安全阀及配件常见问题
2024-08-05
安全阀只有一个目的：防止设备或设备部件出现不可接受的过压，从而导致系统爆裂。安全阀是一种机械安全装置，当所有其他控制和监控装置均发生故障，并且容器、储罐、管道或类似物体内出现不可接受的高压时，安全阀会做出响应。例如，冷却故障、剂量不正确或排放管线堵塞都可能导致这种情况发生。如果受安全阀保护的容器中的压力超过允许值，则阀门打开并允许部分加压介质从容器中逸出。结果，压力再次下降。当压力下降到足够低时，安全阀会关闭。因此，安全阀不会让容器中的所有内容物逸出，而只允许逸出将压力降低回允许值所需的量。
结构/功能
弹簧式安全阀是一种机械部件，由以下主要部件组成：阀座、阀瓣、提升环、弹簧、主轴和用于调节弹簧预紧力的压力螺钉。这些部件安装在阀体内，阀体上连接供料和排放管线以及弹簧壳体。
通过供给管线，流体从下方垂直进入安全阀。在正常运行期间，阀板位于阀座上并关闭开口。所需的力由弹簧施加。弹簧夹在上部固定阀盘和下部可移动阀盘之间。压力螺钉决定上部阀盘的位置，可用于调节弹簧的收缩。这会导致弹簧的预紧力，从而导致响应压力。主轴引导阀盘并通过弹簧板传输弹簧力。阀座具有规定的内径，用于确定阀门可以消散的较大质量流量，同时考虑流量系数。
当阀门关闭时，弹簧力 F1 大于介质力 F2.如果系统压力增加，力 F2 也随之增加，那么弹簧力 F1 就无法在超过一定压力时使阀门完全关闭。可以听到阀门发出轻微的嘶嘶声。这是安全阀的响应点。如果压力继续上升，安全阀将完全打开，介质可以流出。
安全阀的开启特性不同，因此需要加以区分。阀门的开启行为可以用行程压力图中的滞后曲线来好地说明。图中绘制了行程与压力的关系。通常的较大工作压力约为阀门响应压力的 85%。当达到响应压力时，安全阀开启。首先与压力的增加成比例，在“弹点” 处突然达到其较大行程。在设计方面，这是通过增加暴露于压力的面积来实现的。当阀门关闭时，压力仅作用在锥体上。当安全阀打开时，压力也会施加到行程环上。这会突然增加力，安全阀打开。安全阀达到完全开启时的压力是安全阀的开启压力。响应压力和开启压力之间的压力差称为开启压力差。
如果压力降至响应压力以下，安全阀首先缓慢关闭，然后再次突然关闭。关闭压力与响应压力之间的压力差称为关闭压差。这是由流动流体的脉冲电流以及安全阀的提升环引起的压力接触面积增加引起的。安全阀必须符合一定的开启和关闭压差，具体取决于类型(标准阀或全截止阀)和介质(可压缩或不可压缩)：
开启压差：
普通和比例安全阀为 10%(所有介质)
全行程安全阀为 5%(所有介质)
关闭压差：
可压缩介质为 10%(两种类型)
不可压缩介质为 20%(两种类型)
对于全行程阀门，还有一个附加要求，即突然开启的行程比例(符合 AD2000-A2 的比例安全阀)不得超过总行程的 20%。
对于第三种类型的阀门，即比例安全阀，阀门的行程几乎随着压力的增加或减少而连续增加或减少。在超过行程 10% 的范围内，不会发生压力不增加而突然打开的情况。跳闸后，这些安全阀在较大压力上升 10% 的范围内达到排放质量流量所需的行程。
变体
各个阀门组件有多种版本可供选择，以使各个安全阀适应工厂的条件。
提升
可能有旋转提升或杠杆提升的版本，用于手动打开和提升安全阀。
对于旋转升降式安全阀，旋转安全阀阀盖上的滚花螺母可使阀杆升起。这会将位于主轴上的阀瓣拉起。这样会在阀座和阀瓣之间形成间隙，流体可以流过阀门。旋转升降式安全阀通常用于较大 2 英寸的螺纹阀门以及空气和水应用。
拉动杠杆会使主轴和阀瓣从阀座上抬起，从而实现杠杆提升。杠杆提升通常用于法兰安全阀和蒸汽阀。对于后者，必须安装杠杆提升装置。还提供不带提升装置的版本。
阻挡螺钉
如果系统中的安全阀需要在其响应压力以上关闭并密封，例如进行压力测试，则使用阻塞螺钉。该螺钉从上方拧入安全阀盖上为此目的提供的螺纹孔中，直至主轴。这可以防止安全阀打开。压力测试后，必须再次取下压力螺钉，否则安全阀即使在紧急情况下也无法打开。用另一个螺钉关闭盖上的螺纹孔。
行程传感器
行程传感器用于监测安全阀的响应。它像闭锁螺钉一样从上方拧入盖帽。当安全阀达到其全行程时，它会撞击。这意味着安装安全阀的系统的控制站直接注意到安全阀已吹掉。对于某些系列，也可以横向安装传感器。
气密/开放
对于某些介质，即使安全阀响应，也可能需要保护环境免受介质影响。但是，如果介质不会对环境造成任何危害，则可以选择开放式或非气密型。
波纹管/隔膜
如果在发生响应时还必须保护弹簧腔免受介质影响，则建议使用波纹管。波纹管将导板与阀瓣连接起来，从而防止介质通过主轴导杆进入弹簧腔。这样，它还可以防止滑动部件被弄脏或卡住，并确保安全阀即使在粘性或粘稠介质的情况下也能完美运行。此外，金属波纹管可补偿背压。无论是外部背压还是内在背压，安全阀的响应压力都保持不变。在发生排污时，根据安装的排污管线的尺寸和设计，自然背压可能会在安全阀出口处积聚。
如果不需要背压补偿且介质为中性，则根据安全阀类型，弹性体膜片或弹性体波纹管可以代替金属波纹管防止介质渗入弹簧腔。
比较
不同类型的阀门在工厂中执行不同的任务，并且需要适当的批准和测试。
安全阀是符合 2014/68/EU 压力设备指令的安全设备。作为一系列安全措施的最后一环，它们可防止设备组件因不允许的高压而爆裂。它们被设置为所需的响应压力，并进行相应标记和密封。只有在经验丰富的车间才能更改设定压力。所有安全阀的设定压力在交付前都会进行检查，如果需要，还可以在检验公司在场的情况下进行检查。安全阀必须通过欧盟型式检验，必要时还必须通过 TüV 组件测试，然后才能批量销售。
压力释放阀的功能与安全阀相同。但是，它们不具备安全功能，因此根据《压力设备指令》，它们不属于安全设备，而仅属于压力设备。无需进行特殊检查。通常，它们具有比例开启特性。压力释放阀无法达到安全阀的性能，可以进行调整、标记和密封，但不必如此。
对于溢流阀/控制阀，设备操作员可以根据需要在弹簧范围内调节设定压力。它们在系统中执行“压力控制任务”。由于这不是与安全相关的功能，因此根据压力设备指令，溢流阀/调节阀仅被归类为压力维持设备。无需进行特殊检查。这些阀门具有比例开启特性，以避免系统中的压力波动。溢流阀必须始终保持气密。
如果减压阀用于饮用水装置，则需要获得建筑服务工程的部件批准。它们的任务是降低设备某部分的压力。虽然使用泄压阀时，入口侧的压力过高并因此流过阀门的情况是例外，但使用减压阀时，入口侧施加更高的压力是常态。它们连续流过，即使入口侧的压力波动，也能确保均匀的流体流动，出口侧的压力恒定且降低。
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