安全閥的基本要求

2020-04-26 真空技術網整理閥門手冊

　　安全閥作為鍋爐、壓力容器、壓力管道的超壓保護裝置，對它的要求也是比較全面的，同時安全閥的功能是通過下列動作過程來實現的:當系統達到最高允許壓力時，安全閥能準確地開啟，并隨著系統壓力的升高能穩定地排放，并在額定的排放壓力下能排放出額定數量的工作介質，當系統壓力降至一定值時安全閥應及時關閉，并在關閉狀態下，保持必需的密封性。世界主要工業國家對安全閥都制定了許多適應本國水平的相應標準和法規來規范安全閥的設計、制造和使用，綜合各國的這些規范來看，都要求安全閥滿足以下幾個方面的條件。

一、準確開啟

　　安全閥準確開啟是安全閥的最基本要求。當系統內壓力達到最高允許壓力時，即安全閥進口壓力達到預先規定的整定壓力值時，安全閥應準確地開啟泄壓。

　　安全閥整定壓力（開啟壓力）的偏差，在相關標準和規范中有明確規定。安全閥進行整定壓力調試時，其偏差應嚴格控制在規定的范圍內。

二、適時全開

　　安全閥適時全開是防止系統壓力超過規定值，達到超壓保護的目的。隨著安全閥進口壓力的升高，安全閥的開啟高度也是增加的，當安全閥進口壓力繼續升高到超過整定壓力一個規定的數值時，安全閥應達到設計的開啟高度，排放壓力應小于或等于標準規定的極限值。從開啟到全開，是一個壓力積聚的過程，任何場合所安裝的安全閥都要求它安全有效地將超壓介質可靠地排出，起到保護受壓設備的安全運行目的。

三、穩定排放

　　安全閥穩定排放是安全閥穩定地保持在排放狀態，并有良好的機械特性（無頻跳、顫振、卡阻等現象）。安全閥隨著進口壓力的升高而開啟并達到預定的開啟高度后，安全閥應穩定地保持在排放狀態，并能夠排放出額定的排量。

　　安全閥應有合理的結構形式及良好的機械特性（沒有頻跳、顫振、卡阻等現象）以保持穩定排放，安全閥的結構及其流道尺寸應滿足計算所需的參數要求。如果流道截面積過小，安全閥開啟后，不能及時將超壓部分的介質排放，系統壓力繼續上升，是十分危險的，相反，流道截面積過分大于計算所需值，安全閥開啟后，壓力將急劇下降到回座壓力以下，閥門將隨著閥瓣對閥座的劇烈撞擊而關閉。但是由于系統壓力升高的因素并未消除，閥瓣再次開啟，形成頻跳，結果會造成閥座與閥瓣密封面的損壞。當安全閥用于不可壓縮的液體時，還會引起系統中的水錘現象。同時安全閥的顫振或頻跳也大大地降低了安全閥的排放能力，可能造成系統壓力超過標準規定值而導致受壓設備的危險。

　　安全閥在規定的壓力下可靠地達到預定的開啟高度，并達到規定的排放能力，這一要求是重要的。對同樣參數的介質，同樣口徑的安全閥，結構形式等不同，排放能力會有很大差別。

四、及時關閉

　　安全閥及時關閉用于防止系統壓力降低太多，減少介質的過多損失。當安全閥排放一定時間后，介質壓力下降至一定值，閥瓣下落與閥座密封面接觸，重新達到關閉狀態。安全閥能及時有效地回座關閉，是性能良好的一個重要標志。安全閥發生動作，不一定要求設備或系統停止運轉和進行維修，有時，安全閥發生動作是由于系統中的誤操作等偶然因素所引起的，在這種情況下，不希望安全閥回座壓力低于工作壓力太多。回座壓力過低意味著能量和介質的過多損失，并給設備與系統恢復正常運行帶來困難。相反，回座壓力也不宜過高，當回座壓力高到接近整定壓力時，容易導致安全閥重新開啟，造成安全閥頻跳或顫振，不利于關閉后重新建立密封。

　　安全閥的結構設計應當保證能快速有效地關閉，迅速有力的回座比逐漸、緩慢的回座更有利于密封的建立。

　　安全閥的回座性能是以整定壓力值來相對衡量的，一般以啟閉壓差來確定，用于不同介質的安全閥，其啟閉壓差值是有所區別的。

五、可靠密封

　　安全閥可靠密封用于防止泄漏損失介質、污染環境、危及安全、加速損壞密封面。當鍋爐、壓力容器和壓力管道處于正常運行壓力時，關閉狀態的安全閥應具有良好、可靠的密封性能。因為安全閥產生泄漏，損耗了工作介質（有時是很貴重或很危險的介質），增加了能量消耗，并使周圍環境和大氣受到工作介質的污染，過多的泄漏甚至會影響到設備或系統的正常工作，甚至迫使裝置停止運行，持續的泄漏還會使安全閥密封面遭受侵蝕，從而導致安全閥完全失效。

　　安全閥開啟動作以后重新建立密封，比維持原有密封狀態更加困難，因為安全閥在關閉過程中，工作介質壓力作用在閥瓣的較大的面積上，而在開啟以前，只作用在受密封面限制的較小的面積上，所以，安全閥容易在動作之后會降低以致失去密封性。

　　安全閥保持密封性要比一般截止用的閥門困難得多，由于密封作用力較小，因此在結構上不僅要考慮安全閥的密封比壓，也要考慮安全閥的泄漏通道。

　　對安全閥密封性的要求依其使用場合不同而有所區別，而使用場合的不同也決定著安全閥密封結構要求的不同。一般來說，對于金屬-金屬密封面的安全閥，要達到無泄漏是很難實現的，對于金屬-非金屬的軟密封結構的安全閥，其密封性能會好得多。

　　在上述安全閥的性能基本要求中，準確開啟及適時、穩定排放是首要的要求，因為安全閥防超壓的功能正是通過其排放過程來實現的。回座和密封要求雖然也很重要，但相比之下還是第二位的。

　　另外，除安全閥的性能基本要求外，不同的標準或規范對安全閥結構、選型等方面也有些基本要求。

　　1、整定壓力大于3.0MPa的蒸汽用安全閥或介質溫度大于235℃的空氣或其他氣體用安全閥，應能防止排出的介質直接沖蝕彈簧。

　　2、蒸汽用安全閥必須帶有扳手，當介質壓力達到整定壓力75%以上時，能利用扳手將閥瓣提升，該扳手對閥的動作不應造成阻礙。

　　3、對有毒或易燃性介質用安全閥必須采用封閉式安全閥，且要防止閥蓋和閥帽墊片處的泄漏。

　　4、為防止調整彈簧壓縮量的機構松動，以及隨意改變已調整好的整定壓力，必須設有防松裝置并加鉛印。

　　5、閥座應固定在閥體上，不得松動，全啟式和中啟式安全閥應設有限制開啟高度的機構。

　　6、安全閥即使有部分損壞，仍應能達到額定排量，當彈簧破損時，閥瓣等零件不會飛出閥體外。

　　7、對有附加背壓力的安全閥，應根據其壓力的大小和變動情況，設置背壓平衡機構。對于平衡式安全閥的閥蓋上應當設置一個泄出孔，以保證閥蓋內腔與大氣相通，對于可燃的或者腐蝕性介質，該泄出孔用管子連接到安全場地。