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安全閥的基本知識(shí)和校驗(yàn)維修大全

發(fā)布日期:2023-05-08       來源:科威納視界


1、安全閥的基本知識(shí)

    1)閥門:安裝在壓力容器、受壓設(shè)備及連接管道上,用以控制介質(zhì)流向的、具有可動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械產(chǎn)品的總稱。

    2)閥門的公稱通經(jīng):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(dòng)閥門,能不借助任何外力而只利用介質(zhì)本身的力來排出一額定數(shù)量的流體,以防止系統(tǒng)內(nèi)壓力超過預(yù)定的安全值。當(dāng)壓力恢復(fù)正常后,在自行關(guān)閉并阻止介質(zhì)繼續(xù)流出的一種閥。

   4)工作壓力P:閥門在使用介質(zhì)溫度下的壓力。

   5)工作溫度T:閥門在使用介質(zhì)下的溫度。

   6)整定壓力Ps: 安全閥在運(yùn)行條件下開始開啟的預(yù)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(dá)到排放狀態(tài)后,介質(zhì)壓力下跌至一定值,閥瓣重新與閥座接觸,亦即開啟高度變?yōu)榱銜r(shí),閥門進(jìn)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?jǐn)?shù)來表示,只有當(dāng)整定壓力很低時(shí),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?jǐn)?shù)來表示)。

   10)開啟高度h: 閥瓣離開關(guān)閉位置的實(shí)際升程。

   11)流道面積A:指閥進(jìn)口端到關(guān)閉件密封面間流道的最小截面積,用來計(jì)算無任何阻力影響時(shí)的理論排量。對(duì)應(yīng)于流道面積A的流道直徑為do(喉徑)。

   12)排量系數(shù)Kd:閥門實(shí)際排量與理論排量的比值。

   13)密封試驗(yàn)壓力Pt: 進(jìn)行密封試驗(yàn)時(shí)規(guī)定的壓力,在此壓力下測(cè)量通過關(guān)閉件密封面的泄漏率。一般取整定壓力的90%作為密封試驗(yàn)壓力。

   14)出廠試驗(yàn);出廠前對(duì)產(chǎn)品所進(jìn)行的殼體強(qiáng)度、密封性、開啟壓力的試驗(yàn)。


2、安全閥基本結(jié)構(gòu)

(1)閥體。

(2)閥座。

(3)閥瓣。

(4)調(diào)節(jié)圈。

(5)彈簧。

(6)閥桿。

(7)閥蓋。

(8)閥帽。


3、安全閥的分類


(1)按使用介質(zhì)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(jié)構(gòu)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(dǎo)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。


4、安全閥的基本要求

安全閥必須具備運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性兩大要求,在動(dòng)作過程中必須做到:靈敏的開啟、足量的排放、及時(shí)的回座、可靠的密封。


5、對(duì)安全閥的基本技術(shù)要求

(1)整定壓力大于3.0Mpa的蒸汽用安全閥或介質(zhì)溫度大于235℃的空氣或其它氣體用安全閥,應(yīng)能防止排出的介質(zhì)直接沖蝕彈簧。

(2)蒸汽用安全閥必須帶有扳手,當(dāng)介質(zhì)壓力達(dá)到整定壓力75%以上時(shí),能利用扳手將閥瓣提升,該扳手對(duì)閥的動(dòng)作不應(yīng)造成阻礙。

(3)對(duì)有毒或易燃性介質(zhì)用安全閥必須采用封閉式安全閥,且要防止閥蓋和保護(hù)罩墊片處的泄漏。

(4)為防止調(diào)整彈簧壓縮量的機(jī)構(gòu)松動(dòng),以及隨意改變已調(diào)好的壓力,必須設(shè)有防松裝置并加鉛封。

(5)閥座應(yīng)固定在閥體上,不得松動(dòng),全啟式安全閥應(yīng)設(shè)有限制開啟高度的機(jī)構(gòu)。

(6)安全閥即使有部分損壞,任應(yīng)能達(dá)到額定排量,當(dāng)彈簧破損時(shí),閥瓣等零件不會(huì)飛出閥體外。

(7)對(duì)有附加背壓力的安全閥,應(yīng)根據(jù)其壓力的大小和變動(dòng)情況,設(shè)置背壓平衡機(jī)構(gòu)。

(8)對(duì)先導(dǎo)式安全閥應(yīng)分別對(duì)導(dǎo)閥和主閥作密封性和開啟動(dòng)作試驗(yàn),都應(yīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能要求。


6、安全閥的動(dòng)作原理

向下作用于閥瓣的彈簧預(yù)緊力Fd,一部分用來抵抗介質(zhì)作用力Po.S,另一部分產(chǎn)生閥門密封件之間的相互壓緊力f,隨著介質(zhì)壓力的提高,密封件間的相互壓緊力隨之減少,當(dāng)介質(zhì)壓力達(dá)到開啟壓力Ps時(shí),相互壓緊力為零,安全閥開啟,此時(shí)滿足:Fd=Ps.S。 


7、安全閥相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

由于安全閥的重要性,世界各國都對(duì)安全閥的設(shè)計(jì)制造制定了許多相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。我國早期的安全閥標(biāo)準(zhǔn)大都參照前蘇聯(lián)的安全閥標(biāo)準(zhǔn)。目前采用的安全閥標(biāo)準(zhǔn)有:

GB/T12241(安全閥一般要求)

GB/T12242(安全閥性能試驗(yàn)方法)

GB/T12243(彈簧直接載荷式安全閥)

ZB-J98-013(電站安全閥技術(shù)條件)

API520/API526/API527(美標(biāo))


8、安全閥校驗(yàn)與維修

要全面的檢驗(yàn)安全閥的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)必須是進(jìn)行全性能試驗(yàn),試驗(yàn)最基本的要求是具有實(shí)際運(yùn)行狀態(tài),甚至超過實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。這種試驗(yàn)裝置除了高溫高壓容器等設(shè)備外,還要具備各種參數(shù)的快速測(cè)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(yàn)是安全閥試驗(yàn)的一部分,是制造廠出廠試驗(yàn)的主要項(xiàng)目。出廠前一般都用常溫的安全閥校驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行空氣介質(zhì)的開啟壓力整定和密封性試驗(yàn)。安全閥常溫校驗(yàn)臺(tái)只能做開啟壓力整定和密封性試驗(yàn)。


9、安全閥在什么情況下需要校驗(yàn)

1)長期存放或第一次使用之前。

2)定期校驗(yàn)。

3)嚴(yán)重?fù)p壞和銹蝕的閥。

4)閥門銘牌丟失的閥。

5)鉛封損壞的閥門。


10、回座壓力的調(diào)整意義和方法

國標(biāo)定義的回座壓力指安全閥達(dá)到排放狀態(tài)后,介質(zhì)壓力下跌至一定值,閥瓣重新與閥座接觸,亦即開啟高度變?yōu)榱闶牵y門進(jìn)口處的靜壓力,回座壓力太低太高都不 好,太低將造成介質(zhì)和能量的損失,太高則達(dá)不到排放量,造成閥門頻跳,原則是在能達(dá)到排放量的情況下盡量的調(diào)高回座壓力,降低介質(zhì)和能量的損失。

回座壓力是通過調(diào)節(jié)圈來調(diào)整的,調(diào)節(jié)的原理是間隙原理,間隙越小,噴出時(shí)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。

對(duì)于只有下調(diào)節(jié)圈的安全閥,調(diào)節(jié)圈向上調(diào),回座壓力下降,調(diào)節(jié)圈向下調(diào),回座壓力升高;對(duì)于有上下調(diào)節(jié)圈的安全閥,上下調(diào)節(jié)圈的距離減小,回座壓力降低,上下調(diào)節(jié)圈的距離增大,回座壓力升高。


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11、校驗(yàn)方法及其優(yōu)缺點(diǎn)

安全閥校驗(yàn)有現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)(在線校驗(yàn))和校驗(yàn)臺(tái)校驗(yàn)兩種手段,條件允許下應(yīng)該盡量在現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn),因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)更切合實(shí)際運(yùn)行工況,因而更可靠。

現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn):便于對(duì)焊接式安全閥的校驗(yàn),可測(cè)定回座壓力,測(cè)量準(zhǔn)確。

缺點(diǎn)是校驗(yàn)時(shí)間長,系統(tǒng)要反復(fù)升壓,不經(jīng)濟(jì),較危險(xiǎn),不可以做密封性試驗(yàn)。 


12、安全閥常溫校驗(yàn)臺(tái)的優(yōu)缺點(diǎn)

a.解決常溫介質(zhì)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(jié)約了新裝安全閥的調(diào)整時(shí)間,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,減小能源消耗和減小工作危險(xiǎn)性。

c.存在運(yùn)行溫度與常溫下的誤差(彈簧在高溫下變軟),不能校驗(yàn)回座壓力。

 

13、常溫校驗(yàn)所使用的介質(zhì)

常溫校驗(yàn)一般使用空氣、氮?dú)夂退▔毫υ?0Mpa以上使用)。氧氣、氫氣、乙炔氣等易燃、助燃或有毒有害介質(zhì)不能作為介質(zhì)源校驗(yàn)。煤油、汽油、柴油等也不能作為介質(zhì)源。二氧化碳?xì)怏w雖無毒不燃,但容易結(jié)冰,堵塞管路。


14、安全閥校驗(yàn)原理

將帶壓力的介質(zhì)通入被校驗(yàn)安全閥的進(jìn)口處,待介質(zhì)壓力上升到安全閥開啟狀態(tài),測(cè)得此時(shí)的壓力,即位開啟壓力并進(jìn)行調(diào)整至規(guī)定的開啟值即完成開啟壓力的校驗(yàn)。然后在壓力下降至規(guī)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(zhì)泄漏,即密封性校驗(yàn)。


15、安全閥的修理

安全閥的修理主要是對(duì)安全閥密封面的修理,所以對(duì)安全閥密封面材料有較高的要求,基本要求是:有較高強(qiáng)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(zhì)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(zhì),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(zhì),金屬密封多用于高溫高壓介質(zhì)。非金屬材質(zhì)的密封面在損壞后,一般都將鑲?cè)Γ芊猸h(huán))拆下調(diào) 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(yán)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(jìn)行分開研 磨,不能對(duì)磨,因?yàn)閷?duì)磨后出現(xiàn)溝漕,一經(jīng)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(zhì)合金(用于細(xì)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(jī)油、菜油、豬油。

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(3)密封面的研磨



 

研磨是應(yīng)用磨具和研磨劑,在研磨劑承受磨具一定的壓力后,對(duì)工作表面進(jìn)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(jí),這種工藝加工過程叫研磨。

研磨的原理;研磨時(shí),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(nèi)。當(dāng)磨具與工件作復(fù)雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),磨料就在工件和磨具之間作滑動(dòng)、滾動(dòng),產(chǎn)生切削和劑壓,而使工件表面磨去一層凸峰,同時(shí)研磨劑起化學(xué)作用,很快形成一層氧化膜。

(4)安全閥金屬銘牌應(yīng)包含的內(nèi)容



 

1)型號(hào)、規(guī)格(通徑)。

2)壓力等級(jí)。

3)流道直徑。

4)公稱壓力。

5)使用溫度、介質(zhì)。

6)額定排量系數(shù)。

7)制造廠、制造批準(zhǔn)書編號(hào)。

8)出廠年月。

9)產(chǎn)品編號(hào)。

10)檢驗(yàn)合格標(biāo)志。

11)開啟壓力。

(5)高壓校驗(yàn)的特點(diǎn)和注意事項(xiàng)



 

1)高壓安全閥開啟時(shí)聲音很大,特別是大口徑。

2)高壓安全閥開啟是振動(dòng)較大。

3)開啟時(shí)反沖力很大,故法蘭連接處材料要好。

4)彈簧調(diào)節(jié)不能很大,只能微調(diào)(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(yàn)時(shí)與工作情況存在誤差(彈簧在高溫時(shí)較軟)。

6)校驗(yàn)的氣流、水流必須經(jīng)過過濾。


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