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阀门常识

安全阀的基本性能要求

2019-06-25

电动阀门


陆贡阀业生产的安全阀是用来防止受压设备中压力超过允许值得安全装置。这种功能是通过下列动作过程来实现的:当达到zui高允许压力时,安全阀能可靠地开启到全开启高度并排放规定数量的工作介质;在开启状态下安全阀应稳定而无振荡地排放;安全阀应在压力降至一定值时及时有效地关闭,并在关闭状态下,保证和恢复必需的密封性。

(1)可靠的密封性能

当锅炉压力容器处于正常运行压力时,关闭状态的安全阀应具有良好、可靠的密封性能。因为安全阀产生泄漏,损耗了工作介质(有时是很贵重或很危险的介质),增加了能量消耗,并使周围环境和大气受到工作介质的污染。过大的泄漏甚至会影响到设备或系统的正常工作,乃至迫使装置停止运行。持续的泄漏还会使安全阀密封面遭受侵蚀,从而导致安全阀完全失效。

安全阀几乎是一个平衡的系统。安全阀中弹簧或重锤的作用力超过介质作用力并不多,要求其阀门保持密封、无泄漏,其条件要比一般截止阀的阀门差的多。由于没有很大的作用力施加于密封面之间,安全阀阀瓣紧贴在阀座上仅仅形成了一个压紧比压很小的密封压力。密封压力由阀门整定压力同设备运行压力的差值决定。所以安全阀形成阀门开启时的压力与保持密封的压力之间的差值,通常也是一个不大的值。

锅炉压力容器用安全阀的密封性能试验时,应严格遵循有关规范及标准的规定。在GB12243《弹簧直接载荷式安全阀》中规定:蒸汽用安全阀的密封试验压力为90%整定压力或为回座压力zui小值,取二者较小值。空气或其它气体用以及水或其它液体用安全阀的密封试验压力(当整定压力大于或等于0.3MPa时)为90%整定压力。

对安全阀密封性的要求依其使用场合不同而有所区别。而使用场合的不同也决定着安全阀密封结构的不同。一般来说,对于密封面金属-非金属的安全阀,其泄漏应为零值;对于密封面为金属-金属的安全阀(高温压力容器等一般需此形式阀门),要达到无泄漏是很难实现的,但是国家法规及标准中对此泄漏率的规定是相当严格的。

(2)开启迅速、灵敏的动作性能

当锅炉压力容器内压力达到zui高允许压力时,即安全阀进口压力达到预先整定的压力值时,阀门应迅速、及时地开启。同时遵循预定的压力达到或大于规定的开启高度。安全阀对压力升高的反应不灵敏将会导致开启的滞后,这对于压力容器内为液压介质或液压系统来说,是特别危险的。对于不可压缩的液体,压力升高可能大大超过压力容器系统的强度值,从而导致容器及管道破裂,损坏及其它危险情况。

安全阀开启压力值于锅炉压力容器使用场合的不同也有所区别。如移动式压力容器用安全阀的开启压力为罐体设计压力的1.05~1.10倍;固定式压力容器上只装一个安全阀时,安全阀的开启压力不应大于压力容器的设计压力。

对于安全阀开启压力的偏差,在有关规范及标准中亦有明确的规定。安全阀进行开启压力试验时,其偏差应严格调整在规定的范围内。

(3)及时、稳定地排放性能

安全阀迅速开启并达到规定的开启高度(全开启)时,安全阀应稳定地保持在排放状态,并能够排放出额定的排量。

安全阀稳定地排放,应有合理结构形式及良好的机械特性,没有频跳、颤振、卡阻等现象。安全阀的通道几何尺寸及其结构应符合计算得到的参数。如果通道截面积过小,安全阀开启后,来不及将超压部分的介质排掉,压力容器压力继续上升,那是十分危险的;相反,通道截面积过分大于计算值,安全阀开启后,压力将急剧下降到工作压力以下,阀门将随着阀瓣对阀座的剧烈撞击而关闭。由于压力升高的根源并未消除,阀瓣再次开启,形成频跳,结果会造成阀座与阀瓣密封面的损坏。当用于不可压缩的液体时,还会引起系统中的水锤现象。

安全阀在规定的压力下可靠地达到全开启高度,并达到规定的排放能力,这一要求是重要的。对同样参数的介质,同样口径的安全阀,结构形式等不同,排放能力会有很大差别。目前,安全阀的发展趋向是提高排放能力。据有关资料先容,全启式安全阀的排放系数以达到0.975,要提高排放系数,必须增大阀瓣的开启高度和受压面积,充分利用气流的反冲作用。因为高速流动的气流,其方向改变时,动量的变化会产生巨大的阀瓣升力,安全阀在稳定地排放时,排放压力应小于或等于标准规定的zui高值。如弹簧直接载荷式安全阀在GB12243中规定:对于蒸汽、空气或水用安全阀的排放压力分别应小于或等于其整定压力的1.03倍,1.10倍及1.20倍。

(4)良好的回座性能

当安全阀排放一定时间后,介质压力下降至一定值,阀瓣下落与阀座密封面接触,重新达到密封状态。安全阀能及时有效地回座关闭,是性能良好的一个标志。因为安全阀发生动作,也不一定要求设备或系统停止运转和进行维修。有时安全阀发生动作是由于系统中的误操作等偶然因素所引起的。在这种情况下,不希翼安全阀回座压力降低到低于工作压力太多。

安全阀出现关闭不严的情况,是由于在密封面之间流过的介质薄层不能被截断,也就没有可能在设备的工作压力下恢复密封性。回座压力过低意味着能量和介质的过多损失,并给设备与系统恢复正常运行带来困难。相反回座压力也不宜过高。当回座压力高到接近开启压力时,容易导致阀门重新开启,造成阀门频跳,不利于关闭后重新建立密封。

安全阀动作以后重新建立密封,比维持原有密封状态更加困难。因为安全阀在关闭过程中,工作介质压力作用在阀瓣的较大的面积上,而在开启以前,只作用在手密封圈限制较小的面积上。所以安全阀容易在动作之后降低,以致失去密封性。直接作用式安全阀的回座密封问题是较难解决的问题之一,在带有辅助操纵结构的安全阀中,这个问题是采用强制密封的结构来解决的。安全阀的结构应当保证能快速有效地关闭。迅速有力的回座比逐渐、缓慢的回座更有利于密封的建立。

安全阀的回座性能是以开启压力值来相对衡量的,一般以启闭压差来确定。用于不同介质的安全阀,其启闭压力值是有所区别的。

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