安全閥基礎知識
01
安全閥的基本知識
（1）閥門：安裝在壓力容器、受壓設備及連接管道上，用以控制介質流向的、具有可動機構的機械產品的總稱。
（2）閥門的公稱通經：是指閥門與管道及所有其他附件連接處管道的名義直徑，單位是毫米（用DN表示）。
（3）安全閥：是一種自動閥門，能不借助任何外力而只利用介質本身的力來排出一額定數量的流體，以防止系統內壓力超過預定的安全值。當壓力恢復正常后，在自行關閉并阻止介質繼續流出的一種閥。
（4）工作壓力P：閥門在使用介質溫度下的壓力。
（5）工作溫度T：閥門在使用介質下的溫度。
（6）整定壓力Ps: 安全閥在運行條件下開始開啟的預定壓力。在該壓力下，開啟閥瓣的力與使閥瓣保持在閥座的力平衡。
（7）回座壓力Pr: 指安全閥達到排放狀態后，介質壓力下跌至一定值，閥瓣重新與閥座接觸，亦即開啟高度變為零時，閥門進口處的靜壓力。
（8）啟閉壓差△Pbl：安全閥整定壓力與回座壓力之差，通常用整定壓力的百分數來表示，只有當整定壓力很低時，才用Mpa表示。
（9）排放壓力Pb: 整定壓力加上超過壓力（超過壓力指超過安全閥整定壓力所增加的壓力，通常用整定壓力的百分數來表示）。
（10）開啟高度h: 閥瓣離開關閉位置的實際升程。
（11）流道面積A：指閥進口端到關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。對應于流道面積A的流道直徑為do（喉徑）。
（12）排量系數Kd：閥門實際排量與理論排量的比值。
（14）密封試驗壓力Pt: 進行密封試驗時規定的壓力，在此壓力下測量通過關閉件密封面的泄漏率。一般取整定壓力的90%作為密封試驗壓力。
（15）出廠試驗：出廠前對產品所進行的殼體強度、密封性、開啟壓力的試驗。
02 安全閥基本結構 （1）閥體。 （2）閥座。 （3）閥瓣。 （4）調節圈。 （5）彈簧。 （6）閥桿。 （7）閥蓋。 （8）閥帽。
03 安全閥的分類 （1）按使用介質分： a:蒸汽用安全閥 。 b:空氣及其它氣體用安全閥 。 c:液體用安全閥。 （2）按公稱壓力分 a:低壓安全閥：公稱壓力PN≤1.6Mpa b:中壓安全閥：公稱壓力PN1.6～6.4Mpa。 c:高壓安全閥：公稱壓力PN6.4～80.0Mpa d:超高壓安全閥：公稱壓力PN﹥100Mpa。 （3）按適用溫度分： a:超低溫安全閥：t≤-100℃。 b:低溫安全閥：-100℃～-40 ℃。 c:常溫安全閥：-40 ℃～120 ℃。 d:中溫安全閥：120 ℃～450 ℃。 e:高溫安全閥：t＞ 450 ℃。 （4）按連接方式分： a:法蘭連接安全閥。 b:螺紋連接安全閥。 c:焊接連接安全閥。 （5）按開啟高度分： a:微啟式安全閥：開啟高度在do /40～ do /20 。 b:全啟式安全閥：開啟高度不小于do /4。 c:中啟式安全閥：開啟高度介于微啟式和全啟式之間。 （6）按結構形式分： a:杠桿重錘式安全閥 。 b:彈簧式安全閥。 c:脈沖式安全閥（又稱先導式安全閥）。 d:微啟式安全閥。 e:全啟式安全閥。 f:全封閉式安全閥。 g:半封閉式安全閥。 h:敞開式安全閥。 04 安全閥的基本要求 05 對安全閥的基本技術要求： （1）整定壓力大于3.0Mpa的蒸汽用安全閥或介質溫度大于235℃的空氣或其它氣體用安全閥，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，且要防止閥蓋和保護罩墊片處的泄漏。 （4）為防止調整彈簧壓縮量的機構松動，以及隨意改變已調好的壓力，必須設有防松裝置并加鉛封。 （5）閥座應固定在閥體上，不得松動，全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，任應能達到額定排量，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。 （8）對先導式安全閥應分別對導閥和主閥作密封性和開啟動作試驗，都應達到標準規定的性能要求。 06 安全閥的動作原理 向下作用于閥瓣的彈簧預緊力Fd，一部分用來抵抗介質作用力Po.S，另一部分產生閥門密封件之間的相互壓緊力f,隨著介質壓力的提高，密封件間的相互壓緊力隨之減少，當介質壓力達到開啟壓力Ps時，相互壓緊力為零，安全閥開啟，此時滿足：Fd=Ps.S。 07 安全閥相關標準 由于安全閥的重要性，世界各國都對安全閥的設計制造制定了許多相關標準和法規。我國早期的安全閥標準大都參照前蘇聯的安全閥標準。目前采用的安全閥標準有： GB/T12241（安全閥一般要求） GB/T12242（安全閥性能試驗方法） GB/T12243（彈簧直接載荷式安全閥） ZB-J98-013（電站安全閥技術條件） API520/API526/API527（美標） 08 安全閥校驗與維修 要全面的檢驗安全閥的各項技術性能指標必須是進行全性能試驗，試驗最基本的要求是具有實際運行狀態，甚至超過實際運行狀態。這種試驗裝置除了高溫高壓容器等設備外，還要具備各種參數的快速測定儀器，并保證具備大流量的高溫高壓蒸汽源，耗資巨大。 校驗是安全閥試驗的一部分，是制造廠出廠試驗的主要項目。出廠前一般都用常溫的安全閥校驗臺進行空氣介質的開啟壓力整定和密封性試驗。安全閥常溫校驗臺只能做開啟壓力整定和密封性試驗。
09 安全閥在什么情況下需要校驗 10 回座壓力的調整意義和方法 國標定義的回座壓力指安全閥達到排放狀態后，介質壓力下跌至一定值，閥瓣重新與閥座接觸，亦即開啟高度變為零是，閥門進口處的靜壓力，回座壓力太低太高都不 好，太低將造成介質和能量的損失，太高則達不到排放量，造成閥門頻跳，原則是在能達到排放量的情況下盡量的調高回座壓力，降低介質和能量的損失。 回座壓力是通過調節圈來調整的，調節的原理是間隙原理，間隙越小，噴出時阻力越大，托住閥芯下降的力越大，越不易回座，反之，間隙越大，閥芯越容易回落，回座壓力越高。 11 校驗方法及其優缺點 安全閥校驗有現場校驗（在線校驗）和校驗臺校驗兩種手段，條件允許下應該盡量在現場校驗，因為現場校驗更切合實際運行工況，因而更可靠。 現場校驗的優點：便于對焊接式安全閥的校驗，可測定回座壓力，測量準確。 缺點是校驗時間長，系統要反復升壓，不經濟，較危險，不可以做密封性試驗。 12 安全閥常溫校驗臺的優缺點: a.解決常溫介質和工作溫度250℃以下的安全閥整定和檢漏。 b.確定安全閥開啟壓力的較小誤差范圍，節約了新裝安全閥的調整時間，降低了勞動強度，減小能源消耗和減小工作危險性。 c.存在運行溫度與常溫下的誤差（彈簧在高溫下變軟），不能校驗回座壓力。 13 常溫校驗所使用的介質 常溫校驗一般使用空氣、氮氣和水（壓力在20Mpa以上使用）。氧氣、氫氣、乙炔氣等易燃、助燃或有毒有害介質不能作為介質源校驗。煤油、汽油、柴油等也不能作為介質源。二氧化碳氣體雖無毒不燃，但容易結冰，堵塞管路。 14 安全閥校驗原理 將帶壓力的介質通入被校驗安全閥的進口處，待介質壓力上升到安全閥開啟狀態，測得此時的壓力，即位開啟壓力并進行調整至規定的開啟值即完成開啟壓力的校驗。然后在壓力下降至規定值（開啟壓力的90%），用觀察壓力表或其它法定方法檢查其有無介質泄漏，即密封性校驗。 15 安全閥的修理 安全閥的修理主要是對安全閥密封面的修理，所以對安全閥密封面材料有較高的要求，基本要求是：有較高強度，可以承受較高的密封比壓：有一定的抗沖擊韌性，可 以承受閥芯快速起跳回座的沖擊：有較高硬度，可以承受介質沖蝕：不能生銹，否則很快泄漏：要耐高溫，可以適用蒸汽等介質，不致高溫變軟：要耐腐蝕，可以承 受酸堿等侵蝕。 安全閥硬密封的主要形式有：平面密封、錐形密封、球形密封等，最常用的是平面密封。 （1）安全閥密封面的修理 安全閥密封面有金屬和非金屬兩種，非金屬密封一般用于常溫介質，金屬密封多用于高溫高壓介質。非金屬材質的密封面在損壞后，一般都將鑲圈（密封環）拆下調 換，不能拆下或無備件只能用車削加工。金屬密封面在損壞不太嚴重的情況下，都采用研磨的方式。研磨分為粗磨和精磨。閥座和閥芯必須用平整的磨具進行分開研 磨，不能對磨，因為對磨后出現溝漕，一經開啟回座后即泄漏。 （2）研磨工具、材料 磨具：研磨平板： a、鑄鐵（用于粗磨）。 b、硬質合金（用于細磨）。 磨頭（用于研磨閥座）。 磨料：氧化鉻、白剛玉，280#、360#、600#、W4、W2.5、W1.5。 磨劑：油酸、機油、菜油、豬油。 （3）密封面的研磨 研磨是應用磨具和研磨劑，在研磨劑承受磨具一定的壓力后，對工作表面進行微量磨削，從而使工件表面磨去一層極薄的金屬，使工件表面獲得高平整度和較高的表面光潔度等級，這種工藝加工過程叫研磨。 研磨的原理；研磨時，加在磨具上的研磨劑在受到工件和磨具一定的壓力后，部分磨料被嵌入磨具內。當磨具與工件作復雜的相對運動時，磨料就在工件和磨具之間作滑動、滾動，產生切削和劑壓，而使工件表面磨去一層凸峰，同時研磨劑起化學作用，很快形成一層氧化膜。 （4）安全閥金屬銘牌應包含的內容 1）型號、規格（通徑）。 2）壓力等級。 3）流道直徑。 4）公稱壓力。 5）使用溫度、介質。 6）額定排量系數。 7）制造廠、制造批準書編號。 8）出廠年月。 9）產品編號。 10）檢驗合格標志。 11）開啟壓力。 （5）高壓校驗的特點和注意事項 1）高壓安全閥開啟時聲音很大，特別是大口徑。 2）高壓安全閥開啟是振動較大。 3）開啟時反沖力很大，故法蘭連接處材料要好。 4）彈簧調節不能很大，只能微調（高壓安全閥彈簧較粗）。 5）高壓安全閥往往是高溫高壓的，常溫校驗時與工作情況存在誤差（彈簧在高溫時較軟）。 6）校驗的氣流、水流必須經過過濾。