安全阀的工作原理

安全阀的工作原理
安全阀是一种由进口静压开启的自动泄压防护装置,它是压力容器zui为重要的安全附件之一,它的功能是：当容器内压力超过某一定值时,依靠介质自身的压力自动开启阀门,迅速排出一定数量的介质。当容器内的压力降到允许值时,阀又自动关闭,使容器内压力始终低于允许压力的上限,自动防止因超压而可能出现的事故,所以安全阀又被称为压力容器的zui终保护装置。安全阀根据工作压力能自动启闭，一般安装于封闭系统的设备或管路上保护系统安全。安全阀属于自动阀类,主要用于锅炉、压力容器和管道上,控制压力不超过规定值,对人身安全和设备运行起重要保护作用。安全阀是一种安全保护用阀,它的启闭件受外力作用下处于常闭状态,当设备或管道内的介质压力升高,超过规定值时自动开启,通过向系统外排放介质来防止管道或设备内介质压力超过规定数值。当设备或管道内压力超过规定值时，即自动开启泄压，保证设备和管道内介质压力在规定数值以内，防止发生事故。阀门自动开启,介质从中泄出、减压；当压力回到正常值时,弹簧压力又将阀芯推向阀座,阀门自动关闭。安全阀类的作用是防止管路或装置中的介质压力超过规定数值,从而达到安全保护的目的。

弹簧式安全阀特点
1、弹簧微启式安全阀
弹簧微启式安全阀是利用压缩弹簧的力来平衡作用在阀瓣上的力。螺旋圈形弹簧的压缩量可以通过转动它上面的调整螺母来调节，利用这种结构就可以根据需要校正安全阀的开启（整定）压力。弹簧微启式安全阀结构轻便紧凑，灵敏度也比较高，安装位置不受限制，而且因为对振动的敏感性小，所以可用于移动式的压力容器上。这种安全阀的缺点是所加的载荷会随着阀的开启而发生变化，即随着阀瓣的升高，弹簧的压缩量增大，作用在阀瓣上的力也跟着增加。这对安全阀的迅速开启是不利的。另外，阀上的弹簧会由于*受高温的影响而使弹力减小。用于温度较高的容器上时，常常要考虑弹簧的隔热或散热问题，从而使结构变得复杂起来。
2、弹簧全启式安全阀的开启高度大于或等于流道直径的1/4。全启式安全阀的排放面积是阀座喉部zui小截面积。其动作过程是属于两段作用式，必须借助于一个升力机构才能达到全开启，全启式安全阀主要用于气体介质的场合。
3、中启式安全阀开启高度介于微启式与全启式之间。即可以做成两段作用，也可以做成比例作用式。
4、弹簧微启封闭式高压安全阀的开启高度小于流道直径的1/4，通常为流道直径的1/40一1/20。微启式安全阀的动作过程是比例作用式的，主要用于液体场合，有时也用于排放量很小的气体场合。

先导式安全阀作用
先导式安全阀是依靠从导阀排出的介质来驱动或控制的。而导阀本身是一个直接作用式安全阀，有时也采用其他形式的阀门。先导式安全阀适用于高压、大口径的场合。先导式安全阀的主阀还可以设计成依靠工作介质来密封的形式，或者可以对阀瓣施加比直接作用式安全阀大得多的机械载荷，因而具有良好的密封性能。同时，它的动作很少受背压的影响。这种安全阀的缺点在于它的可靠性同主阀和导阀有关，动作不如直接作用式安全阀那样迅速、可靠，而且结构较复杂。带动力辅助装置的安全阀是借助于一个动力辅助装置，在低于正常开启压力的情况下强制安全阀开启。这种安全阀适用于开启压力很接近于工作压力的场合，或需定期开启安全阀以进行检查或吹除粘着、冻结的介质的场合。同时，也提供了一种在紧急情况下强制开启安全阀的手段。固定不可调安全阀压力值出厂已设定好，使用时不能变动，常用在*空调空调、锅炉壁挂炉、太阳能等系统。可调安全阀起跳压力可随用户的不同需求在一定范围能任意设置，常用于系统保护压力需经常变动的场合，但价格一般也比较高。

脉冲式安全阀应用
脉冲式安全阀主要应用于电站锅炉、各种压力容器、减温减压装置等设备，防止设备压力超过允许值时及时泄压，保证设备的安全运行。脉冲式安全阀引出管与主安全阀的入口管之间应保持一段较长的距离，电接点压力表和主安全阀入口管之间的距离，不得小于5倍主安全阀入口管径，以免主安全阀动作时，因排汽影响电接点压力表和脉冲安全阀工作的正确性。脉冲式安全阀由主阀和辅阀构成，通过辅阀的脉冲作用带动主阀动作、其结构复杂，通常只适用于安全泄放量很大的锅炉和压力容器。
脉冲式安全阀的主要结构特点有：
1、通过杠杆和重锤来平衡阀瓣的压力，使阀门保证密封，移动重锤的位置和改变重锤的重量来达到要求的起跳压力。
2、GA49H脉冲式安全阀密封材质使用铁基铬镍不锈钢堆焊而成，阀瓣经过热处理，提高了耐磨性和抗冲蚀性。
3、GA49H脉冲式安全阀阀门上部带有开启和关闭的电磁铁，机械和电器动作互不干扰。

安全阀故障及原因
安全阀的泄漏不但会引起介质损失。另外，介质的不断泄漏还会使硬的密封材料遭到破坏，但是，常用的安全阀的密封面都是金属材料对金属材料，虽然力求做得光洁平整，但是要在介质带压情况下做到不漏也是非常困难的。因此，对于工作介质是蒸汽的安全阀，在规定压力值下，如果在出口端肉眼看不见，也听不出有漏泄，就认为密封性能是合格的。一般造成阀门漏泄的原因主要有以下三种情况： 一种情况是，脏物杂质落到密封面上，将密封面垫住，造成阀芯与阀座间有间隙，从而阀门渗漏。消除这种故障的方法就是清除掉落到密封面上的脏物及杂质，一般在锅炉准备停炉大小修时，首先做安全门跑砣试验，如果发现漏泄停炉后都进行解体检修，如果是点炉后进行跑砣试验时发现安全门漏泄，估计是这种情况造成的，可在跑砣后冷却20分钟后再跑舵一次，对密封面进行冲刷。 另一种情况是密封面损伤。造成密封面损伤的主要原因有以下几点：一是密封面材质不良。例如，在3～9号炉主安全门由于多年的检修，主安全门阀芯与阀座密封面普遍已经研得很低，使密封面的硬度也大大降低了，从而造成密封性能下降，消除这种现象的方法就是将原有密封面车削下去，然后按图纸要求重新堆焊加工，提高密封面的表面硬度。注意在加工过程中一定保证加工质量，如密封面出现裂纹、沙眼等缺陷一定要将其车削下去后重新加工。新加工的阀芯阀座一定要符合图纸要求。目前使用YST103通用钢焊条堆焊加工的阀芯密封面效果就比较好。二是检修质量差，阀芯阀座研磨的达不到质量标准要求，消除这种故障的方法是根据损伤程度采用研磨或车削后研磨的方法修复密封面。 造成安全阀漏泄的另一个原因是由于装配不当或有关零件尺寸不合适。在装配过程中阀芯阀座未*对正或结合面有透光现象，或者是阀芯阀座密封面过宽不利于密封。消除方法是检查阀芯周围配合间隙的大小及均匀性，保证阀芯*孔与密封面同正度，检查各部间隙不允许抬起阀芯；根据图纸要求适当减小密封面的宽度实现有效密封。

安全阀的故障排除
1、安全阀排放后阀瓣不回座。这主要是弹簧弯曲阀杆、阀瓣安装位置不正或被卡住造成的。应重新装配。
2、安全阀泄漏。在设备正常工作压力下，阀瓣与阀座密封面之间发生超过允许程度的渗漏。其原因有：阀瓣与阀座密封面之间有脏物。可使用提升扳手将阀开启几次，把脏物冲去；密封面损伤。应根据损伤程度，采用研磨或车削后研磨的方法加以修复；阀杆弯曲、倾斜或杠杆与支点偏斜，使阀芯与阀瓣错位。应重新装配或更换；弹簧弹性降低或失去弹性。应采取更换弹簧、重新调整开启压力等措施。
3、安全阀到规定压力时不开启。造成这种情况的原因是定压不准。应重新调整弹簧的压缩量或重锤的位置；阀瓣与阀座粘住。应定期对安全阀作手动放气或放水试验；杠杆式安全阀的杠杆被卡住或重锤被移动。应重新调整重锤位置并使杠杆运动自如。
4、安全阀排气后压力继续上升。这主要是因为选用的安全阀排量小平设备的安全泄放量，应重新选用合适的安全阀；阀杆中线不正或弹簧生锈，使阀瓣不能开到应有的高度，应重新装配阀杆或更换弹簧；排气管截有不够，应采取符合安全排放面积的排气管。
5、安全阀阀瓣频跳或振动。主要是由于弹簧刚度太大。应改用刚度适当的弹簧；调节圈调整不当，使回座压力过高。应重新调整调节圈位置；排放管道阻力过大，造成过大的排放背压。应减小排放管道阻力。
6、不到规定压力开启。主要是定压不准；弹簧老化弹力下降。应适当旋紧调整螺杆或更换弹簧。

安全阀安装与维护
1、安全阀应垂直安装在锅商、集箱的zui高位置。在安全阀和锅筒或集箱之间，不得装有取用蒸汽的出口管和阀门。
2、杠杆式安全阀要有防止重锤自行移动的装置和限制杠杆越轨的导架，弹簧式安全阀要有提升手把和防止随便拧动调整螺钉的装置。
3、对于额定蒸汽压力小于或等于3.82MPa的锅炉，安全阀喉径不应小于25mm；对于额定蒸汽压力大于3.82MPa的锅炉，安全阀喉径不应小于20mm。
4、安全阀与锅炉的连接管，其截面积应不小于安全阀的进口截面积。如果几个安全阀共同装设在一根与锅筒直接相连的短管上，短管的通路截面积应不步于所有安全阀排汽面积的1.25倍。
5、安全阀一般应装设排汽管，排汽管应直通安全地点，并有足够的截面积，保证排汽畅通。安全阀排气管底部应装腔作势有接到安全地点的疏水管，在排气管和疏水管上都不允许装设阀门。
6、额定蒸发量大于0.5t/h的锅炉，至少装设两个安全阀；额定蒸发量小于或等于0.5t/h的锅炉，至少装一个安全阀。可分式省煤器出口处、蒸汽过热器出口处都必须装设安全阀。
7、压力容器的安全阀直接装在压力容器本体的zui高位置上。液化气体贮罐的安全阀必须装设在气相部位。一般可用短管与容器连接，则此安全阀短管的直径应不小于安全阀的阀径。
8、安全阀与容器之间一般不得装设阀门，对易燃易爆或黏性介质的容器，为了安全阀的清洗或更换方便，可装设截止阀，该截止阀在正常操作时必须全开并加铅封，避免乱动。
9、对易燃易爆或有毒介质的压力容器，安全阀排出的介质必须有安全装置和回收系统。杠杆式安全阀的安装必须保持铅垂位置，弹簧安全阀也垂直安装，以免影响其动作。安装时还应注意配合、零件的同轴度和应使各个螺栓均匀受力。
10、新装安全阀应附有产品合格证，安装前要进行复校，加以铅封并出具安全阀校验。
11、安全阀的出口应无阻力，避免背压现象，若装设排泄管，其内径应大于安全阀的出口通径，安全阀排除口应注意防冻，对盛装易燃或有毒、剧毒介质的容器，排泄管应直通室外安全地点或有进行妥善处理的设施，排泄管不准装设任何阀门。 
12、承压设备与安全阀之间不得装有任何阀门，对盛易燃、易爆、有毒或粘性介质的容器，为便于更换、清洗，可装截止阀，其结构和通径尺寸不应妨碍安全阀的正常运行。正常运行时，截止阀必须全开并加铅封。 

安全阀制造与标准
标准编号 标准中文名称 标准英文名称
SY/T0525.1-93  石油储罐液压安全阀 　
SY/T10006-2000  海上井口地面安全阀和水下安全阀规范 　
SY/T10024-1998  井下安全阀系统的设计、安装、修理和操作的*作法 　
GB/T14087-1993  船用空气瓶安全阀 Safety valves for marine air vessel
JB/T6441-1992（2005复审）  压缩机用安全阀 　
JB/T2203-1999  弹簧式安全阀 结构长度 　
JB/T9624-1999  电站安全阀技术条件 　
JB/T53170-1999  弹簧直接载荷式安全阀 产品质量分等 　
NF E86-512-1-2002  冷凝容器.防超压安全设施.第1部分:冷凝设备的安全阀 （Cryogenic vessels - Safety devices for protection against excessive pressure - Part 1 : safety valves for cryogenic service.）
NF A84-330-1982  气焊设备.乙炔发生器用“防回气—断火”的液压安全阀和组合装置.规范和试验 （GAS WELDING EQUIPMENT. HYDRAULIC SAFETY SEALS AND COMBINED “NON-RETURN VALVE/FLAME ARRESTOR“ DEVICES FOR ACETYLENE GENERATORS. REQUIREMENTS AND TESTS.）
NF E32-110-10-2002  水管锅炉和辅助设备.第10部分:防过压安全阀的要求 （Water-tube boilers and auxiliary installations - Part 10 : requirements for safeguards against excessive pressure.）
NF D36-404-2000  建筑阀门.温度和压力组合安全阀.试验和要求 （Building valves - Combined temperature and pressure relief valves - Tests and requirements.）
NF M87-213-2001  石油和天然气工业.下降孔设备.地下安全阀设备 （Petroleum and natural gas industries - Downhole equipment - Subsurface safety valve equipment.）
NF T81-103-1980  液态体化学产品的运输和装卸.底部注入或排放的罐车.内部关闭阀和安全阀.使用压力等于或小于４巴 （TRANSPORTATION AND HANDLING OF LIQUID CHEMICAL PRODUCTS. TANKER VEHICLES FILLED AND EMPTIED FROM BELOW. INTERNAL SAFETY AND STOP VALVE. OPERATING PRESSURE EQUAL TO OR LESS THAN 4 BAR.）
NF E29-420-1985  工业阀门.安全阀.技术说明书样式和协调证明书 （INDUSTRIAL VALVES. SAFETY AND RELIEF VALVES. MODEL OF TECHNICAL SPECIFICATIONS AND CONFORMITY CERTIFICATE.）
NF P52-001-1975  取暖设备用安全阀.一般技术规范 （SAFETY VALVES FOR HEATING INSTALLATIONS.）
NF E29-413-1989  工业阀门.安全阀流量计算.其他方法 （INDUSTRIAL VALVE. SAFETY VALVES AND BURSTING DISC（S） DEVICES. CALCULATION OF THEORETICAL FLOWRATE.）
NF E29-414-1992  工业阀门.安全阀门.安全阀门类型S,G1,L1和L2流率计算示例 （INDUSTRIAL VALVES. SAFETY VALVES. EXAMPLES FOR FLOWRATE CALCULATION OF SAFETY VALVES TYPES S,G1,L1 AND L2.）
NF E29-415-1990  工业阀门.安全阀.G平方型安全阀排出空气当量流量计算实例.GPL标准蓄水池的应用 （INDUSTRIAL VALVES. SAFETY VALVES. CALCULATION OF AIR EQUIVALENT FLOW CAPACITY FOR SAFETY VALVES OF TYPE G2. APPLICATION FOR STANDARD VESSELS FOR GPL.）
NF E29-421-1987  工业阀门.安全阀.安全膜.为获得工作特性的安装规范 （Industrial valves. Safety valves. Bursting discs.）
NF D36-403-2000  建筑阀门.压力安全阀.试验和要求 （Building valves - Pressure safety valves - Tests and requirements.）
ANSI/UL 132-2002  无水氨气和液化石油气的安全阀的安全标准  （Standard for Safety for Safety Relief Valves for Anhydrous Ammonia and LP-Gas ）
ANSI Z21.22a Addenda-1990  热水供给系统用安全阀和煤气自动关闭系统.补充件 （Relief valves and automatic gas shutoff devices for hot water supply systems; Addenda）
ANSI Z21.22-1986  热水供给系统用安全阀和煤气自动关闭系统 （Relief valves and automatic gas shutoff devices for hot water supply systems）
ANSI/API 527-1991  安全阀的阀座紧密性 （Seat Tightness of Safety Relief Valves）
BS EN 13953-2003  液化石油气（LPG）用移动式可填充储气瓶的减压安全阀 （Pressure relief valves for transportable refillable cylinders for Liquefied Petroleum Gas （LPG））
BS EN 13648-1-2002  冷凝容器.防超压保护设施.冷凝设备的安全阀 （Cryogenic vessels - Safety devices for protection against excessive pressure - Safety valves for cryogenic service）
BS EN 1489-2000  建筑物阀门.压力安全阀门.试验和要求 （Building valves - Pressure safety valves - Tests and requirements）
BS EN ISO 10432-2000  石油和天燃气工业.下井设备.地下安全阀设备 （Petroleum and natural gas industries - Downhole equipment - Subsurface safety valve equipment）
EN ISO 10432-1999  石油和天然气工业　下降孔设备　地下安全阀设备 Petroleum and natural gas industries - Downhole equipment - Subsurface safety valve equipment （ISO 10432:1999）
EN 1489-2000  建筑阀门 压力安全阀门 试验和要求 Building valves - Pressure safety valves - Tests and requirements
prEN 45512-1994  采购指南 管道系统和阀 包括安全阀的锅炉和高压管道阀 Guide for procurement - Pipework and valves - Boiler and high pressure piping valves including safety valves
EN 13648-1-2002  低温容器 抗过压保护安全设备 第1部分：低温服务用安全阀 Cryogenic vessels - Safety devices for protection against excessive pressure - Part 1: Safety valves for cryogenic service
prEN ISO 4126-1-2003  防止过压防护的安全装置 第1部分：安全阀 Safety devices for protection against excessive pressure - Part 1: Safety valves （ISO/FDIS 4126-1:2003）
prEN ISO 4126-4-2003  保护额外压力的安全设备　第4部分：飞行员操作安全阀 Safety devices for the protection against excessive pressure - Part 4: Pilot operated safety valves （ISO/FDIS 4126-4:2003）
BS 1123-1-1987  压缩空气或惰性气体装置用安全阀、计量表和易熔塞.第1部分:安装实用规程 （Safety valves, gauges and fusible plugs for compressed air or inert gas installations - Code of practice for installation）
BS 6759-2-1984  安全阀.第2部分:惰性气体或压缩空气用安全阀规范 （Safety valves - Specification for safety valves for compressed air or inert gases）
BS 6759-1-1984  安全阀.第1部分:蒸汽与热水用安全阀规范 （Safety valves - Specification for safety valves for steam and hot water）
BS 6759-3-1984  安全阀.第3部分:工作流体用安全阀规范 （Safety valves - Specification for safety valves for process fluids）
DIN 3394-3-2004  自动控制阀.第3部分:压力为4巴及以下的0级减压安全阀 （Automatic control valves - Part 3: Class 0 pressure relief, valves for pressure up to 4 bar）
DIN 5589-1990  有轨车辆的压缩空气装置.安全阀.安装和连接尺寸.要求 （Compressed air equipment for rail vehicles; safety valves; mounting and connecting dimensions, requirements）
DIN EN ISO 10432-2000  石油和天燃气工业.下山巷道设备.地下安全阀规范 （Petroleum and natural gas industries - Downhole equipment - Subsurface safety valve equipment （ISO 10432:1999）; German version EN ISO 10432:1999）
DIN 87901-2001  泵用双向安全阀 （Sniffle valves for pumps）
DIN EN 1489-2000  建筑物阀门.压力安全阀门.试验和要求 （Building valves - Pressure safety valves - Tests and requirements; German version EN 1489:2000）
DIN EN 13648-1-2002  冷凝容器.防超压保护设施.第1部分:冷凝设备的安全阀 （Cryogenic vessels - Safety devices for protection against excessive pressure - Part 1: Safety valves for cryogenic service; German version EN 13648-1:2002）
DL/T959-2005  电站锅炉安全阀应用导则 　
JIS B8652-2002  比例电动液压减压阀及安全阀的试验方法 （Test methods for electro-hydraulic proportional pressure relief valves and electro-hydraulic proportional pressure reducing and relieving valves）
JIS B8210-1994  蒸汽锅炉和压力容器.弹簧式安全阀 （Steam boilers and pressure vessels -- Spring loaded safety valves）
JIS B8414 AMD 1-2003  热水器用安全阀（修改件1） （Relief valves for hot water appliances （Amendment 1））
JIS B8210 ERRATUM 1-2001  蒸汽锅炉和压力容器.弹簧式载荷安全阀（勘误1） （Steam boilers and pressure vessels -- Spring loaded safety valves （Erratum 1））
JIS B8225-1993  安全阀排放系数的测定方法 （SAFETY VALVES - MEASURING METHODS FOR COEFFICIENT OF DISCHARGE）
JIS E7701-1992  高压气罐车用气罐安全阀 （Safety valves for high pressure gas tank car tanks）
JIS B8414-1999  热水器用安全阀 （Relief valves for hot water appliances）
ISO 4126-1-1991  安全阀.第1部分:通用要求 （Safety valves; part 1: general requirements）
ISO 10417-1993  石油和天然气工业.地下安全阀系统.设计、装配、操作和修理 （Petroleum and natural gas industries; subsurface safety valve systems; design, installation, operation and repair）
GB/T12241-2005  安全阀一般要求  　
GB/T12243-2005  弹簧直接载荷式安全阀  　
HG 3157-2006  液化气体罐车用弹簧安全阀。
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