安全閥是一種本質(zhì)安全的保護措施,通過(guò)彈簧力和介質(zhì)力自動(dòng)起跳,沒(méi)有任何人工參與和外力參與,從而防止了人為的誤操作而帶來(lái)的安全事故。
安全閥的功能是通過(guò)下列動(dòng)作過(guò)程來(lái)實(shí)現的:當系統達到最高允許壓力時(shí),安全閥能準確地開(kāi)啟,并隨著(zhù)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(zhì),當系統壓力降至一定值時(shí)應及時(shí)關(guān)閉,并在關(guān)閉狀態(tài)下,保持必需的密封性。
安全閥的種類(lèi)
安全閥按其整體結構及加載機構的不同,常用類(lèi)型為彈簧加載式安全閥、平衡波紋管式安全閥和先導式安全閥。
1、彈簧加載式安全閥是普通安全閥
借助彈簧的關(guān)閉力來(lái)克服由閥瓣下方介質(zhì)壓力所產(chǎn)生作用力。如果介質(zhì)對人身和環(huán)境無(wú)危害,例如無(wú)毒、非易燃易爆或者價(jià)格低廉,例如空氣,那么可以直接排放到大氣中,這種情況下使用普通安全閥。
2、平衡波紋管式安全閥
該波紋管的有效面積等于閥座密封面的面積,用來(lái)抵消作用于設定壓力上背壓的影響。適用于高溫高壓、背壓高或者介質(zhì)不能直接排放到大氣中的工況。
3、先導式安全閥
先導式安全閥通常由一個(gè)活動(dòng)的不平衡閥瓣的主閥和一個(gè)外部的導閥(活塞)組成,依靠從導閥排出介質(zhì)來(lái)驅動(dòng)或控制主閥的開(kāi)啟和關(guān)閉,較平衡波紋管式安全閥,其背壓補償系數更高,把背壓對動(dòng)作特性的影響降低到最小限度,排放量大。例如反應釜在超壓的過(guò)程中介質(zhì)排放量非常大,如果使用平衡波紋管式安全閥最多需要16臺,如果選擇先導式安全閥,使用8臺就足夠了,甚至更少。會(huì )為用戶(hù)帶來(lái)很多優(yōu)勢,如安裝量減少、維修量減少、工程量降低以及維護方便。當然先導式安全閥技術(shù)復雜程度較高,對于操作人員的技術(shù)水平提出了更高的要求。
安全閥安裝注意事項
安全閥屬于精密型的機械儀表,對它的安裝、使用要求比較高。對于連續流程工業(yè)來(lái)說(shuō),一套裝置在建成后,會(huì )經(jīng)過(guò)吹掃、氣密、試壓等幾道工序,然后進(jìn)行投料試車(chē)。用戶(hù)常犯的一個(gè)失誤是,在吹掃時(shí)就將安全閥安裝在工藝管道上,由于安全閥處于關(guān)閉狀態(tài),吹掃過(guò)程中,雜物進(jìn)入安全閥入口,打壓測試時(shí),安全閥起跳,回座時(shí)由于有雜物,安全閥就會(huì )失效。
按照國家標準,在進(jìn)行吹掃時(shí),須采取以下措施:
安全閥允許安裝在工藝管道上,但安全閥的入口要增加盲板,進(jìn)行密封。
不安裝安全閥,將安全閥與工藝管道的連接處使用盲板進(jìn)行密封,在試壓結束后將安全閥進(jìn)行回裝。
安全閥上鎖,但該措施存在一個(gè)風(fēng)險,可能由于操作人員的疏忽而忘記拆除,造成安全閥無(wú)法正常工作。
安全閥的加工制造難點(diǎn)
如何保證安全閥準確起跳、具有良好的機械性能、有效密封、穩定排放等等,涉及到很多基礎學(xué)科,例如流體力學(xué)、結構力學(xué)、材料力學(xué)等,還必須要建立數學(xué)模型。
加工制造主要有以下難點(diǎn):
難點(diǎn)一:彈簧是安全閥的關(guān)鍵零部件之一,其質(zhì)量直接影響到安全閥性能的穩定性。安全閥的整體壓力是通過(guò)調整彈簧的壓縮量獲得的,在安全閥的結構尺寸已經(jīng)確定的情況下,彈簧的彈性系數的穩定性決定了安全閥的排放壓力、回座壓力、開(kāi)啟高度和力學(xué)性能是否能夠滿(mǎn)足相關(guān)標準的要求。
彈簧的彈性系數受溫度影響,從自控的角度來(lái)說(shuō),彈簧的溫漂、零漂與對彈簧材料溫度的控制有關(guān),尤其是特殊彈簧,國內在這方面還存在一定差距。
難點(diǎn)二:從工業(yè)應用來(lái)說(shuō),安全閥屬于靜設備,但它的內部有一個(gè)動(dòng)部件,安全閥應有合理的結構形式及良好的機械性能,保證在運行的過(guò)程中閥瓣不發(fā)生卡澀現象。
難點(diǎn)三:建立閥體結構和內部結構的流體力學(xué)模型。
難點(diǎn)四:噴嘴的結構設計要能夠保證介質(zhì)非常穩定地排放。
難點(diǎn)五:安全閥的密封性能主要是通過(guò)閥瓣和閥座實(shí)現的,其加工精度對于安全閥的密封性能有很大影響,通常采用在表面堆焊硬質(zhì)合金的方法提高密封性能和耐磨壽命,堆焊的工藝比較復雜,較難控制。
以上難點(diǎn)是可以通過(guò)技術(shù)改進(jìn)不斷完善的,最主要的難點(diǎn)是質(zhì)量控制,即使所有的零部件經(jīng)檢驗合格,但組裝過(guò)程中操作人員的操作水平、工作態(tài)度,以及調試過(guò)程中的把關(guān)控制,都有可能產(chǎn)生人為偏差,從而影響安全閥的性能。