安全阀知识

试用期工作总结浅谈安全阀Page1of21TH图1第1章安全阀基本理论1.1安全阀概述安全阀是一种自动阀门，不借助任何外力，在受压设备超压的情况下，利用介质本身的力来排出额定数量的流体，即自动开启，以防止系统内压力超过预定的安全值，从而保证设备安全，待压力降到规定值时，自动关闭并恢复密封，阻止介质的进一步流失。它是一种最基本的机械性保护装置。对于安全系数要求较高的海上采油系统来说，安全阀是绝对不可缺少的部分。现在使用的安全阀，绝大多数是弹簧式安全阀。弹簧式安全阀有四个工作过程：开启、排放、回座和恢复密封。即，弹簧式安全阀能够在达到规定的压力值时能灵敏开放，在介质压力继续升高时迅速大量排放降压，而在介质压力下降到规定值时停止排放，及时回座，恢复密封。1.2弹簧式安全阀的调节结构1.2.1弹簧式安全阀的整体结构弹簧式安全阀通过将螺旋弹簧压紧的手段，使之产生弹性作用力传递到阀瓣上，与阀座间的密封面产生密封力，从而达到密封的目的。弹簧式安全阀的基本结构，如图2。安全阀的阀盖1和阀体2由螺栓连接成一体，阀盖内的弹簧由调节螺杆3通过上弹簧盘将弹簧压紧，这个压力由调节螺杆3升降来改变。下弹簧托盘时拖住弹簧的，并将力通过尖端传递到阀瓣4中心。开启压力的调整是通过调节螺杆位置上下移动来改变。1.2.2弹簧式安全阀的调节结构大多数弹簧式安全阀带有调节圈（又称为“齿条”）结构。弹簧式安全阀的调节圈结构有两种，一种是单调节圈结构，另一种是双调节圈结构（如图3）。调节圈的作用是调节安全阀的回座压力和排放压力。调节圈的外圈是齿轮状的，内圈为右旋内螺纹结构，旋套在阀座外圈，（双调试用期工作总结浅谈安全阀Page2of21节圈结构的另一只旋套在阀瓣外圈），调节圈的上下移动位置，改变了介质的动量大小，也就改变了介质冲击密封面时建立的压力区能量大小。使托起阀瓣的力的大小得以改变，从而达到相应改变排放和回座时的压力差值。一般来说，当下调节圈向下调时，调节圈与阀瓣间距离拉大，冲出的介质建立的聚压动能区力量就小，将阀瓣抬起的力也小，就易于回座，使回座压力提高，但同时不利于达到排放。如果将调节圈向上调，情况就相反，阀座就不易回座，回座压力就低，但此时有利于排放，使排放压力减低。因此调节圈的位置要适当，既要调节适当的回座压力，又要改善排放压力。对于带双调节圈的安全阀来说，上、下调节圈之间的距离直接影响安全阀的排放压力和回座压力，距离越大回座压力越高，排放压力也越高，距离越小，则相反。利用双调节圈能对安全阀的这两项性能进行精确的调节。调节圈外圈的齿轮状结构并不是为啮合用，而是为了方便地拨动调节圈和固定调节圈位置用的。没有调节圈的安全阀是无法调节其排放压力和回座压力的。1.3安全阀的分类图2图3试用期工作总结浅谈安全阀Page3of211.3.1按结构形式上分类(1)密封式安全阀：全启式安全阀，带散热片的全启式安全阀，带扳手的全启式安全阀；微启式安全阀。(2)非密封式安全阀：带扳手的全启式安全阀，带控制机构的全启式安全阀；微启式安全阀，带扳手的双弹簧微启式安全阀，带扳手的微启式安全阀。1.3.2介质的可压缩性分类微启式安全阀，全启式安全阀。1.4弹簧式安全阀的两种基本型式根据液体不可压缩，而气体可压缩的特性，弹簧式安全阀设计成微启式弹簧安全阀和全启式弹簧安全阀两种基本形式。1.4.1微启式弹簧安全阀当介质为液体时，要求安全阀的开启和关闭过程很平衡，不许有突然开启和突然关闭的动作。因为在一个充满液体介质的系统或容器内，如果介质数量发生突然变化，会引起系统内压力的很大波动，特别是安全阀突然关闭时，原来大量排出的液体突然被阻止流出了，会使系统的压力突然升高，这对一个系统来说是很危险的。为了避免上述现象，要求用在液体介质系统的安全阀能平稳地开启和关闭。又因为液体是不可压缩的，在一个充满流体的压力容器内，流体质量的少量变化，同样，会使容器内压力发生很大的变化，所以使用在充满液体介质容器上的安全阀的阀瓣就不可能也不必要开启的很高。微启式安全阀的阀瓣，在规定的升压范围内一般开启高度为阀座内径尺寸的1/40～1/20。由于微启式安全阀的突出特点是排量小，因此也可在需要排除气体量较少的，小型空气压缩机、蒸发器及小型锅炉等容器上使用。图4是典型的微启式安全阀结构图，图5是它的动作特性原理曲线，显示了开启高度和压力变化的相互关系。图4试用期工作总结浅谈安全阀Page4of211.4.2全启式安全阀当介质为气体的受压设备超压需要排放、泄压时，需迅速释放，如果采用微启式安全阀，选用的口径就会很大，那么阀的体积和重量都会很大（使用起来很不方便），否则来不及泄压保护设备。当全启式安全阀的阀瓣升高到与阀座之间的环形面积相当于发座内径面积时，就已达到全部开启了。由于气体的压缩储能作用，当阀瓣一旦打开，压力不会立刻下降，大量气体冲出，形成动能，将阀瓣抬起，同时实践证明，由于弹簧压紧力的作用，不可能将阀瓣冲得很高。但这种安全阀有一个反冲盘，它扩大了阀瓣在开启时的受力面积，当气体大量冲出形成向上的冲击动能时，阀瓣很快被推得很高，达到全开启。因为阀瓣刚开启时，还没有产生相当的动能，所以开始也是平衡开启的，达到一定程度才产生突变，由于全启式弹簧安全阀的整个开启动作过程是由稳定到突然升起，所以，它的开启过程是两段的（这可由全启式安全阀的特性图，图6，看出），因此，我们也称之为两段作用式安全阀。这种安全阀的排放能力大大增加,多使用在介质为气体的场合。图7是全启式弹簧安全阀的典型结构。可见，并不是只要安全阀的口径和连接法兰尺寸一样就可随便安装，不同的场合应选用不同型式的安全阀。图7图5时间开高压力压力开高图6压力压力开高开高时间试用期工作总结浅谈安全阀Page5of21如果将全启式安全阀安装在充装液体介质的设备上，就会因其具有突然关闭的动作而产生危险的水锤现象；同样，如果在充装蒸汽或气体的锅炉或其他压力容器上误用微启式安全阀，则会使安全阀的排放能力很低，这样，一旦容器超压，安全阀不能及时将介质排放，导致压力不断继续上升，不能完全起到安全保护作用，特别是在某些产生大量气体的生产设备上，在运行操作或设备不正常超压时，排放能力不足是非常危险的。第2章安全阀的技术性能及指标试用期工作总结浅谈安全阀Page6of212.1安全阀的技术规范2.1.1公称压力(PN)安全阀在规定的低于200℃下的最高使用压力（由于在使用中材料随温度升高而强度降低，安全阀允许的工作压力要随温度的升高而降低）。2.1.2弹簧式安全阀的弹簧压力级安全阀的开启压力范围，称为安全阀的压力级。在选用安全阀的弹簧时，为了保证在规定的排放压力范围内达到全开启，应使用刚度较小的弹簧，而满足了这一点往往会使工作压力很低。而为了达到规定的回座压力，又应使用刚度较大的弹簧。为了解决上述矛盾，弹簧的刚度既不能太小，又不能太大。所以，为了保证安全阀的动作性能要求，每个安全阀的弹簧只能在一定的压力范围内工作，这就是安全阀的压力级。当要改变某一安全阀的开启压力设定值时，它的压力级是一个参考量。订购安全阀时，一般以压力等级为准。2.2技术性能指标2.2.1整定压力（Ps）又称开启压力。阀瓣刚离开阀座，有介质连续流出时的压力，为整定压力。整定压力是安全阀最基本的技术性能指标。通常通过两种方法来确定安全阀的设定压力。一种是：根据设备的最大工作压力来确定，安全阀的设定压力等于设备最大工作压力。另一种是：根据受压设备的工作压力确定，安全阀的设定压力等于受压设备工作压力的1.1倍。通常，安全阀的选型和设定压力的确定，都是由设计人员根据工艺的要求确定的。安全阀的开启压力稳定与否主要取决于弹簧的材质和制造工艺,与导向套等运动部位的阻力大小也有一定关系,如果发现开启压力值每一次都变化很大,要解体检查弹簧外圈和阀盖之间、阀瓣与导向套之间是否有杂物卡阻现象，如果无上述情况，则说明弹簧的弹性已不符合要求，应更换弹簧。更换的弹簧，应与安全阀原弹簧尺寸一致，倔强系数（刚度）相当。弹簧是安全阀的关键部件，对它的选用和复核，应符合如下标准：试用期工作总结浅谈安全阀Page7of21最小工作负荷下的变形量公式：F1=πD2mzPs1/4P′注：F1:弹簧最小工作负荷下变形量mm；Dmz：密封面平均直径mm；Ps1：设计的最小整定压力MPa；P'：弹簧刚度N/mm。最大工作负荷下的变形量公式：F2=πD2mzPs2/4P′+h注：F2:弹簧最大工作负荷下变形量mm；Ps2：设计的最大整定压力MPa；h：设计的开启高度。一般情况下，弹簧最大工作负荷下变形量应小于或等于弹簧并紧时变形量的80%。2.2.2排放圧力(Pa)当安全阀开启后阀瓣上升到规定的开启高度时的安全阀进口处的压力，定义为排放圧力。对于开启压力来说,不管微启式安全阀还是全启式安全阀都是一样的。当安全阀开启后,介质不断排出,一方面是安全阀阀前压力因介质排出量不够而继续升高,另一方面由于介质冲出密封面,形成动能压力区,将阀瓣抬高,达到排放。此时，阀前压力要比开启压力高（这一点可从动能的角度来理解）,对于蒸汽用安全阀来说,排放压力应小于或等于开启压力的1.03倍,对于其他气体的安全阀应不大于开启压力的1.1倍,而对于液体安全阀来说,排放压力应不大于开启压力的1.2倍。2.2.3回座压力(Pr)当安全阀排放后,介质压力下跌至一定值,阀瓣落下,密封面重新接触时的压力为回座压力。2.2.4安全阀的密封性蒸汽用安全阀,在规定的压力值下,如在出口端肉眼看不见,也听不出有泄漏,就应认为其密封性能合格;用于液体的安全阀,在规定的压力值下,2分钟内密封面不漏出水珠也算合格;用于气体的安全阀,可用水作密试验,测气泡法。大多数安全阀,都可用降压试验来测试其密封性能。2.3安全阀的选用由于安全阀的型号规格繁多，适用各种不同的使用场合和工况，选用时并不是只要压力和口径已知就可以了。安全可靠、经济合理是选用安全阀的主要原则。选用安全阀首先要知道安装在什么设备上、具体哪个单位、介质性质、工作温度、需要在什么压力开启、需要大的排放能力。试用期工作总结浅谈安全阀Page8of212.3.1根据使用场合选用结构形式通常根据介质选用安全阀的结构形式：微启式安全阀适用于液体或气体容量小的装置。不封闭带扳手的全启式安全阀适用于锅炉蒸汽系统。封闭式安全阀适用于易然、有毒或其他不易直接排放的介质的系统。带散热片的安全阀适用于高温介质。2.3.2安全阀的型号识别常规阀门型号是按JB308-----75编制的，它全面反映了阀门的连接方式、结构形式、公称压力、阀体和密封面材料等因素。常规阀门有六个代号组成：类型代号A表示安全阀连接形式代号结构形式代号阀座密封面或衬里材料代号公称压力数值阀体材料代号对于低温（低于-40℃）、保温（带加热套）、带波纹管和抗硫（抗硫化氢腐蚀）安全阀，分别在类型代号“A”前加“D”、“B”“W”和“K”来表示。连接形式代号，见表1：表1：连接形式内螺纹外螺纹法兰焊接代号1246结构形式代号，见表2：表2：安全阀的结构形式代号弹簧式安全阀封闭式带散热片式全启式0微启式1全启式2带扳手全启式4非封闭式带双弹簧微启式3微启式7全启式8微启式5全启式6试用期工作总结浅谈安全阀Page9of21脉冲式9阀座密封面或衬里材料代号，见表3：表3阀座密封材料或衬里材料代号阀座密封材料或衬里材料代号铜合金T合金钢H橡胶X渗氮钢D尼龙塑料N硬质合金Y氟塑料F衬胶J锡基轴承合金B搪瓷C阀体材料为黄铜的安全阀，使用压力限制在1.0MPa以下；铸铁安全阀，使用压力限制在1.6MPa以下，所以对1.6MPa公称压力的铸钢阀体，在型号后面带“C”以示区别。2.3.3安全阀的规格安全阀的规格是按进口通径划分的，用代号DN表示。同一规格的安全阀，型号不同，出口通径也不，微启式安全阀的进出口通径尺寸是一样的，全启式安全阀因气体扩容原因，出口通径比进口通径大一档。阀门的通径是有系列的，是根据JB79—59规定制定的，如DN15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150等。第3章安全阀的