安全阀技术问题浅析

安全阀是压力系统广泛使用的安全装置。当压 力系统内的介质压力超过规定值时, 安全阀自动开 启。当介质压力降低到一定值时, 安全阀回座并自 动关闭。直接作用式安全阀基本上分弹簧式和重锤 式两种类型。目前应用最为广泛的是弹簧式安全 阀, 工作状态时, 它通过弹簧提供密封力, 保证设 备正常运行。当压力升高时, 介质压力克服弹簧力 使阀门开启, 系统压力下降, 当压力下降到一定值 时, 阀门在弹簧力的作用下回座。在试车台氢氧系 统中, 由于氢氧均为低温介质, 为了减少介质的损 失更好的绝热保冷, 采用了全启式安全阀(其中包 括先导式安全阀) , 降低开口尺寸, 减少漏热。

安全阀设计关键就是弹簧设计和密封面设计。 弹簧不仅影响密封, 更主要的还有阀门的灵敏性, 而密封面结构形式和材料的设计将直接影响到阀门 的密封。
弹簧
弹簧是在较高应力情况下工作的元件, 材料表 面受力最大, 弹簧综合力学性能及材料表面质量对弹簧影响较大。弹簧材料用量较多的是弹簧钢, 其 次是镍合金、高弹性合金和不锈钢等, 在试车台试 验系统中由于大都涉及低温工况, 所以弹簧材料大 多选用了50CrVA、60Si2MnA、1Cr18Ni9Ti 、 0Cr18Ni9 和QBe2 等。其中1Cr18Ni9Ti (材料标准 号DGB09 - 1989)

当弹簧与安全阀不相适应时, 阀门就不可能正常地工作。因为如果弹簧过硬, 则阀门开启时系统 压力就升得太高, 使设备不能够安全运行。如果弹 簧过软, 则阀门的回座压力将大大降低, 使得设备 浪费大量的介质。在工业生产中, 为了得到要求的 排放和回座压力, 一般采取设计上、下调节圈的方 法, 但是在氢氧试车系统中的阀门不能采取这种办 法, 因为这类介质的危险性决定其排放应在规定地 点进行, 而调节圈的存在使得阀门在排放时向大气泄漏。

密封副
安全阀关闭件的材料应具有抗侵蚀性、耐腐蚀 性、抗压性、良好的机械加工性和良好的弹性变形 能力, 其中抗侵蚀性是选材时应首先考虑的, 侵蚀 是介质对金属表面的机械磨损和腐蚀共同作用的结 果。在试车台系统中材料的耐低温性质也是一个主 要应考虑的问题, 所以采用不锈钢(0Cr18Ni9) 作 为阀门的主要材料。密封副材料主要有不锈钢 (0Cr18Ni9) - 黄铜、不锈钢( 0Cr18Ni9) - 铝、 不锈钢( 0Cr18Ni9 ) - 聚四氟乙烯、不锈钢 (0Cr18Ni9 ) - 增强聚四氟乙烯和不锈钢 (0Cr18Ni9) - 聚酰亚胺等。

阀门设计时, 提高密封面上的比压是经常采取 的方法。但是, 根据国家标准的要求, 安全阀的开 启压力ps = (1105～111) p , 该要求使得作用在 密封面上的力为一个定值, 密封面上的比压在密封 面宽度选定时, 其值也成为了一个定值, 而且通常 情况下不能使密封机构保持可靠的密封。因此安全 阀的密封性在很大程度上取决于阀门的结构以及制 造和装配的精度。工作状态安全阀的泄漏除了和密 封面上的比压低有关之外, 还与密封面是否受到机 械损伤、阀瓣受力的对中性、周围介质温度的变化 引起密封面变形以及密封面受到介质中杂质的污染 等因素有关。为了降低阀门的泄漏需要在结构、制 造和装配上提高要求, 尤其要注意密封面的表面质 量及形位公差要求。合理选择密封面的宽度和结构 型式, 尽量使得计算比压值与最小密封比压相近, 以保证阀门密封性能。

发布：上海仪欣阀门有限公司｜返回：阀门知识