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安全閥使用方法及常見故障

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安全閥使用方法及常見故障

發布日期:2016-06-16 00:00 來源:http://www.414323.live 點擊:

一、安全閥的結構

安全閥是一種由進口靜壓開啟的自動泄壓閥門,它依靠介質自身的壓力排出一定數量的流體,以防止容器或系統內的壓力超過預定的安全值。當容器內的壓力恢復正常后,閥門自動關閉,并阻止介質繼續排出。

安全閥可按開啟高度分為全啟式安全閥、中啟式安全閥和微啟式安全閥。全啟式安全閥閥瓣開啟高度大于或等于閥座喉部直徑的1/4;中啟式安全閥閥瓣開啟高度為閥座喉部直徑的1/20~1/4;微啟式安全閥閥瓣開啟高度大于或等于閥座喉部直徑的1/40~1/20。

blob.png安全閥按結構分為杠桿重垂式安全閥、脈沖式安全閥和彈簧式安全閥、背壓平衡式安全閥和先導式安全閥。

1、杠桿重垂式安全閥

杠桿重垂式安全閥如圖4-11所示,由閥體、閥座、閥瓣、導向套、閥桿、杠桿、重垂、閥蓋等構成。.杠桿重錘式安全閥

重錘通過杠桿加載于閥瓣上,來平衡閥瓣下介質壓力所產生的向上作用力。重錘重力和杠桿力臂長度是根據開啟壓力大小來確定的,調整好后應加防護罩。介質壓力小于開啟壓力時,閥門處于關閉狀態;當達到開啟壓力時,介質對閥瓣向上作用力稍大于重錘通過杠桿經閥桿向下作用于閥瓣上的力,闡瓣離開閥座,介質泄出,系統或設備內壓力下降,恢復正常工作壓力,此時閥瓣受到的向下作用力稍大于向上作用力,閥門自動關閉。







 2.脈沖式安全閥

blob.png脈沖式安全閥如圖4—12所示。由主閥和副閥兩部分構成,副閥在主閥上方。主閥活塞通過活塞桿與主閥瓣連在一起。成為一組合件,它們能同時做向上或向下運動?;钊嗣婷娣e大于主閥瓣端面面積,當活塞和主閥瓣同時受相同的壓力介質作用時,活塞受力大于主閥瓣受力,兩力方向相反,合力方向指向組合件主閥瓣端。介質按箭頭所示方向分兩路分別進入到主、副閥中.若介質為正常工作壓力,副閥不開啟.主閥活塞端面不受介質壓力作用,而主閥閥瓣受介質壓力作用將其緊壓在主閥座上,主閥也處于關閉狀態,介質不能通過閥排放。當介質壓力達到開啟壓力,進入到副閥隔膜下方介質的壓力能克服副閥的彈簧力,使副閥閥瓣向上升起離開閥座,介質經副閥閥座孔向下流動進入到主閥活塞缸。此時,活塞組件兩端(活塞端和主閥瓣端)受到相同壓力作用,合力方向指向主閥瓣端,該合力(忽略組合件自重)能克服主閥彈簧力,使組合件向下運動,主閥瓣離開主閥座,讓開通道,使介質通過主閥座孔排出。隨著介質的排放,設備內壓力下降,當降到回座壓力時,副閥首先關閉,作用在主閥組合件上的合力下降,不足以克服主閥彈簧力,組合件向上運動,主閥瓣壓回到閥座上,主閥隨之關閉。

脈沖式安全閥用于高壓或大口徑場合,此時閥瓣上所需載荷很大,而該閥利用介質本身壓力將主閥瓣緊壓在主閥座上,不用另加載荷。

 







 3.彈簧式安全閥

  彈簧式安全閥如圖4—13(a)、(b)所示,主要由閥體、閥座、閥瓣、閥桿、閥蓋、導向套、保護罩等組成。圖4—13(a)是彈簧微啟式安全閥,圖4—13(b)是彈簧全啟式安全閥。它們的結構基本相同,全啟式比微啟式多一個反沖盤。彈簧式安全閥是利用彈簧壓緊力來平衡介質內壓的,根據開啟壓力來調節彈簧壓緊程度。調節方法為:先拆下保護護罩11,擰松鎖緊螺母9,即可旋轉調節螺套10,使上部的彈簧座12做上下移動,因而改變了彈簧13的壓縮程度,亦即改變了彈簧對閥瓣5的壓力,使閥瓣在規定的開啟壓力下才能自動開啟。調節好后,用鎖緊螺母鎖緊,再裝上保護罩,并加鐵絲鉛封。

               blob.png

 圖4-13 彈簧式安全閥

(a)彈簧微啟式安全閥,(b)彈簧全啟式安全閥

1-閥體;      2-閥座;     3-調節圈;     4-定位螺釘;

 5-閥瓣;      6-閥蓋;     7-鐵絲;       8-鉛封;   

9-鎖緊螺母; 10-調節螺套; ll-安全護罩;  12-上彈簧座;

13-彈簧;    14-閥桿;    15-下彈簧座;  16-導向套;17-反沖盤。

 

系統或設備內壓力未達到開啟壓力之前,安全閥處于關閉狀

態。當壓力由于某種原因升到開啟壓力時,作用在閥瓣下面的向上推舉力能克服彈簧通過閥桿向下的作用力,彈簧被壓縮,閥瓣離開閥座,閥門自動開啟,系統或設備內的壓力介質排出。隨著介質的排出,系統或設備內的壓力下降到回座壓力,彈簧對閥瓣的向下作用力大于介質壓力對閥瓣的向上作用力,彈簧伸長,閥瓣回落到閥座上,閥門自動關閉。為使安全閥在開啟壓力狀態時迅速達到開啟高度,用反沖盤和調節圈改變噴出介質的流向,反沖運動使閥瓣及反沖盤迅速升到開啟高度。

 安全閥有封閉和不封閉兩種。對易燃、極度毒性或高度危害的介質,必須采用封閉式安全閥。對蒸汽、空氣等可選用不封閉式安全閥。

 彈簧式安全閥有帶扳手和不帶扳手兩種,扳手的作用是當介質壓力達到整定壓力的75%以上時,能利用扳手將閥瓣提升。該扳手對閥門動作不應造成阻礙。用于高溫介質的安全閥,有的在閥體和彈簧之間設置散熱器,以降低彈簧腔室的溫度。也有平衡式安全閥,閥瓣以兩個相反的方向承受介質壓力,彈簧加在閥瓣上的載荷僅與兩個方向介質作用力的差值有關,這樣在高壓場合,可以采用較小的彈簧。

4.背壓平衡式安全閥blob.png

在安全閥中設置了諸如波紋管、活塞或者膜片等平衡背壓作用的元件,如圖4-14是一種帶波紋管的安全閥。這些元件的有效直徑等于安全閥關閉件密封面平均直徑,在開啟之前背壓對閥瓣上下兩側的作用力互相平衡,故附加背壓的變化不會影響到開啟壓力的大小。當附加背壓不是固定值,且其變化較大時,應采用背壓平衡式安全閥。一般資料推薦,采用背壓平衡式安全閥的界限是附加背壓的變化量超過開啟壓力的10%以上。

背壓平衡式安全閥雖然能夠克服開啟之前背壓的變化對開啟壓力的影響,卻無法完全消除背壓變化對開啟后動作性能(如排放壓力、回座壓力等)的影響。這是因為一旦安全閥打開以后,背壓的分布情況就改變了,背壓作用于閥瓣的合力不在為零。如果背壓是變化的,它對閥瓣的合力也是變化的,這就不可避免地會對排放壓力、回座壓力等動作特性帶來影響。

在波紋管平衡式安全閥中,閥瓣上設置一個波紋管,波紋管上端與閥體連接在一起,下端與閥瓣連接,波紋管罩住了閥瓣的導向部分及閥瓣的頂部,一個作用是把介質與閥蓋隔離起來,另一個作用就是保證閥瓣上、下面的受背壓面積相等,即波紋管的有效面積與安全閥閥瓣(閥座)密封面的面積相等。



5.先導式安全閥

這種安全閥的主閥是依靠從導閥排出的介質來驅動或控制的。而導閥本身是一個直接作用式安全閥,如圖4-15。blob.png有時也采用其他形式的閥門,例如電磁泄放閥來作用導閥,或者把他同直接作用式導閥并用,即對同一主閥設置多重導閥控制管路,以提高先導式安全閥的可靠性。

先導式安全閥,其設定壓力由導閥控制,其動作性能基本上不受背壓的影響。

二、安全閥的特點及適用范圍

杠桿重錘式安全閥在閥瓣上升時,受到的重力載荷是不變的,而且也不受介質溫度影響,但結構較笨重,對振動敏感,不適合用于運動系統中。

脈沖式安全閥結構復雜,但不用于閥瓣上載荷加大的場合。

彈簧式安全閥體積小,對振動不敏感,閥瓣上升越高,受彈簧作用力也越大,且彈簧作用力受介質溫度影響,高溫下長期使用可能影響其彈性。

安全閥用在操作過程中有可能出現超壓的系統或設備上,是泄放裝置之一。一般地,杠桿重錘式安全閥適用于高溫場合,脈沖式安全閥適用于大口徑和高壓場合,彈簧式安全閥最為常用,適用于鍋爐、壓力容器、管路上。

下列場合不適合配置安全閥:

1.系統壓力有可能迅速上升,如化學爆炸等場合;

2.泄放介質含有顆粒、易沉淀、易結晶、易聚合和介質粘度較大;

3.泄放介質有強腐蝕性,使用安全閥時價格過高;

4.工作壓力很低或很高,此時安全閥制造比較困難;

5.需要較大的泄放面積;

6.系統溫度較低并影響安全閥動作性能。

下列場合應將安全閥與爆破片聯合使用:

1.工藝介質十分貴重或有劇毒,在工作過程中不允許有任何泄漏時,應將安全閥與爆破片串聯使用或只使用爆破片;

 2.為增加在異常工況(如火災等)下的泄放面積,須考慮與爆破片并聯使用。

三、 安全閥型式的選擇

在選用安全閥時,除確定公稱壓力、工作壓力級和公稱通徑外,其次,還應根據工況介質選擇合適的安全閥結構型式以及閥體和主要內件的材質。

1、安全閥型式選擇的基本原則

(1) 排放氣體或蒸汽時,選用全啟式安全閥。

(2) 排放液體時,選用全啟式或微啟式安全閥。

(3) 排放水、蒸汽或空氣時,可選用帶扳手的安全閥。

(4) 對于設定壓力大于3.OMPa,溫度超過235℃的氣體用安全閥,則應該考慮選用帶散熱片的安全閥,以防止排放介質直接沖蝕彈簧。

(5) 排放介質允許泄漏至大氣時,選用開放式閥蓋的安全閥;不允許泄漏至大氣的,選擇封閉式安全閥。

(6)排放有劇毒、有強腐蝕、有極度危險的介質,應選用波紋管安全閥。

(7) 高背壓的場合,選用背壓平衡式安全閥或先導式安全閥。

(8) 在某些重要的場合,有時要安裝互為備用的兩個安全閥。兩個安全閥的進口和出口切斷閥宜采用機械聯鎖裝置,以確保在任何時候(包括維修、檢修期間)都能滿足容器所要求排放面積。

2、選用安全閥時,還應確定下列事項

(1) 封閉式或開放式:

封閉式安全閥的閥蓋和保護罩等是封閉的。其作用一是為了保護內部零件,防止灰塵等外界雜物侵入而不要求氣密性能;二是為了防止有毒、易燃等類介質溢出或為了回收介質而采用的,故要求作氣密性試驗。當選用封閉式并要求做出口側氣密性試驗時,應在訂貨時說明。氣密試驗壓力一般定為0.6 MPa。

 開放式安全閥由于閥蓋敞開的,有利于降低彈簧腔室溫度,主要用于蒸汽等介質的場合。

(2)是否帶提升扳手:

 若要求對安全閥做定期開啟試驗時,應選用帶提升扳手的安全閥。當介質壓力達到整定壓力的75%以上時,可利用提升扳手將閥瓣從閥座上略為提起,以檢查閥門開啟的靈活性。

3、特殊結構安全閥的選用

(1) 帶散熱器安全閥。用于介質溫度較高的場合,以便降低彈簧腔室的溫度。一般當封閉式安全閥使用溫度超過250℃時,以及開放式安全閥使用溫度超過350℃應選用帶散熱器的安全閥。

(2) 波紋管安全閥。主要用于下列情況:

a、用于平衡背壓。背壓平衡式波紋管安全閥的波紋管有效直徑等于閥門密封面平均直徑。在安全閥開啟前背壓對閥瓣的作用力處于平衡狀況。背壓變化不會影響整定壓力。當背壓是變動的,其變化量超過整定壓力的10%時,應選用這種安全閥。

 b、用于腐蝕性介質的場合。利用波紋管把彈簧及導向機構等與介質隔離,從而防止這些重要部位因受介質腐蝕而失效。

四、安全閥訂貨須知

1、安全閥訂貨的基本要求

用戶在選用安全閥時,首先應該根據實際的工況進行計算,確定好具體的型號后,按需要訂貨。在下訂單時,訂購單上至少應注明下列各項:

(1)安全閥的型號、公稱通徑、流道直徑,進出口的連接形式、壓力等級;

(2)安全閥工作壓力級或整定壓力值;

(3)有下列要求者應加注明:封閉式安全閥要求做出口側密封試驗的;不銹鋼安全閥要求做晶間腐蝕試驗的;

(4)安全閥的材質:閥體的材料、內件的材料、彈簧的材料等;

 確定閥門材質時,應考慮工作溫度、工作壓力、介質性質和經濟性等多種因素。

在安全閥樣本中都列舉了各種規格型號安全閥的工作溫度和壓力范圍,以及代表性使用介質的種類。并注明了安全閥主要零件的材料牌號,以作為用戶選用的依據。

用戶如有特殊材質要求時,應在訂貨時商定。

(5)安全閥的制造、驗收標準。

 對有特殊要求的安全閥,在訂貨時最好注明以下各項:

a. 安全閥開啟(整定)壓力及最大允許超過壓力(或排放壓力);

 b. 必需排量及擬裝設閥門數量;

c. 介質的物性參數,使用介質名稱及其重度(液體)或摩爾質量(氣體蒸汽)、組分比(液化氣等);

 d. 介質工作溫度、排放溫度等;

e. 閥門背壓情況;

f. 是否封閉式,是否帶扳手等。

2、安全閥的常用數據

(1)國產的常規安全閥的流到直徑、開啟高度如表4-3所列。

 

表4-3

公稱尺寸DN

25

32

40

50

65

80

100

150

200

全啟式

PN≤6.4MPa

閥座喉徑do

15

20

25

32

40

50

65

100

125

高度h開啟

3.75

5

6.25

8

10

12.5

16.25

25

31.25

PN10.0MPa

閥座喉徑do


20

25

32


40

50

80

100

高度h開啟


5

6.25

8


10

12.5

20

25

微啟式

PN≤6.4MPa

閥座喉徑do

20

25

32

40

50

65

80



高度h開啟

1

125

1.6

2

2.5

3.25

4



 

(2)美國API標準中安全閥的流道直徑及流道代號如表4-4所列。

 表4-4

流道代號

D

E

F

G

H

J

K

流道直徑do/mm

9.5

12.7

15.9

20.3

25.4

32.5

38.9

流道代號

L

M

N

P

Q

R

T

流道直徑do/mm

48.4

54.4

59.7

72.4

95.3

115

146

 

(3)美國API標準安全閥的規格標記方法如表4-5所列,此表僅供參考。

     

                    安全閥出口法蘭公稱尺寸(吋)

                    流道代號

                    安全閥進口法蘭公稱尺寸(吋)

表4-5

閥門公稱尺寸

連接法蘭公稱壓力等級/Ib

進口x流道代號x出口

進  口

出  口

1D2、1E2

150、300、600

150

11/2F2、11/2G21/2

150

150

11/2F2、11/2G21/2

300、600

150

11/2H3

150、300

150

2H3

300

150

2H3

600、900、1500

150、300

2J3

150、300

150

3K4

150、300、600

150

3L4

150、300

150

4M6

150、300、600

150

4N6

150、300、600

150

6Q8

150、300、600

150

6R8

150、300

150

8T10

150、300

150

五、 安全閥的使用、修理及維護保養

安全閥操作人員應根據國家有關規程和標準的要求,正確地進行安全閥的安裝和使用,定期進行校驗和修理,并應做好平時的維護和保養工作。通過本節的闡述,使安全閥操作人員對這方面的知識有個比較全面的了解。

1.安全閥的使用

使用安全閥時,首先要正確安裝。安全閥安裝的正確與否,不但關系到安全閥能否正常工作并發揮其應有的作用,而且同時也將直接影響到安全閥的動作性能、密封性能和排量等指標。

1.1安全閥的安裝

    (1) 安全閥應鉛直安裝在鍋爐、壓力容器及其管道上對壓力反應最敏感的部位,例如:鍋爐的上汽包頂部、壓力容器的頂部、過熱蒸汽的主管道等。

(2) 當被保護系統的壓力源是一種脈動的裝置,例如空氣壓縮機。當壓力的脈沖上限與安全閥的整定壓力非常接近時,安全閥應安裝在離壓力源適當距離的地方,以防止安全閥產生不正常的頻跳現象。

(3) 安全閥應安裝在操作及修理人員便于拆裝及進行定期檢修的場所。

(4)安全閥在現場安裝過程中,對閥門入口端的連接需特別注意見圖4-16。所選者的密封墊片的內外圓直徑應符合安全閥的要求,且需將此密封墊與安全閥的入口法蘭端面中心放置,目的將安全閥底座的一條配合間隙縫封堵掉。在與配對法蘭安裝中要特別注意密封墊不能偏離中心,否則,介質將繞過密封墊通過配合間隙縫泄漏到閥門的出口端,而這個泄漏點常被誤認為是安全閥的密封面blob.png泄漏。

1.2 安全閥進口管的安裝

    安裝安全閥進口管道時,應注意的事項:

   (1) 安全閥應直接鉛直安裝在鍋爐、壓力容器和管道的接頭上,而不應另設進口管。

   (2) 進口管的內徑應大于安全閥的公稱通徑。如果幾個安全閥共同安裝在一個與鍋爐,壓力容器和管道直接相連的進口管上,那么進口管的流通截面積應不小于所有安全閥流道面積的1.25倍。

   (3) 為減少管道的流動阻力,防止安全閥振動或排量不足,進口管的長度應盡可能短,一般情況下進口管的流動阻力應小于安全閥整定壓力的3%,或不超過啟閉壓差的50%。

   (4) 安裝在鍋爐上的安全閥,其進口管不得裝有取用蒸汽或熱水的出汽(水)管或閥門。

(5) 安裝在壓力容器上的安全閥,需經使用單位主管壓力容器安全的技術負責人批準,設計部門同意并制定可靠的防范措施,方可在安全閥的進口管上裝設截止閥門。設備正常運行期間截止閥必須保證全開,加鉛封或鎖定,截止閥的結構和通徑應不妨礙安全閥的安全泄放。

(6) 安裝進口管時,應考慮安全閥排放時反作用力對鍋爐、壓力容器和管道接頭所產生的力矩。

1.3安全閥排放管的安裝

安裝安全閥排放管時,應注意的事項:

(1) 排放管的內徑應大于安全閥出口通徑。

(2) 排放管的流動阻力降應小于安全閥整定壓力的10%,以避免造成過高的背壓,影響安全閥的動作。

(3) 排放管應裝設適當的支撐,以防止管道應力(指安裝應力和熱應力)附加到安全閥上,影響安全閥的性能。

(4) 根據安全閥不同的使用介質,安全閥排放管安裝主要有如圖4-17、圖4-18、和圖4-19三種形式。

 blob.png

 圖4-17 用于空氣    圖4-18 用于水    圖4-19 用于蒸汽

(5) 原則上一只安全閥應單獨使用一根排放管,兩只以上安全閥共用一根排放管時,排放管要有足夠的排放面積,且每個分支排放管與總排放管的結合處,流向的轉折應盡可能小。

(6) 蒸汽鍋爐的安全閥應裝設排汽管,排汽管應直通安全地點。排汽管底部應裝有接到安全地點的輸水管,在排汽管和輸水管上都不允許裝設閥門(這一點非常重要,在安裝時往往被忽視掉,導致安全閥工作不正常)。安全閥排汽管上如裝有消音器,應有足夠的流通截面積,消音板或其他元件的結構應避免因水垢而減少蒸汽的流通截面。

(7) 熱水鍋爐的安全閥應裝設泄放管,在泄放管上不允許裝設閥門。泄放管應直通安全地點,并有足夠的截面積和防凍措施,保證排泄暢通。

(8) 對易燃介質或毒性程度為極度、高度或中度危害介質的壓力容器,應在安全閥的排放管出口裝設導管,將排放介質引至安全地點,并進行妥善處理,不得直接排入大氣。

2. 安全閥常見故障分析及排除方法

安全閥安裝后,由于使用不當,往往會造成許多故障。這些故障如果得不到及時地排除,就會影響安全閥的作用和使用壽命。常見的故障主要有:

2.1安全閥泄漏

設備在運行工作壓力下,閥瓣與閥座密封面發生超過允許程度的滲漏。其原因可能是:

(1) 有雜物夾在密封面上。例如:某單位。將校驗合格后的安全閥裝設在新安裝的熱水鍋爐上,鍋爐點火升壓后,司爐人員發現安全閥泄放管向外泄水。經過調查分析原因,是鍋爐在進行水壓試驗時,安全閥進口處有加裝盲板,將鍋爐內的水介質中含的雜物夾在了密封面上造成安全閥開啟。排除的方法:在鍋爐有壓力的情況下,使用安全閥的提升扳手開啟數次,將雜物沖刷掉,安全閥又重新恢復了密封。另外,在搬運過程中,提拉安全閥的提升扳手、用拉煤或砂子的車裝載安全閥,這些做法都很容易造成雜物夾在密封面上。

(2) 密封面損壞。安全閥密封面的表面粗糙度要求很高,稍有劃痕或壓痕,就會影響安全閥的密封。應根據損傷程度,采用研磨或車削后研磨的方法加以修復。

(3) 由于裝配不當或管道載荷等原因,使零件的同軸度遭到破壞。例如:某公司,裝設在20 t/h蒸汽鍋爐的安全閥,在校驗臺上進行校驗密封合格,安裝在鍋爐上卻泄漏不止?,F場調查發現,原來安全閥的排汽管向上穿過房頂直通室外,排汽管底部沒有支撐架,其重量直接加載在安全閥的出口法蘭上,造成安全閥內部的零件同軸度遭到破壞,影響了密封,支撐架安裝后,安全閥重新恢復了密封。另外,安全閥零件的加工精度、彈簧的垂直度也將影響同軸度。

(4) 由于安裝和使用不當,使安全閥因溫差變化導致泄漏。例如:某電廠,4x350MW發電機組設備上裝有安全閥64只。使用過程中,安全閥相繼發生了泄漏等故障。經分析故障原因有兩種:1.安裝的安全閥排汽口法蘭與排汽管的法蘭為固定連接。該閥安裝于立式布置的高壓加熱器頂部,筒體高度為11.75m,工作溫度為240℃,固定點離頂部約10.75m,所以高壓加熱器在工作時向上膨脹,由于排放管為固定連接,所以附加在安全閥上的應力很大,造成安全閥與高壓加熱器間發生不同步的震顫而導致泄漏。2.安全閥安裝的泄放管裝有閥門并關閉造成堵塞。由于泄放管堵塞造成安全閥內腔及排放管內積水,使安全閥相關部件因溫差而發生形位變化導致泄漏。解決措施:1.將安全閥排放口法蘭與排汽管間的固定連接改為金屬軟管連接,以消除因高壓加熱器筒體受熱向上膨脹而附加給閥門的應力,同時消除了閥門與高壓加熱器間的不同步震顫。2.打開泄放管閥門,并進行疏通,確保泄放管暢通。消除了因安全閥內腔與排放管內積水,從而使相關部件因溫差發生形位變化繼而引起安全閥泄漏。

(5) 安全閥的整定壓力與設備正常工作壓力太接近,以致密封面比壓力過低,當安全閥受震動或介質壓力波動時更容易發生泄漏。安全閥定壓偏低,在滿足強度的條件下,應適當提高安全閥的整定壓力。

(6)彈簧松弛使整定壓力降低,引起安全閥泄漏。

造成彈簧松弛主要有以下三個原因;

1)由于高溫原因造成的。安全閥在高溫工作情況下,彈簧剛度下降,彈簧變軟。因此在冷態下校驗安全閥時,應考慮到溫度對整定壓力的影響,對其值應給予必要的修正。

2)由于腐蝕原因造成的。彈簧的鋼絲在二氧化硫等介質的環境下,腐蝕造成彈簧鋼絲變細,彈簧剛度下降、變軟,此現象在罐車上或化工廠里使用的安全閥尤為嚴重。應根據腐蝕原因,采用更換彈簧,甚至更換安全閥(如果屬于選用型號不當的)等措施。

3)校驗安全閥完畢后,安全閥的調整螺桿未鎖緊,在設備運行中松動,彈簧松弛,預緊力下降,造成安全閥提前開啟。應重新校驗安全閥。

 2.2安全閥啟閉不靈活

其原因可能是:

1) 安全閥的調節圈調整不當,造成安全閥開啟過程延長或回座遲緩,應重新進行調整。例如:某氣瓶廠,有數臺換熱器,按本

單位生產工藝要求,安全閥的整定壓力為1.0MPa,回座壓力為0. 95MPa。安全閥在校驗臺上校驗合格后,安裝在換熱器上,其整

定壓力基本符合要求,但其回座壓力只有0.85MPa,滿足不了生產的需要。通過調整下調節圈。提高了回座壓力,最后滿足了生產工藝的要求。

2)安全閥內部運動零件有卡阻現象,這可能是由于裝配不當、加工精度不夠,閥體內進人雜物或零件腐蝕等原因造成的。應查明原因并解決問題。

3)安全閥的排放管阻力過大,排放時有較大的背壓,使安全閥開高不足。例如:某服裝廠,安裝在一臺4 t/h蒸汽鍋爐的兩只安全閥,其開啟后,蒸汽從安全閥的閥體上端彈簧兩側噴出,安全閥即使開啟,鍋爐的壓力仍繼續升高。到現場發現,安全閥的排汽管從鍋爐房引到除塵室,再由除塵室引到水泵間,然后通至室外,中間還有三個轉彎處。把安全閥的排汽管改為直通室外后,安全閥的工作就正常了。

 2.3安全閥的開啟壓力值發生變化

安全閥調整好以后,其實際開啟壓力相對于整定壓力值允許有一定的偏差。壓力容器和管道用安全閥的整定壓力偏差;當整定壓力小于0 .5 MPa時為±0.015 MPa;當整定壓力大于或等于O.5 MPa時為±3%整定壓力。蒸汽鍋爐用安全閥的整定壓力偏差:當整定壓力小于0.5 MPa時為±0.015 MPa;當整定壓力為O .5~2 .3 MPa時為±3%整定壓力;當整定壓力為2.3~7.0 MPa時為±O. O 7 MPa,當整定壓力大于7. O MPa時為±1%整定壓力。超過標準規定的允許偏差范圍則認為是不正常的。造成開啟壓力值變化的原因可能有:

(1) 由于工作溫度變化而引起。例如當安全閥在校驗臺上校驗后(即常溫下),安裝在高溫的使用工況下,開啟壓力常常有所降低。這種情況可以通過適當旋緊調整螺桿來加以調節。但如果是屬于選型不當致使彈簧腔室溫度過高時,則應調換適當型號的(例如電站鍋爐安全閥應選用帶散熱器的)安全閥。

(2)由于彈簧腐蝕所引起。應調換彈簧。在介質具有強腐蝕性的場合,應當選用表面包覆氟塑料的彈簧或選用帶波紋管隔離機構的安全閥。

(3)由于背壓變化而引起。當背壓變化量較大時,應選用背壓平衡式波紋管安全閥。

(4)由于內部運動零件有卡阻現象。應檢查并消除之。

2.4安全閥頻跳或顫振

其原因可能是:

(1)安全閥排放量過大(相對于必需排量而言)。應當使所選用安全閥的額定排量盡可能接近設備的必需排放量。

(2)進口管道口徑太小或阻力太大。應使進口管內徑不小于安全閥進口通徑或者減小進口管道阻力。

(3)排放管道阻力過大,造成排放時過大的背壓。應降低排放管道阻力。

(4)調節圈調整不當,使回座壓力過高。應重新調整調節圈位置。

(5)彈簧剛度太大。應改用剛度較小的彈簧。

3. 安全閥的修理

 安全閥在大、中型企業的使用單位和安全閥校驗單位,應有一定的安全閥修理能力。使用過程中損壞的或初校不合格的安全閥一般應進行修理。

3.1常用修理設備和工具

開展安全閥修理業務一般需要有下列的設備和工具:

 1) 調整安全閥開啟壓力和進行密封性能試驗用的安全閥校驗臺。

2)用于研磨各種規格的閥座密封面和閥瓣密封面的磨頭。

3)用于研磨閥瓣密封面的平板,灰鑄鐵平板至少兩塊、硬質合金平板至少一塊和使磨頭保持平整的專用平板,該平板須保持平整并加以妥善封存。

4)用于拆卸和組裝安全閥的工具,例如:臺虎鉗、電鉆和各種規格管鉗子、活扳子、螺絲刀等。

3.2常用備件和材料

開展安全閥修理業務還應有一定數量的備件和材料。

1)備件應包括:帶彈簧座的彈簧、閥座、閥瓣、閥桿、導向套、調節圈和各種規格的螺栓、螺母等。

2)材料應包括:用于進行研磨的各種不同粒度的磨料和研磨液。保存該磨料和研磨液應注意保持清潔,切勿讓塵埃等雜物混入。還應準備一些機油或螺栓松動劑,以便松動銹死的螺栓。

4.安全閥的拆卸和裝配

 4.1安全閥的拆卸(以型號A48Y—16C安全閥為例)

1)移去銷和軸,取出提升架。擰松保護罩固定螺釘,取下保護罩。

 2)從閥桿上擰下提升螺母。

3)在調整螺桿柱頭的側面打上一個記號,在記號下方的閥蓋上端加工表面上打上另一記號。用量具測量兩記號之間的距離,并將此記錄保持到該閥門重新裝配。

4)擰松調整螺桿的鎖緊螺母和調整螺桿,卸去彈簧的預緊載荷。

5)擰出連接閥蓋和閥體的螺母,取出閥蓋。

6)取出包括閥桿,彈簧座以及彈簧在內的組合件。

7)取出閥瓣,或閥瓣的組合件、導向套。

8)對于帶上調節圈的安全閥,導向套與上調節圈的相對位置應作上記號。

9)擰下調節圈固定螺釘,對下調節圈的位置作上記號,然后拆下下調節圈。

當閥門拆卸完畢后,應檢查閥座和閥瓣的密封面,若有凹坑、劃痕等缺陷,應確定有多少研磨量后加以修復。如果密封面損傷嚴重,應進行機械加工或更換新的。

4.2安全閥的裝配

拆卸下來的安全閥零件應清洗干凈,安全閥密封面經機械加工和研磨后,應將磨料清洗干凈。如果安全閥使用介質為氧氣、氫氣等易燃易爆氣體,安全閥必須進行脫脂處理。清洗干凈后的安全閥方可進行裝配。裝配順序基本與拆卸順序相反,應按下列順序進行:                            

1)將下調節圈擰到閥座上,其位置應與拆卸時所記下的記號保持一致。

2)用干凈的軟布將閥座和閥瓣密封面擦拭干凈,然后將導向套、上調節圈、閥瓣輕輕裝入閥體內,操作時應注意閥瓣和閥座不要發生碰撞,以免損壞密封面,上調節圈的位置應與拆卸時的位置保持一致。

3)仔細將閥桿、彈簧座、彈簧安裝在原有的位置上,注意不要損傷關閉件,對準中心將閥蓋的止口對上導向套。

4)擰緊閥蓋與閥體之間的連接螺母,在擰緊過程中應注意受力的對稱性,以防止產生任何不必要的應力或可能造成部分零件失調而導致密封面損傷。

5)將調整螺桿擰緊至其記號與閥蓋上端加工表面的記號之問的距離與該安全閥被拆卸之前的位置相同。

6)安裝上保護罩及其它零件。

7)擰上調節圈固定螺釘,使螺釘位于調節圈兩齒之間的凹槽內,以防止調節圈轉動,但應注意螺釘不得對調節圈產生側向壓力。

安全閥裝配完畢后,應進行整定壓力校驗和密封性能試驗。試驗合格后,應進行鉛封,以防止改變已調整好的狀態。

4.3安全閥的研磨

密封面損傷引起介質泄漏是安全閥最常見的故障,研磨是修復密封面損傷所不可缺少的一種最精密的加工方法。

 (1)研磨原理

 研磨是用研具與研磨劑從工件表面磨去一層極薄金屬的過程。研磨時,加在研具上的研磨劑在受到工件和研具的壓力后,部分磨料被嵌入研具內,當研具與工件作復雜的相對運動時,磨料就在工件和研具之間作滑動、滾動,從而產生切削擠壓作用。

(2)研具材料和研磨劑

 1)研具材料

 常用的研磨安全閥密封面的研具材料有:

 a.灰鑄鐵:具有潤滑性好,磨耗小,研磨效率高等優點;但不能使硬度較高的工件表面獲得很高的表面粗糙度。適宜作為粗研磨,半精研磨或硬度不高的工件表面的精研磨。

 b.硬質合金:能使工件表面獲得很高的表面粗糙度,最適宜作為高硬度工件的精研磨。

 2)研磨刺

 研磨劑是由磨料和研磨液混合而成的一種混合劑。

 a.磨料

 常用磨料及用途見表4-6。

表4-6   常用磨料及用途

系列

磨料名稱

代號

顏色

強度和硬度

用途

工件

材料

應用

范圍

氧 化 鋁

普通剛玉

G

棕色

稍軟、韌性高

粗研磨

精研磨

白剛玉

GB

白色

韌性稍低

鉻剛玉

GG

淺紫色

韌性較高

單晶剛玉

GD

透明無色

硬度、強度高

碳 化 硅

黑碳化硅

TH

黑色半透明

比剛玉硬

鑄鐵、

粗研磨

精研磨

綠碳化硅

TL

綠色半透明

比黑碳化硅硬

碳化硼

TP

黑色

碳化硅硬

硬質

合金

金剛石

人造金剛石

JR

灰色至白色

最硬

粗研磨

精研磨

天然金剛石

JT

 

 b.研磨液

 常用的研磨液有:煤油、動物或植物油酸。

 c.研磨劑調制方法:

 先將動物或植物油酸與磨料拌成糊狀,然后加煤油調勻,也可拌入適量的氧化鉻。由于動物油酸中含有動物性脂肪,外界溫度較低時,易凍結,此時應適當加熱后再配制。

d.研磨劑的選用

    安全閥密封面材料很多,使用最廣泛的是合金鋼與硬質合金。選用氧化鋁系白剛玉磨料作為研磨合金鋼或硬質合金密封面的磨料可以收到較滿意的效果。

    粗研磨時用120#~280#磨粉或W40~W20微粉;半精研磨時用WlO微粉;精研磨時用W2.5微粉。

   (3)研磨的方式

    研磨可分為手工研磨和機械研磨兩種方式。根據安全閥閥瓣密封面與閥座密封面配合的類型不同,研磨方式有旋磨與撞擊相結合及平面研磨等幾種。

    機械研磨通常用于工件數量較多而且密封要求不高的場合,也可用于密封面損傷較嚴重的部件。其優點是研磨速度快,省力但表面粗糙度不高。而手工研磨則相反,可使工件表面獲得很高的表面粗糙度。因此常用于修復安全閥密封面輕度損傷或作為機械研磨后的精研磨。

    安全閥密封面配合的類型以平面型式為最多,其材料以采用合金鋼堆焊硬質合金最為廣泛,因此采用的研磨方式一般是平面研磨。

    根據研磨時工件與研具的運動方式,研磨又可分為動研磨和靜研磨。動研磨是指研具不動,而工件(可以是閥瓣或閥座)與研具作相對運動;靜研磨則相反,即工件不動,研具與工件作相對運動。

    對于一般結構的安全閥,因為閥瓣拆卸比閥座容易,因此閥瓣密封面的研磨通常采用動研磨,而閥座密封面通常采用靜研磨。

    (4) 研磨的工藝

    金屬密封面的平面研磨一般分為粗研磨、半精研磨和精研磨。其過程可分為:上料→研磨→擦干凈→再上料→再研磨→直至完成。

   5)研磨中應注意的事項

    1)在調制研磨劑時和整個研磨過程中,必須注意清潔,不同粒度的研磨劑不能相互摻合,且應嚴密封存以防雜質混入。

    2)研具必須經常保持平整。

    3)不能在同-塊平板或磨頭上同時使用不同粒度或不同號數的研磨劑。

    4)硬質合金材料制成的平板不宜進行粗研磨。

    5)研磨時壓力一般不應太大,以避免因磨料壓碎而劃傷密封面。

   6)研磨時常見的問題原因及其防止方法

    1)密封面成凸形或不平整。其原因可能是:

    a.研磨劑涂得太多,應均勻適量使用。

    b. 擠出的研磨劑在被磨件邊緣未擦去就繼續研磨,應擦去后再研磨。

    c. 研具不平整,應重新磨平研具后再研磨。

    d. 研具與導向機構配合不當,應適當配合。

    e. 研磨時沒有更換方向,研磨相當時間后應轉一角度后再研磨。

    2 密封面不光潔或拉毛。其原因可能是:

    a.研磨劑調制不當,應重新配制研磨劑。

    b.磨料過粗,應正確選用磨料。

    c.研磨劑涂得厚薄不均,應均勻涂抹。

    d.研磨劑中混入雜質,應重視并做好清潔工作。

    e.研具與導向機構配合間隙過小,應適當配合。

f.精研磨時過濕或過干,應適當濕研或干研。

5 安全閥的調試

1)整定壓力的調整

在規定的工作壓力范圍內,可以通過旋轉調整螺桿,改變彈簧預緊壓縮量來對整定壓力進行調整。拆去閥門保護罩,將鎖緊螺母擰松后,即可對調整螺桿進行調整:首先將進口壓力升高,使閥門起跳一次,若整定壓力偏低,則按順時針方向旋緊調整螺桿;若整定壓力偏高,則按逆時針方向旋松之。當調整到所需要的整定壓力后將鎖緊螺母擰緊,裝保護罩。

 在調節整定壓力時,下列兩點應加以注意:

1)當介質壓力接近整定壓力(達到整定限力的90%以上)時,不能旋轉調整螺桿,以免閥桿跟著旋轉,而損傷密封面。

2 為保證整定壓力值準確,調整時用的介質條件如:介質種類、介質溫度,應盡可能接近實際工作條件。介質種類改變,特別是從液相變為氣相時,整定壓力常有所變化,工作溫度提高時,整定壓力則有所降低。故在常溫下調整而用于高溫時,常溫下的整定壓力值應略大于要求的整定壓力值。

2 排放壓力和回座壓力的調整

整定壓力調整好以后,若排放壓力或回座壓力不符合要求,則可以利用導向套與閥座上的調節圈來進行調整,擰下調節圈固定螺釘,從露出的螺孔中插入細鋼絲或專用工具,即可撥動調節圈上的輪齒,使調節圈左右轉動。

對于只有一個下調節圈的安全閥,當調節圈向右作逆時針方向旋轉時,其位置升高,排放壓力和回座壓力都將有所降低。反之,當調節圈向左作順時針方向旋轉時,其位置降低排放壓力和回座壓力都將有所提高。每一次調整時,調節圈轉動的幅度不宜過大(一般在5齒以內)。每一次調整后,都應將固定螺釘擰緊,使螺釘端部位于調節圈兩齒之間的凹槽內,以防止調節圈轉動,但不得對調節圈產生側向壓力,然后進行動作試驗,為了安全起見,在撥動凋節圈以前,應使安全閥進口壓力適當降低(一般應低于整定壓力的90),以防止在調整時,安全閥突然開啟,發生事故。

對于有上下兩個調節圈的安全閥,通常情況下,上調節圈主要用于改變介質反沖角度以達到改變閥瓣升力的目的,當調節圈位置下降時,閥瓣升力增加,安全閥的回座壓力降低;當調節圈位置上升時,閥瓣升力減小,安全閥的回座壓力提高。下調節圈主要用于調整安全閥閥座與閥瓣或反沖盤之間積蓄槽的通道,當調節圈位置上升時,積蓄槽的通道減小,積蓄槽內的靜壓增加,因而排放壓力降低,而回座壓力也有所降低。反之,當調節圈位置下降時,積蓄槽的通道增大,積蓄槽內的壓力減小,排放壓力上升,但回座壓力也隨之增加。

 3)對于特殊的安全閥,如先導式安全閥等應仔細閱讀生產廠商提供的產品說明書進行安全閥的調試。因為先導式安全閥的動作是通過導閥來控制的,若還按老經驗去調試,有可能損壞安全閥。

必須注意,進行安全閥排放壓力和回座壓力試驗,只有當氣源的流量大到足夠使閥門全開啟時(即達到安全閥的額定排放放時)才有可能。而通常用來校驗安全閥整定壓力的試驗臺容量都很小,這時閥門不可能達到全開啟,其回座壓力也是虛假的。在這樣的試驗臺上校準整定壓力時,為了使起跳動作明顯,通常把調節圈調在比較高的位置,但在閥門的實際操作條件下這是不合適的,必須重新調整調節圈的位置。

6 安全閥的維護保養

安全閥從制造廠出廠、搬運、存放直到安裝使用之前應進行維護保養。如果搬運和存放欠妥會對安全閥的性能帶來有害的影響,甚至使其遭受損傷。

1)安全閥的維護

正確的維護應做到:

1)出廠時安全閥應裝箱運輸,箱內應加以適當的固定,搬運中要避免劇烈的振動。

2)對入庫的安全閥要進行庫存前檢查,若發現進出口保護塞子、鉛封脫落、應將進出口及時擦洗干凈后用塞子將其堵塞并重新進行鉛封。

 3)安全閥應豎直存放在干燥的室內,并防止遭受破壞。零件的加工表面應涂以防銹劑,帶外螺紋的接頭應全部用紙包裹并將孔口封住。

4)對長期存放在庫內的安全閥,應將其調整螺桿擰松(即安全閥不處于整定狀態),使閥瓣處于卸載荷狀態,以保護密封面不致損壞。

5)作為備件的彈簧,長期庫存時,建議保存在干燥的室內并用紙包裹,豎直放置在架上或箱內,彈簧表面應涂油以防銹蝕。

2)安全閥的保養

1)安全閥在安裝使用前,應在校驗臺上調整到規定的壓力,并檢查關閉件以及可拆卸連接處的密封性。調整合格的安全閥應進行鉛封。

2)對使用中的安全閥應作定期檢查。應特別注意閥座和閥瓣密封面以及彈簧的狀況,并注意觀察調整螺桿及調節圈螺釘的鎖緊螺母是否松動,若發現問題應及時采取適當措施。

3)對每一只安全閥應建立使用卡片,使用卡片中應保存供貨廠商的閥門合格證的副本,以及安全閥修理、檢查和調整記錄的副本。

4)對使用中的安全閥應按照國家有關規程、標準的規定,每年至少進行一次定期校驗。并且保存好安全閥校驗報告。

5)安裝在室外的安全閥要采取適當的防護措施,以防止雨、雪、塵埃、銹污等臟物侵入安全閥及排放管道。當環境溫度低于0℃時,還應采取必要的防凍措施以保證安全閥動作的靈敏和可靠。


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