彈簧式安全閥選型分析指南

【資料簡介】

彈簧式安全閥選型分析指南

安全閥是保證壓力容器安全運(yùn)行的重要的泄壓裝置。安全閥的作用定義為：安全閥是一種自動閥門，它不借助任何外力而利用介質(zhì)本身的力來排出一額定數(shù)量的流體，以防止壓力超過額定的安全值。當(dāng)壓力恢復(fù)正常后，閥門再行關(guān)閉并阻止介質(zhì)繼續(xù)流出。(原安全閥的作用是：當(dāng)壓力容器內(nèi)的壓力超過最高工作壓力時，安全閥就自動泄放，保證壓力容器不爆炸。當(dāng)壓力容器內(nèi)的壓力低于最高工作壓力時，安全閥就自動關(guān)閉，確保有用介質(zhì)不外泄。)

一、彈簧式安全閥選型分析指南的分類及適用范圍

1、按結(jié)構(gòu)和加載形式分類

（1）杠桿式安全閥：結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整容易，受環(huán)境溫度的影響小，能用于較高的工作溫度，缺點(diǎn)是笨重，受振動后易泄漏，不能用于高壓及移動式容器。

（2）彈簧式安全閥：結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)整靈活，靈敏度高，安裝位置不受嚴(yán)格限制，是壓力容的一種安全閥。

（3）脈沖式安全閥：結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，通常只用于壓力較高和安全泄放量很大的容器。

（4）特殊結(jié)構(gòu)形式的安全閥：包括帶隔膜或波紋管的安全閥、平衡式安全閥等。

2、按照氣體排放方式分類

（1）全封閉式：泄放氣體全部經(jīng)排放管排放，不向外泄漏，主要用于有毒、易燃介質(zhì)的容器。

（2）半封閉式：排放氣體部分經(jīng)排放管，部分外泄，多用于介質(zhì)對環(huán)境不會污染的容器上。

（3）敞開式：直接排入周圍空間，多用于壓縮空氣、蒸汽等介質(zhì)的容器。

3、按閥瓣開啟最大高度與閥孔直徑之比分類

（1）微啟式：這種安全閥開啟度較小，一般都小于d1/20的要求，一般可在閥座上裝設(shè)一個簡單的調(diào)節(jié)圈。微啟式安全閥的密封面結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試維修容易，適用于排量不大，壓力不高的場合。    

（2）全啟式：h≥d1/4，對同樣的排氣量，全啟式比微啟式的體積小得多，但調(diào)試較復(fù)雜，回座壓力低，是使用較廣泛的一種。

二、彈簧式安全閥選型分析指南的作用及原理

安全閥的主要作用是當(dāng)壓力容器的壓力超過允許工作壓力時，自動跳開，把容器內(nèi)的氣（汽）體排出，直至壓力容器內(nèi)的壓力降至正常工作壓力時，又自動關(guān)閉，以保證壓力容器在正常壓力下運(yùn)行。另外，安全閥開啟時由于氣（汽）體從閥內(nèi)高速噴出，發(fā)出較大的響聲，也起到一種自動報警的作用，警告壓力容器操作人員迅速采取降壓措施。

安全閥主要由閥座、閥瓣和加壓裝置三部分組成。閥座內(nèi)的通道與壓力容器相通，閥瓣靠加壓裝置的壓力緊緊壓在閥座上，當(dāng)閥瓣所受的壓緊力大于氣（汽）體對閥瓣的作用力時，閥瓣緊貼閥座，安全閥處于關(guān)閉狀態(tài)；如果壓力容器內(nèi)壓力升高，則氣（汽）體作用在閥瓣的力也增大，當(dāng)這個力大于加壓裝置對閥瓣的壓緊力時，閥瓣即上升離開閥座，安全閥處于開啟狀態(tài)，容器內(nèi)的氣（汽）體從閥內(nèi)排出，容器內(nèi)壓力下降，安全閥又自動關(guān)閉。這樣就使壓力容器內(nèi)的壓力始終保持在規(guī)定壓力范圍內(nèi)。

三、彈簧式安全閥的結(jié)構(gòu)形式及工作原理

 

 

壓力容器上的安全閥為彈簧式安全閥。

現(xiàn)就其結(jié)構(gòu)及工作原理介紹于下：

1、結(jié)構(gòu)

彈簧式安全閥有單彈簧式和雙彈簧式兩種，主要由閥體、閥芯、閥桿、彈簧和調(diào)整螺絲等構(gòu)件組成。

2、工作原理

彈簧式安全閥是利用彈簧的彈力將閥芯壓在閥座上，根據(jù)壓力容器的最高工作壓力，可通過擰緊或旋松調(diào)整螺絲來調(diào)節(jié)彈簧的壓緊力。當(dāng)氣（汽）體壓力作用于閥芯上的托力大于彈簧作用在閥芯上部的壓力時，彈簧就被壓縮，閥芯被頂起離開閥座，使氣（汽）體外泄；當(dāng)作用于閥芯的托力小于彈簧彈力時，彈簧就伸和使閥芯下壓，與閥痤重新緊密貼合，氣（汽）體就停止向外排泄。    

四、彈簧式安全閥選型分析指南對安全閥出廠的要求

（1）安全閥出廠必須附有產(chǎn)品質(zhì)量證明書，其質(zhì)量證明書應(yīng)包括下列內(nèi)容：

① 銘牌上的內(nèi)容；

② 制造依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)；

③ 檢驗(yàn)報告；

④ 其他特殊要求；

（2）在安全閥產(chǎn)品上應(yīng)裝設(shè)牢固的金屬銘牌，金屬銘牌上應(yīng)載明下列內(nèi)容：

① 制造單位名稱，制造許可證編號；

② 型號、形式、規(guī)格；

③ 產(chǎn)品編號；

④ 公稱壓力（MPa）；

⑤ 閥座喉徑（mm）；

⑥ 排放系統(tǒng)；

⑦ 適用介質(zhì)、溫度；

⑧ 檢定合格標(biāo)記，監(jiān)檢標(biāo)記；

⑨ 出廠年、月。

五、彈簧式安全閥選型分析指南安全閥的選用

1、選用安全閥的依據(jù)    

安全閥的選用應(yīng)根據(jù)工作壓力、工作溫度、介質(zhì)特性（如粘性、清潔程度、毒性、毒性腐蝕性）以及容器有無震動等因素綜合決定。

2、具體選用安全閥時注意的事項(xiàng)

（1）壓力較低，溫度較高且無震動的容器可采用杠桿式安全閥。

（2）對一般低、中、高壓容器選用彈簧式安全閥。

（3）對有毒介質(zhì)、易燃、易爆介質(zhì)的壓力容器應(yīng)采用封閉式安全閥并將排放管導(dǎo)入回收容器內(nèi)或引至安全地點(diǎn)，以避免中毒、燃燒、爆炸事故發(fā)生。

（4）對蒸汽、壓縮空氣類介質(zhì)的壓力容器可選用敞開式或半封閉式安全閥。

（5）高壓容器及安全泄放量較大而壁厚又不太富裕的中、低壓容器最好采用全啟式安全閥，而安全泄放量較小和要求壓力平穩(wěn)的容器宜采用微啟式安全閥。

（6）對粘性大或有腐蝕性介質(zhì)的壓力容器宜采取爆破片。

（7）確定安全閥規(guī)格時需注意兩點(diǎn)；

① 安全閥的排放能力必須大于等于容器安全泄放量。

② 考慮安全閥工作壓力范圍與容器相適應(yīng)。

A、安全閥的公稱壓力（PN）應(yīng)不小于壓力容器的設(shè)計(jì)壓力。

B、安全閥彈簧剛度應(yīng)能滿足開啟壓力調(diào)整范圍。

（8）選用安全閥時，需根據(jù)介質(zhì)特性確定閥芯、閥體的材料。

（9）對于開啟壓力大于3MPa的蒸汽用安全閥或介質(zhì)溫度超過2350C的氣體用安全閥，宜采用帶散熱器的安全閥，以防止泄放介質(zhì)直接沖蝕彈簧。

（10）當(dāng)安全閥有可能承受附加背壓時，應(yīng)選用帶波紋管的安全閥。

六、彈簧式安全閥選型分析指南中的保險裝置

 

 

（1）杠桿式安全閥應(yīng)有防止重錘自由移動的裝置和限制杠桿超出的導(dǎo)架； 

（2）彈簧式安全閥應(yīng)有防止隨便擰動調(diào)整螺絲的鉛封裝置；

（3）靜重式安全閥應(yīng)有防止重片飛脫的裝置。

七、彈簧式安全閥選型分析指南的安裝要求

安全閥安裝正確與否直接關(guān)系到能否保證其正常工作，以確保壓力容器的安全使用，防止壓力容器爆炸事故的發(fā)生。

安全閥的安裝需符合以下幾點(diǎn)要求：

（1）安全閥應(yīng)鉛直安裝，并應(yīng)裝設(shè)在壓力容器液面以上的氣相空間，或與連接在壓力容器氣相空間上的管道連接；用于液體的安全閥應(yīng)安裝在正常液面以下。

（2）壓力容器與安全閥之間的連接管和管件的通孔，其截面積不得小于安全閥的進(jìn)口截面積，其接管長度盡量短而直。

（3）壓力容器一個連接口上裝設(shè)兩個或兩個以上安全閥時，則該連接口的截面積至少應(yīng)等于這些安全閥的進(jìn)口截面積總和。

（4）壓力容器與安全閥之間不宜裝設(shè)中間截止閥門。但對于盛裝易燃、毒性程度為極度、高度、中度危害或粘性介質(zhì)的壓力容器，為便于安全閥的更換、清洗，可在壓力容器與安全閥之間裝截止閥，截止閥的結(jié)構(gòu)和通徑應(yīng)不妨礙安全閥的正常泄放，壓力容器正常運(yùn)行時截止閥必須保持全開，并加鉛封。對于多個泄放裝置的中間閥應(yīng)采用機(jī)械聯(lián)鎖控制，以保證在任何時候都能滿足容器所要求的泄放量。

（5）安全閥裝設(shè)位置應(yīng)便于檢查和維修。

（6）對易燃、毒性程度為極度、高度或中度危害介質(zhì)的壓力容器，應(yīng)在安全閥的排出口裝設(shè)排放導(dǎo)管，將排放的介質(zhì)引至安全地點(diǎn)，并進(jìn)行妥善處理，不得直接排入大氣，排放導(dǎo)管內(nèi)徑不得小于安全閥公稱直徑，并有防止排放導(dǎo)管內(nèi)積液的措施。

八、彈簧式安全閥選型分析指南安全閥的高度與定壓

為了保證安全閥在工作壓力下能密封，在規(guī)定排放壓力時能排氣（汽）泄壓，新安全閥投用前應(yīng)根據(jù)使用情況進(jìn)行調(diào)試后才準(zhǔn)安裝使用，使用中的安全閥也應(yīng)定期調(diào)試。

1、容器與管道安全閥的調(diào)試定壓

按《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定：安全閥的開啟壓力（Pz）不應(yīng)大于該容器的設(shè)計(jì)壓力，（P），即Pz≤P，且安全閥的密封試驗(yàn)壓力（Pt）應(yīng)大于壓力容器的最高工作壓力（Pw）即Pt＞Pw。當(dāng)采用系統(tǒng)最高工作壓力為安全閥的開啟壓力，則系統(tǒng)中每個容器的工作壓力應(yīng)與其相適應(yīng)。若采用最大允許工作壓力作為安全閥的調(diào)整依據(jù)，在容器設(shè)計(jì)圖樣上和壓力容器銘牌上應(yīng)予以注明。

2、液化氣體汽車罐體安全閥的調(diào)試定壓

按《液化氣體汽車罐車安全管理規(guī)程》的要求，安全閥的開啟壓力應(yīng)為罐體設(shè)計(jì)壓力的1.05~1.10倍；安全閥的額定排放壓力不得超過罐體設(shè)計(jì)壓力的1.2倍，安全閥的回座壓力不低于開啟壓力的0.8倍；開啟高度應(yīng)不小于閥座喉徑的1/4；低溫型罐車的安全閥開啟壓力不得超過罐體的設(shè)計(jì)壓力。

3、定壓方法及要求

（1）對彈簧式安全閥，要先拆下提升手柄和頂蓋，用板手慢慢擰動螺絲；調(diào)緊彈簧為加壓，調(diào)松彈簧為減壓。當(dāng)彈簧調(diào)整到安全閥能在規(guī)定的開啟壓力下自動排氣（汽）時，就可以擰緊緊固螺絲。

（2）對杠桿式安全閥，先松動重錘的固定螺絲，再慢慢地移動重錘；移遠(yuǎn)重錘國加壓，移近重錘為減壓。當(dāng)重錘移動到安全閥能在規(guī)定的開啟壓力下自動排氣（汽）時，就可以擰緊重錘的固定螺絲。

（3）對靜重式安全閥，要在減壓或無壓下調(diào)整鐵盤；增加鐵盤為加壓，減少鐵盤為減壓。每次升壓都必須把閥罩放上并固定好，嚴(yán)禁邊升壓邊取出鐵盤，以防鐵盤突然飛出發(fā)生意外事故。    

（4）如果在線進(jìn)行安全閥壓力調(diào)整時，必須有使用單位主管壓力容器安全的技術(shù)人員在場，調(diào)校時應(yīng)由有資格的檢驗(yàn)員在場確認(rèn)，調(diào)整及校驗(yàn)裝置用壓力表的精度應(yīng)不低于1級。在線調(diào)校時應(yīng)有可靠的安全防護(hù)措施。

（5）定壓工作完成之后，須將其安全裝置固定牢靠，加鉛封或加鎖，并將安全閥的開啟壓力、回座壓力、閥芯提升高度、調(diào)整日期和調(diào)整人員姓名等填入《安全閥校驗(yàn)記錄》，校驗(yàn)合格后，檢驗(yàn)單位應(yīng)出具校驗(yàn)報告書。

九、彈簧式安全閥選型分析指南安全閥的維護(hù)

（1）經(jīng)常保持安全閥清潔，采取有效措施，使安全閥防銹、防粘、防堵、防凍。

（2）經(jīng)常檢查其鉛封是否完好。對杠桿式安全閥應(yīng)檢查重錘是否松動、移動及另掛重物。

（3）一旦發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，應(yīng)及時修理或更換。

（4）對空氣、蒸汽及帶有粘滯性介質(zhì)的安全閥，應(yīng)定期作手提排氣試驗(yàn)，其間隔期由氣體的潔凈程度決定。

（5）定期檢驗(yàn)，包括清洗、研磨、試驗(yàn)及校驗(yàn)調(diào)整。

十、彈簧式安全閥選型分析指南安全閥常見故障的原因及排除

 

 

1、安全閥泄漏

（1）氧化皮、水垢、雜物等落在密封面上，可用手動排氣（汽）吹除或拆開清理。

（2）密封面機(jī)械損傷或腐蝕，可用研磨或車削后研磨的方法修復(fù)或更換。

（3）彈簧因受載過大而失效或彈簧因腐蝕彈力降低，應(yīng)更換彈簧。

（4）閥桿彎曲變形或閥芯與閥座支承面偏斜，應(yīng)找明原因，重新裝配或更換閥桿等部件。

（5）杠桿式安全閥的杠桿與支點(diǎn)發(fā)生偏斜，使閥芯與閥座受力不均，應(yīng)校正杠桿中心線。

2、安全閥不在調(diào)定的開啟壓力下動作    

（1）安全閥調(diào)壓不當(dāng)，調(diào)定壓力時忽略了容器實(shí)際工作介質(zhì)特性和工作溫度的影響，需重新調(diào)定。

（2）密封面因介質(zhì)污染或結(jié)晶產(chǎn)生粘連或生銹，需吹洗安全閥，嚴(yán)重時則需研磨閥芯、閥座。

（3）閥桿與襯套間的間隙過小，受熱時膨脹卡住，需適當(dāng)加大閥桿與襯套的間隙。

（4）調(diào)整或維護(hù)不當(dāng)，彈簧式安全閥的彈簧收縮過緊或緊度不夠，杠桿式安全閥的生鐵盤過重或過輕，需重新調(diào)定安全閥。

（5）閥門通道被盲板等障礙物堵住，應(yīng)清除障礙物。

（6）彈簧產(chǎn)生變形，應(yīng)更換彈簧。

（7）安全閥選用不當(dāng)，如在背壓波動大的場合，選用了非平衡式的安全閥等，需更換相應(yīng)類型安全閥。

3、安全閥達(dá)不到全開狀態(tài)

（1）安全閥選用的公稱壓力過大，彈簧剛度太大，需重新選用安全閥。

（2）調(diào)節(jié)圈調(diào)整不當(dāng)，需重新調(diào)整。

（3）閥瓣在導(dǎo)向套中摩擦阻力大大，需清洗、修磨或更換部件。

（4）安全閥排放管設(shè)置不當(dāng)，氣（汽）體流動阻力大，需重新調(diào)整排放管路。

4、閥瓣振蕩

（1）調(diào)節(jié)圈與閥瓣間隙太大，需重新調(diào)整。

（2）安全閥的排放量比容器所要求的泄放量大得太多，應(yīng)重新選型，使之相匹配。

（3）安全閥進(jìn)口管截面面積太小或阻力大，使安全閥的排氣（汽）量供應(yīng)不足，需更換或調(diào)整安全閥進(jìn)口管路。

（4）排入管路阻力太大，應(yīng)對管路進(jìn)行調(diào)整以減小阻力。    

5、閥瓣不能及時回座

（1）閥瓣在導(dǎo)向套中摩擦阻力大，間隙太小或不同軸，需進(jìn)行清洗、修磨或更換部件。

（2）閥瓣的開啟和回座機(jī)構(gòu)未調(diào)整好，應(yīng)重新調(diào)整。對彈簧式安全閥，通過調(diào)節(jié)彈簧壓縮力可調(diào)整其開啟壓力，通過調(diào)節(jié)下調(diào)節(jié)圈位置可調(diào)整其回座壓力。

十一、彈簧式安全閥選型分析指南安全閥的檢驗(yàn)期限

（1）安全閥一般每年至少校驗(yàn)一次；

（2）新安全閥在安裝前應(yīng)根據(jù)使用情況調(diào)試后，才準(zhǔn)安裝使用。

彈簧式安全閥故障深度解析與安裝

彈簧式安全閥通過彈簧的彈性力量實(shí)現(xiàn)密封件的閉鎖功能。一旦壓力容器內(nèi)部壓力異常升高，高壓將克服彈簧力量，使閉鎖裝置開啟，從而形成泄壓通道，釋放過高壓力。然而，在日常使用過程中，由于操作不當(dāng)或維護(hù)不足，安全閥也可能出現(xiàn)故障。以下是對其常見故障的詳細(xì)解析以及安裝時的注意事項(xiàng)。

一、彈簧式安全閥選型分析指南常見故障及處理方法

1. 泄漏問題

當(dāng)設(shè)備在正常工作壓力下出現(xiàn)超出允許范圍的滲漏時，可能是由于閥瓣與閥座密封面間有雜質(zhì)，可嘗試多次開啟閥門以沖刷雜質(zhì)；若密封面受損，需根據(jù)損傷程度進(jìn)行研磨修復(fù)；同時，還需檢查閥桿、杠桿等部件是否安裝正確或存在彎曲、傾斜等問題，必要時進(jìn)行更換或重新裝配；此外，彈簧的彈性降低也可能導(dǎo)致泄漏，此時需更換彈簧或調(diào)整開啟壓力。

2. 頻跳或振動現(xiàn)象

這通常是由于彈簧剛度過大所致，需更換剛度適中的彈簧；同時，檢查調(diào)節(jié)圈位置是否適當(dāng)，以及排放管道是否存在過大阻力，如有需要，應(yīng)重新調(diào)整調(diào)節(jié)圈位置或減小管道阻力。

3. 壓力達(dá)到規(guī)定值時不開啟

這種情況可能是由于定壓不準(zhǔn)確，需重新調(diào)整彈簧壓縮量或重錘位置；另外，閥瓣與閥座之間的粘連也可能導(dǎo)致無法開啟，因此需定期進(jìn)行手動放氣或放水試驗(yàn)；對于杠桿式安全閥，還需確保杠桿運(yùn)動自如，無卡阻現(xiàn)象。

4. 排放后閥瓣不回座

這通常是由于彈簧彎曲、閥桿安裝不正或被卡住等原因造成的，需進(jìn)行重新安裝和調(diào)整。

5. 排氣后壓力持續(xù)上升

這可能是由于所選安全閥排量小于設(shè)備所需的安全泄放量，需更換合適的安全閥；同時，檢查閥桿是否安裝正確、彈簧是否生銹以及排氣管是否足夠通暢，必要時進(jìn)行更換或調(diào)整。

6. 壓力未達(dá)到規(guī)定值即開啟

這主要是由于定壓不準(zhǔn)確或彈簧老化所致，需適當(dāng)調(diào)整定壓裝置或更換新彈簧。

二、彈簧式安全閥選型分析指南安裝注意事項(xiàng)

在安裝彈簧式安全閥時，需注意以下幾點(diǎn)：

首先，安裝前務(wù)必進(jìn)行密封性能檢測，確保安全閥無漏氣或氣墊破損現(xiàn)象；

其次，安裝過程中應(yīng)保持所有部件垂直安裝，確保安裝角度精確、規(guī)范；同時，避免在安全閥出口處施加壓力，保持出口暢通；

此外，操作人員在安裝時應(yīng)佩戴手套等工具，以防油污等污染物沾到安全閥片上，影響其密封性能；

最后，安裝過程中應(yīng)至少有兩名操作人員同時在場，安裝完成后需進(jìn)行試用，確保安全閥正常工作后方可投入使用。

遵循以上故障解析與安裝指導(dǎo)，可確保彈簧式安全閥的正常運(yùn)行及有效維護(hù)，從而提高設(shè)備的安全性和可靠性。