上升到一定程度时又能克服弹簧力把阀门迅速打开 而且弹簧载荷力随阀瓣升程增大而增加 因而当介质力下降到某一限度时 增加的载荷力又能促使阀瓣迅速关闭 这与安全阀的基本要求正好吻合 所以弹簧式安全阀是应用最广泛的 1 4 安全阀的动作过程 弹簧式安全阀的结构形式繁多 分类方式也各不相同 一般而言大体可按二种基本方式分类 按作用方式分为直接作用式安全阀和间接作用式安全阀直接作用式安全阀的阀瓣是在工作介质压力的直接作用下动作 是一种 有限载荷式 安全阀 结构图如右边 1 4 安全阀的动作过程 这种安全阀作用在阀瓣上使阀门保持关闭的力是一个由弹簧压缩力产生的 有限的力 随着介质压力的升高使阀门关闭的力减少 也就是使阀门倾向于开启 因此该类安全阀最主要的优点是结构简单 紧凑 动作迅速 可靠性好 但由于密封处的压力取决于阀的开启压力与系统正常运行压力的差值 这是一个不大的值 为此要达到良好的密封较为困难 特别在高温高压场合 为了保证密封性可通过选配适当的密封材料 采用特殊的结构形式 进行精密的加工和装配来弥补 1 4 安全阀的动作过程 间接作用式弹簧安全阀 它通常是由主阀和导阀组成 也称先导式安全阀 又称脉冲式安全阀 导阀本身是一个弹簧安全阀 结构图如右边 1 4 安全阀的动作过程 当系统超高时 先是导阀动作而主阀则是借助于导阀所排出的介质在主阀活塞上胫所形成的介质力作用下而动作 为此主阀口径的大小不受弹簧加工的限制 另外根据其工作特点可以设计成依靠介质自身压力达到密封效果的 自密封型 故其具有良好的密封性 同时由于导阀口径小 变动背后对其动作影响程度也相应改少 但由于它是由主阀和导阀组成 因此结构复杂 加工成本高 安装尺寸大 且可靠性差 另外动作还有延迟现象 因此比较适合用于高压 大流量或有变动背压等场合 1 4 安全阀的动作过程 按阀瓣开启高度分微启式和全启式两种微启式弹簧安全阀 其阀瓣开启高度为阀座喉部直径的1 40 1 20 微启式安全阀动作的主要特点是阀瓣在开启和回座过程中无突开和突关动作 它的动作特性是阀瓣开启高度随进口介质压力的增加而增大 属于比例作用式安全阀 其优点是被保护系统的压力不会因为安全阀的开启和关闭动作而引起剧烈的波动 因而微启式安全阀适用于液体介质系统 结构图与动作曲线图如下 1 4 安全阀的动作过程 1 4 安全阀的动作过程 全启式安全阀 其阀瓣开启高度应等于或大于阀座喉部直径的1 4 其动作曲线见下图所示 为突开作用式即在压力升高不多的情况下阀瓣突然急速开启排放介质 具有动作敏捷 排量大 回座迅速等优点 广泛应用于气体及蒸汽介质的系统和设备上 1 4 安全阀的动作过程 3 先导式安全阀这是一种依靠从导阀排除的介质来驱动和控制主阀的安全阀 其导阀可以是一个口径较小的弹簧式安全阀 也可以是依靠外加能源的电磁阀或控制阀 结构图如下 1 4 安全阀的动作过程 这种安全阀的优点是主阀压紧阀瓣的力随介质压力的增加而增大 故关闭状态的密封性号 而且当主阀阀瓣发生粘着 烧结或冻结时对工作的影响比弹簧式安全阀要小 其缺点是由于受主阀 导阀以及辅助控制系统的影响可靠性差 为了提高可靠性需要采取双重或多重控制管路 增加结构复杂性 从流量角度考虑还要增加其设置的个数 为此耗资大 因此先导式安全阀仅适用于大口径 高压 启闭压差小 密封性要求高或变动背压幅度大的场合 第二章安全阀的选用 安全阀动作的可靠性直接关系到设备和人身安全 而安全阀能否正常工作 以及其性能的好坏 不仅同它的设计 制造油罐 并且同选用安全阀是否得当有着直接的关系 如果不是按照被保护设备的工作条件正确的选用安全阀 安全阀的性能就得不到正确发挥 甚至会丧失安全保护作用 选用安全阀主要涉及两个方面的问题 一方面是被保护设备或系统的工作条件 例如工作压力 允许超压限度 发生超压的可能原因 防止过分超压必须的排放量 也称安全泄放量 工作介质的状态 性质 工作温度等 另一方面则是安全阀的类型 技术参数 动作特性 排放能力 结构材料等 总体来说我们对安全阀的基本要求是 一 足够的排量 在达到最高允许压力时 安全阀应能可靠地开启到额定升高 并稳定无振荡地排放规定的工作介质 二 足够的灵敏度 在系统压力达到开启压力时 安全阀应无阻碍地迅速开启 三 及时关阀 安全阀在压力稍低于工作压力时应及时关闭 四 良好的密封性 在关闭状态 安全阀应在密封试验压力下保证必须的密封性 2 1 如何选择安全阀类型 安全阀的种类颇多 其分类方法不一而足 下面列举几种主要的分类方法并说明各类安全阀各自的特点 这些不同特点正式选取安全阀类型的依据 2 1 如何选择安全阀类型 1 按作用原理分 直接作用式安全阀 这类安全阀是在工作介质的直接作用下开启的 即依靠工作介质压力产生的作用力来克服弹簧或重锤等加于阀瓣的机械载荷 使阀门开启 它具有结构简单 动作迅速 可靠性好等优点 但因为依靠机械加载 其载荷大小受到限制 因而不能用于很高压力和很大口径的场合 另外 当被保护系统正常运行时 这类安全阀关闭件 阀瓣及阀座 密封面上的比压力决定于阀门开启压力 即鉴定压力 同系统正常运行压力之差 是一个不大的值 所以要达到良好的密封就比较困难 特别是当阀瓣与阀座均为金属密封面的情形更是如此 这时为了保证密封往往需要采取特殊的结构形式和进行极精细的加工和装配 2 1 如何选择安全阀类型 在直接作用式安全阀中还有一类特殊的形式 即带动力辅助装置的安全阀 在这种安全阀中 借助于一个动力辅助装置 气力的 电磁力的等等 可以在低于正常开启压力的情况下强制使阀门开启 如果辅助装置失灵 阀门仍能如直接作用式安全阀一样动作 这种安全阀适用于需要开启压力很接近于工作压力的情形 需要定期开启开启安全阀以进行检查或吹除粘着 冻结的介质的情形 同时 也为工作人员提供了一种在紧急情况下强制开启安全阀的手段 2 1 如何选择安全阀类型 非直接作用式安全阀 这类安全阀不是或不完全是在工作介质的直接作用下开启的 他们又可以区分为以下两种主要形式 a先导式安全阀 又称脉冲式安全阀 这种安全阀包括主阀和导阀两个主要部分 主阀依靠从导阀排除介质来驱动或控制 导阀本身是一个直接作用式安全阀 有时也采用其它形式的阀门例如电磁阀来作为导阀 或者把它同直接作用式导阀并用 即对同一主阀设置多重导阀控制管路 以提高先导式安全阀的可靠性 2 1 如何选择安全阀类型 先导式安全阀特别适用于高压 大口径的场合 这时制造依靠弹簧之类加载的直接作用式安全阀已很困难 先导式安全阀的主阀还可以设计成依靠工作介质压力来密封的形式 或者可以对阀瓣施加比直接作用式安全阀大得多的机械载荷 因而具有良好的密封性能 同时它的动作可以较少受背压 即阀出口压力 变化的影响 由于上述这些原因 先导式安全阀同直接作用式安全阀一样得到广泛的应用 这种安全阀的缺点在于它的可靠性同主阀和导阀两者有关 而且结构比较复杂 为了提高可靠性 往往需要采用多重导阀控制管路 这就更增加其结构的复杂性 2 1 如何选择安全阀类型 b 带补充载荷的安全阀 这种安全阀除依靠弹簧之类机械方式加载而外 在其进口压力达到开启压力之前还始终保持有一个由外部能源提供 用来增强密封的补充载荷 该补充载荷在达到开启压力时应可靠地释放掉 采用这种结构形式是为了提高安全阀的密封性 但如果补充载荷不能及时释放掉 就会反过来阻碍安全阀的正常开启 因而在中国阀门行业标准CVA17 1 83 安全阀的一般要求 中 对补充载荷的大小作了限定 指出 其大小应是这样设定的 即假定该补充载荷未释放时 安全阀仍能在进口处压力不超过国家法规规定的开启压力百分数的前提下达到额定排量 这样 就在实际上把补充载荷的值限制在很小的范围内 2 1 如何选择安全阀类型 2 按动作特性分 比例作用式安全阀 这类安全阀的开启高度系随压力超过整定值的升高而逐渐变化 即具有开高同超过整定压力的压力升高值大体成比例的特点 它主要用于液体介质的场合 因为其开启和关闭过程比较平稳 不致引起被保护系统内液体压力发生很大波动 这种安全阀也适用于紧急状况时系统的必须排量不是固定值的情形 因为其开启高度可以在一定范围内随系统排量和压力的变化而变化 2 1 如何选择安全阀类型 两段作用式安全阀 也称突开动作式安全阀 这种安全阀的开启过程分为两个阶段 其前一阶段 阀瓣是随压力的升高而比例开启的 而在压力升高一个不大的数值之后 阀瓣的开启即进入第二阶段 就是在压力几乎不变的情况下急速地开启到规定的开启高度 这种安全阀适用于气体介质的情形 气体介质在排放时伴随着很大的体积膨胀 所以一般需要有一个突然急速开启的过程来保证在压力升高不多的情况下迅速地释放介质 而对于液体介质来说 安全阀突然迅速地开启和关闭的动作却会引起系统内压力很大的波动 甚至造成水击 所以这种安全阀不适用于液体介质的场合 2 1 如何选择安全阀类型 3 按开启高度分 微启式安全阀 我国生产的微启式安全阀主要有开启高度大于等于1 40流道直径 即阀座喉径 和大于等于1 20流道直径的两种 微启式安全阀其动作特性是比例作用式的 全启式安全阀 其开启高度大于等于1 4流道直径 这种安全阀动作特性属于两段作用式 中启式安全阀 开启高度介于微启式与全启式之间 即可作成两段作用式 也可做成比例作用式 2 1 如何选择安全阀类型 4 按有无背压平衡机构分 背压平衡式安全阀 在这种安全阀中设置了诸如波纹管 活塞或者膜片之类平衡背压作用的原件 这些原件的有效直径等于阀门关闭件密封面平均直径 因此在阀门开启之前背压 即附加背压或静背压 对阀瓣上下两侧的作用力互相平衡 故附加背压的变化不会影响到开启压力的大小 当附加背压不是固定值且变化量 相对于开启压力而言 比较大时 必须采用背压平衡式安全阀 一般资料推荐采用背压平衡式安全阀的界限是在当附加背压的变化量超过开启压力的10 时 但由于在有关安全阀的标准中对开启压力的允许偏差作了规定 所以实际上应按照对开启压力的精确度要求来确定采用背压平衡式安全阀的界限 2 1 如何选择安全阀类型 应当指出 背压平衡式安全阀虽然能够克服阀门开启之前背压变化对开启压力的影响 但却无法完全消除背压变化对阀门开启后动作性能 如排放压力 回座压力 的影响 因为一旦阀门打开以后 背压的分布情况就改变了 背压作用于阀瓣的合力不再为零 如果背压变化 其对阀瓣的合力也随之变化 这就不可避免地会对排放压力 回座压力等动作特性带来影响 2 1 如何选择安全阀类型 常规式安全阀 常规式安全阀是相对于背压平衡式安全阀来说的 它不带有平衡背压作用的原件 适用于背压为大气压 背压为固定值 或者背压相对于开启压力而言其变化量不大的场合 2 1 如何选择安全阀类型 5 按加于阀瓣的载荷形式分 重锤式安全阀及杠杆重锤式安全阀 重锤式安全阀系利用重锤直接加载于阀瓣 最早的安全阀就是这种形式 由于重锤加载的数值很有限 这种安全阀目前在工业中几乎不再被采用 在杠杆重锤式安全阀中 重锤通过杠杆加载于阀瓣 这种安全阀曾经广泛应用于发电厂 石油和化学工业等领域 其特点是载荷不随开启高度变化 而且可以十分精确地加载 但其加载方式决定了其载荷值不可能很大 一般小于750公斤力 而且不适合移动和振动的场合 2 1 如何选择安全阀类型 弹簧式安全阀 它利用弹簧来加载于阀瓣 弹簧式安全阀具有结构简单 体积小 载荷范围大 对振动不敏感等优点 但其载荷随阀瓣的开启而增加 所以早期的弹簧安全阀达不到较大的开启高度 为了克服上述缺点 人们从两个方面来改进阀门结构 增大介质对阀的作用了 一是增大承受介质静压力和冲击作用的阀瓣有效面积 二是通过反冲机构改变喷出介质的流向 利用介质动量的变化来获得巨大的阀瓣升辫 现代全启式安全阀正式综合利用了上述两种原理从而达到了和高的开启高度和很大的排放能力 这样就使弹簧式安全阀的应用越来越广泛 在很多领域中逐步取代了杠杆重锤式安全阀 第三章安全阀的安装 安全阀安装的正确与否 关系着安全阀能否正常工作并发挥其应起的作用 同时也是直接影响到安全阀的动作性能 密封性以及排量等性能指标 3 1 安全阀的安装位置 在选择安全阀在被保护系统或设备上的安装位置时 应注意下列问题 1 安全阀应垂直安装在被保护系统或设备中对压力反应最敏感的部位 如压力容器的顶部 过热蒸汽的主管道等 2 当被保护系统的压力源是一种具有脉动的装置 如空气压缩机 而且该压力的脉动上限又与安全阀的开启压力十分接近时 则安全阀应安装在离压力源或稳压器适当距离的地方以防止安全阀产生不正常的频跳现象 3 安全阀应安装在操作及维修人员便于拆装及进行定期检查与维修的场所 3 2 安全阀进口端管道的装设 装设安全阀进口管道时应注意的事项有 1 安全阀最好应直接垂直安装在被保护系统的容器或管道的接头上 而不希望另设进口管 2 在必须装设进口管段的场合 其进口管段的内径应大于安全阀的进口通径 3 为减少管道的流动阻力 以防止阀门振荡和排量不足进口管道的长度应尽可能段 一般情况下进口管段的流动阻力应小于阀门开启压力的3 或不超过启闭压差的50 4 装设进口管段时 应考虑安全阀排放时反作用力对容器接头所产生的力矩 3 3 安全阀排放管道的装设 装设安全阀排放管道应注意下列事项 1 排放管的内径应大于安全阀排出口的通径 2 排放管的流动阻力降一般应小于阀门开启压力的10 以避免造成过高的背压 影响阀门动作 3 排放管应加设适当的支撑以防止管道应力 指安装应力和热应力 附加到安全阀上 影响阀门性能 4 原则上一个安全阀单独适用一根排放管较好 分两个以上安全阀共用一根集合管时 集合管要有足够的排放面积 在排放管导入集合管处 流向的转折应尽可能小 5 排放管应开设适当的排泄孔以防止雨雪 冷凝液等极具在排放管内 安全阀的进出口管道一般不允许设置截断阀 在必须设置截断阀时 应当加铅封并且保证锁定在全开状态 截断阀的压力等级应当与安全阀进出口管道的压力等级一致 截断阀进出口的公称直径不小于安全阀的进出口法兰的公称直径 截断阀一般应当选用闸阀 阀杆应当水平安装 以避免阀杆和阀板连接的销钉因为腐蚀而断裂后使阀板下滑 第四章安全阀的主要性能指标 1 密封试验压力 进行密封试验时的进口压力称密封试验压力 在该压力下所测量得通过关闭件密封面的泄漏率应符合有关标准规定 密封性能是衡量安全阀质量的重要指标之一 选用时通常取被保护系统的最高工作压力等于安全阀密封压力 对蒸汽用安全阀的密封试验压力为90 开启压力或回座压力 取二者中较小值 空气或其它气体用以及水或其它液体用安全阀的密封试验压力 当开启压力小于0 3MPa时 比开启压力低0 03MPa 当开启压力大于等于0 3MPa时为90 开启压力 第四章安全阀的主要性能指标 2 开放压力 或整定压力 安全阀瓣在运行条件下开始升起时的进口压力称开启压力 在该压力下 开始有可测量的开启高度 介质呈可由视觉或听觉感知的连续排除状态 为了保证被保护系统的安全运行 安全阀必须有稳定的开启压力 对用于压力容器和管道用安全阀 当开启压力小于0 5MPa时为 0 014MPa 当开启压力大于等于0 5MPa时为 3 开启压力 对用于蒸汽锅炉用安全阀 当开启压力小于0 5MPa时为 0 014MPa 当开启压力为0 5 2 3MPa时为 3 开启压力 当开启压力大于2 3 7 0MPa时为 0 07MPa 当开启压力大于7 0MPa时为 1 开启压力 第四章安全阀的主要性能指标 3 排放压力 阀瓣达到规定开启高度时的进口压力称排放压力 根据使用于不同介质的安全阀排放压力值作如下规定 对蒸汽用安全阀的排放压力应小于等于开启压力的1 03倍 对空气或其它气体用安全阀的排放压力应小于等于开启压力的1 10倍 对水或其它液体用安全阀的排放压力应小于等于开启压力的1 20倍 第四章安全阀的主要性能指标 4 回座压力 安全阀排放后阀瓣重新与阀座接触 即开启高度变为零时的进口压力 一般情况下希望安全阀的回座压力金力量接近并略低于被保护系统的工作压力 回座压力过低 排放时系统能源损失大 而且从回座工况过度到正常工作 工况又需消耗部分能源 这显然是不经济的 但若回座压力等于或超过安全阀密封压力时 又容易产生回座后的泄漏 当回座压力接近或超过阀的开启压力时 甚至会产生有害的频跳现象 因此对安全阀的回座压力值在CVA 中国阀门行业标准 标准中也作了相应的规定 由于回座压力是相对开启压力而言 故一般又是以启闭差值作为衡量安全阀回座压力的指标 第四章安全阀的主要性能指标 5 开启高度开启高度指安全阀阀瓣离开关闭位置的实际行程 是用于衡量安全阀性能的主要指标 对微启式安全阀 开启高度越高 其实际排放面积越大 因而排量也越大 对全启式安全阀 虽然其最大排放面积受阀座喉部截面积限制 实际上当开启高度进一步增大时 由于阀座及阀座口通流部分流动阻力减小 故排量仍有所增加 CVA 中国阀门行业标准 规定 当介质压力上升到标准所规定的排放压力上限值以前 开启高度应达到设计规定值 对于全启式安全阀开启高度的偏差为平均值的 5 规定安全阀开启高度偏差的目的主要在于保证阀门的排量精度 第四章安全阀的主要性能指标 6 排量及排量系数 安全阀排量有理论排量和实际排量 通常把一种流通截面积与安全阀流道面积相等的理想喷管的计算排量当作安全阀的理论排量 而实际排量则是指安全阀实测的排量 相同压力下实际排量与理论排量之比称排量系数 同时又把实际排量中允许作为安全阀使用基准的排量称为额定排量 由此可见 安全阀的排量系数实际上介质通道的阻力系数 它取决于阀门的结构 通流部分的形状 尺寸比例以及阀座内表壁的粗糙度而与介质的性质和参数无关 通常安全阀的排量系数可以根据安全阀的临界压力比 使安全阀在规定开启高度下 用低压稳流空气进行测量 第四章安全阀的主要性能指标 第五章安全阀的保管 维护和保养 保管是指安全阀从制造厂出厂 搬运 存放直到安装使用之前的维护保养 如果搬运和存放欠妥会对阀门的性能带来有害影响 甚至使其遭受损伤 正确的保管应做到 1 安全阀应装箱运输 箱内应加以适当的固定 搬运中要避免剧烈的振动 2 对入库的安全阀要进行库存前检查 若发现进出口保护塞子铅封脱落 应将进出口及时擦洗干净后用塞子将其杜塞并重新进行铅封 3 安全阀应数值存放在干燥的室内 并防止遭受破坏 零件的加工表面应涂以防锈剂 带螺纹的接头应全部用纸包裹并将孔口封住 5 1 安全阀的保管与存放 4 对存放在库内的安全阀 应将其调整螺杆旋松 即阀门不处于整定状态 使阀瓣处于卸荷状态 以保护密封面不致损坏 进出口以及通气孔应当用堵盖封住 环境温度5 40 离热辐射源不小于1M 环境气氛中不应当含有能够引起安全阀腐蚀的有害气体 5 作为备件的弹簧 长期库存时 建议保存在干燥的室内并用纸包裹 竖直放置架上或箱内 弹簧表面应涂油以防锈蚀 5 1 安全阀的保管与存放 1 安全阀在安装使用前 应在试验台上调整到规定的压力 并检查关闭件以及可拆卸连接处的密封性 调整和检查好的安全阀应进行密封 2 对使用中的安全阀应作定期检查 应特别注意阀座和阀瓣密封面以及弹簧的状况 并注意观察调整螺杆及调节圈螺钉的锁紧螺母是否松动 若发现问题应及时采取适当措施 5 2 安全阀的保养 3 对每一个安全阀应建立使用卡片 使用卡片中应保存供货厂商的阀门合格证的副本 以及阀门维修 检查和调整记录的副本 4 应根据有关安全规程 对安全阀进行定期核验 5 安装在室外的安全阀要采取适当的防护措施 以防止雨 雪 尘埃 锈污等赃物侵入安全阀及排放管道 当环境温度低于摄氏零度时还应采取必要的防冻措施以保证安全阀动作的可靠性 5 2 安全阀的保养 安全阀的修理主要包括拆卸 装配及研磨 1 安全阀的拆卸安全阀的拆卸顺序 以带扳手弹簧安全阀为例 去销和轴 取出横杆 拧松保护罩固定螺钉 取下保护罩 从阀杆上旋下提升螺母 在调整螺杆柱头的侧面打上一个记号 并在此记号正下方的阀盖上端加工表面上打上另一记号 用量具测量两记号之间的距离 并将此记录保持到该阀门重新装配 5 3 安全阀的修理 旋松调整螺杆的锁紧螺母和调整螺杆 卸去弹簧的预紧符合 旋出连接阀盖和阀体的螺母 取出阀盖 取出包括阀杆 弹簧座以及弹簧在内的组合件 取出阀瓣 或阀瓣座和阀瓣的组合件 导向套 对于带上调节圈的安全阀 导向套与上调节圈的相对位置应做上记号 5 3 安全阀的修理 旋下调节圈固定螺钉 对下调节圈的位置做上记号 然后拆下下调节圈 当阀门拆卸完毕后 应检查阀座和阀瓣的密封面 若有凹穴 划痕等缺陷 应确定有多少研磨量后加以修复 如果密封面损伤严重 须重新进行金加工或更换之 5 3 安全阀的修理 2 安全阀的装配全部零件清洗干净 阀门密封面经适当修复以及经研磨后的磨料被清楚干净后阀门方可进行装配 装配顺序基本与拆卸顺序相反 按下列顺序进行 将下调节圈旋到阀座上 其位置应与拆卸时所记下的记号保持一致 用软布将阀座 阀瓣密封面擦干净 然后将导向套 上调节圈 阀瓣装入阀体内 上调节圈的位置应与被拆卸时的位置保持一致 5 3 安全阀的修理 仔细将阀杆 弹簧座 弹簧安装于应有的位置 注意不要损伤关闭件 然后对准中心将阀盖的止口对上导向套 旋紧阀盖与阀体之间的连接螺母 在旋紧过程中应注意受力的对称性 以防止产生任何不必要的应力或可能造成部分零件失调而导致密封面损伤 将调整螺杆拧紧至其记号与阀盖上端加工面的记号之间的距离与该阀被拆卸之前相同的位置 5 3 安全阀的修理 装上保护罩等其它零件 旋上调节圈固定螺钉 使螺钉位于调节圈两齿之间的凹槽内 以防止调节圈转动 但不得对调节圈产生侧向压力 安全阀装配完毕后 应进行整定压力与密封性试验 试验完毕后 应进行铅封 以防止改变已调整好的状况 5 3 安全阀的修理 3 安全阀的研磨安全阀的密封性好坏关系到保证正常运行以及装置运行的经济性 并涉及到当介质为有害气体时可能造成的大气污染 因而要求具有良好的密封性 由密封面损伤引起介质泄漏是安全阀最常见故障之一 而研磨则是修复密封面损伤所不可缺少的一种最精密的加工方法 5 3 安全阀的修理 研磨的原理 研磨是应用研具与研磨剂从工件表面磨去一层极薄金属的过程 研磨时 加在研具上的研磨剂在受到工件和研具的压力后 部分磨料被嵌入研具内 当研具与工件作复杂的相对运动时 磨料就在工件和研具之间作滑动 滚动 从而产生切削挤压作用 研磨一般分为粗研磨 半精研磨和精研磨 其过程可分为 上料研磨擦净再上料再研磨直至完成 5 3 安全阀的修理 第六章安全阀常见故障及其消除方法 安全阀选择或使用不当 会造成阀门故障 这些故障如不及时消除 则会影响阀门的功效和寿命 甚至不能起到安全保护作用 常见的故障有 1 阀门泄漏 2 阀门启闭不灵活清脆 3 开启压力值有偏差 4 阀门振荡或频跳 阀门泄漏 即在设备正常工作压力下 阀瓣与阀座密封面发生超过允许程度的渗漏 其原因可能是 1 赃物落到密封面上 可使用提升扳手将阀门开启几次 把赃物冲去 2 密封面损伤 应根据损伤程度 采用研磨或车削后研磨的方法加以修复 3 由于装配不当或管道载荷等原因 使零件的同轴度遭到破坏 应重新装配或排除管道附加的载荷 6 1 阀门泄漏原因及其处理方法 4 阀门开启压力与设备正常工作压力台接近 以致密封面比压力过低 当阀门受震动或介质压力波动时更容易发生泄漏 应根据设备强度条件对开启压力进行适当的调整 5 弹簧松弛从而使整定压力降低并引起阀门泄漏 可能是由于高温或腐蚀等原因所造成 应根据原因采取更换弹簧 甚至调换阀门 如果属于选用不当的话 等措施 如果仅仅是由于调整不当引起 则只需把调整螺杆适当拧紧 6 1 阀门泄漏原因及其处理方法 阀门启闭不是灵活清脆 其主要原因可能是 1 调节圈调整失当 致使阀门开启过程拖长或回座迟缓 应重新加以调整 2 内部运动零件有卡阻现象 这可能是由于装配不当 赃物混入或零件腐蚀等原因造成 应查明原因消除之 3 排放管道阻力过大 排放时建立起较大背压 使阀门开不足 应减小排放管理阻力 6 2 阀门启闭不灵活清脆的处理方法 开启压力值变化 安全阀调整好以后 其实际开启压力相对于整定值允许有一定的偏差 超出标准规定的允许差范围则认为是不正常的 造成开启压力值变化的原因可能有 1 由于工作温度变化而引起 例如当阀门在常温下调整而用于高温下时 开启压力常常有所降低 这可以通过适当旋紧调整螺杆来加以调节 但如果是属于选型不当致使使弹簧室温度过高时 则应调换适当型号的 例如带散热器 阀门 6 3 安全阀开启压力值偏差 2 由于弹簧腐蚀所引起 应调换弹簧 在介质具有强腐蚀性的场合 应当选用表面包覆氟塑料的弹簧或选用带波纹管隔离机构的安全阀 3 由于背压变动而引起 当背压变化量较大时 应选用背压平衡式波纹管安全阀 4 由于内部运动零件有卡组现象 应检查消除之 6 3 安全阀开启压力值偏差 阀门振荡或频跳 其可能的原因如下 1 阀门排放能力过大 相对于必须排量而言 应当使所选用阀门的额定排量尽可能接近设备的必须排放量 2 进口管道口径太小或阻力太大 应使进口管内径不小于阀门进口通径或者减小进口管道阻力 6 4 阀门振荡或频跳的原因及处理方法 3 排放管道阻力过大 造成排放时过大的背压 应降低排放管道阻力 4 调节圈调整不当 使回座压力过高 应重新调整调节圈位置 5 弹簧刚度太大 应改用刚度较小的弹簧 6 4 阀门振荡或频跳的原因及处理方法 第七章安全阀的定期检查与效验 安全阀的定期检查分为在线检查和检测 离线检查和校验两类 在线检查和检测是指在运行状态下对安全阀进行的检查和检测 离线检查和校验是指在离线状态下对安全阀进行的检查和校验 安全阀应当定期进行校验 一般每年至少校验一次 7 1 安全阀的定期检查 对生产需要长周期连续运转时间超过一年以上的设备 可以根据同类设备的实际应用情况和设备制造质量的可靠性以及生产操作采取的安全可靠措施等条件适当延长校验周期 但需要经过上级主管部门审查 批准 备案 延长校验周期最长不得超过5年 7 1 安全阀的定期检查 适当延长校验周期应当符合以下基本条件 一 有清晰的历史纪录 能够说明被保护设备安全阀的可靠使用 二 被保护设备运行的工艺条件是稳定的 三 安全阀内件的材料能耐工艺介质的腐蚀 四 安全阀的选型合理 其质量是可靠的 五 安全阀在线检查和在线检测均符合使用要求的 延长校验周期期间 如果安全阀出现故障 必须立即采取措施 在保证被保护设备安全的情况下 进行安全阀的离线检查 7 1 安全阀的定期检查 在线检查包括以下内容 一 安全阀安装是否正确 二 安全阀的资料是否齐全 铭牌 质量证明书 安装号 校验记录 三 安全阀外部调节机构的铅封是否完好 四 有无影响安全阀正常功能的因素 五 上游和下游的截断阀铅封是否完好并且处于正常开启位置 7 2 安全阀的在线检查 六 安全阀有无泄漏 七 安全阀外表有无腐蚀情况 八 为波纹管设置的泄出口应当是敞开的和清洁的 九 提升装置 扳手 动作有效 并且处于适当位置 十 安全阀相关附件完整无损并且正常 在线检查周期一