第２期（总期５１期） ２０１２年３月 流体钴动与控副 Ｆｌｕｉｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｎｏ．２（Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．５ １） Ｍａｒ．，２０１２ 安全阀应用中存在问题与对策 李新宇 （Ｉ．上海交通大学机械与动力工程学院上海２００２４０ ２．泰科流体控制（北京）有限公司上海２００２３３） 摘 要：分析了安全阀泄漏、阀门在设定压力下开启及回座，排气后压力继续上升，阀瓣频跳或振动等常见的故障原 因，并针对故障原因提出了解决方法。 关键词：安全阀；泄漏；回座；频跳；阀瓣 中图分类号：ＴＨ１３８＿３ 文献标志码：Ｂ 引言 安全阀是是锅炉压力容器以及其它承压设备的 重要安全附件，当受压系统中的压力超过设定值时， 它能自动打开，把过剩的介质排放到大气或其他容器 中去，以保证压力容器和管道系统安全运行，防止事 故的发生，而当系统内压力回降到设定压力或略低于 设定压力时又能自动关闭。安全阀工作的可靠与否 直接关系到设备及人身的安全，所以必须给予重视。 安全阀是否灵敏、可靠，对于确保锅炉压力容器安全 运行十分重要。而影响其可靠性的主要原因是设计、 制造、选择或使用不当造成的。这些故障如不及时消 除，就会影响阀门的功效和寿命，甚至不能起到安全 保护作用。 １ 弹簧式安全阀结构与工作原理 安全阀是为了防止压力设备和容器或易引起压 力升高或容器内部压力超过限度而发生爆裂的安全 装置。安全阀是直接依靠介质压力产生的作用力来 克服作用在阀瓣上的机械载荷使安全阀开启的，作用 在阀瓣上的机械载荷来自压缩弹簧。要想保证安全 阀的密封性能，势必阀座密封面和阀瓣密封面的平整 度和表面粗糙度有严格的要求。调整弹簧力可达到 密封，但密封压差又有严格要求。 图１为锅炉安全阀结构图，主要的密封原件是柔 性阀瓣和喷嘴的在弹簧的预紧力下紧密接触。如图２ 所示，安全阀弹簧的预紧力 通过阀杆传递给阀瓣 上方，而系统内介质的压力作用在阀瓣下方，在 的 作用下阀瓣的密封面与喷嘴密封面紧紧结合，从而起 收稿日期：２０１１—１１—０５ 作者简介：李新宇（１９７８．），女，硕士研究生，从事锅炉等压力容器产品 的研发与应用 文章编号：１６７２．８９０４．（２０１２）０２．００３６—００３ 到密封作用。当系统介质的作用力 与Ｆ，平衡时， 该阀门开始起跳，即安全阀开始起座。这时起跳压力 等于Ｐ＝ｆ／（Ａ，一Ａ ），其中厂表示阀门内部零件的机 械摩擦力。当安全阀起跳排放降压，直至锅炉容器内 的介质的压力降低到作用于阀瓣上的力小于弹簧的 作用力时，安全阀才能回座关闭，其结果是保证锅炉 设备在规定的压力范围内工作。 图１锅炉安全阀结构图 Ｆｌ＝ｐ。Ａｌ Ｆ２＝Ｐ’Ａ 图２安全阀工作原理图 ２０１２￣１ｚ３月 李新宇：安全阀应用中存在问题与对策 座的产生原因及消除故障的方法如下： 第３７页 ２ 安全阀应用中存在问题与对策 安全阀在使用过程中通常会遇到泄漏，设定压力 下提前开启及不及时回座，排气后压力继续上升及阀 １）定压不准。未根据不同的工作压力选择适应 的安全阀，安全阀的开启压力是通过调节弹簧的压缩 瓣频跳等问题，本文针对这些问题分析其产生原因及 量来实现的，而每一种弹簧的刚度不同，有一定的调 节范围。消除方法是应重新调整弹簧的压缩量或重 消除故障的方法。 锤的位置。 ２．１泄漏 ２）阀瓣与阀座粘住。未能认真执行安全阀每年 至少校验一次的规定。安全阀在使用中一旦起跳，回 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。其产生原因及消除故障 落时阀芯与阀座之间就会留有一层水渍，时间一长便 的方法如下： 会生成氧化铁。未起跳的安全阀经过长期使用，一般 １）阀瓣与阀座密封面之间有脏物，将密封面垫 密封面都会残留一些杂质，生成污锈和产生腐蚀，从 住，造成阀芯与阀座间有间隙，从而阀门渗漏。消除 而使安全阀的密封性能有所下降。从安全阀的使用 这种故障的方法就是清除掉落到密封面上的脏物及 管理方面来讲，安全阀每年都要进行一次研磨，这样 杂质，一般在锅炉准备停炉大小修时进行解体检修。 就可以把校验和维修结合起来进行。但实际上超期 ２）密封面损伤。一是密封面材质不良。安全门 不校的现象极为普遍。消除这种故障的方法是定期 阀芯与阀座密封面普遍已经研得很低，使密封面的硬 对安全阀作手动放气或放水试验。 度也大大降低了，从而造成密封性能下降，消除这种 ３）杠杆式安全阀的杠杆被卡住或重锤被移动。 现象最好的方法就是将原有密封面车削下去，然后按 有的单位安全阀未能垂直安装，尤其是杠杆式安全 图纸要求重新堆焊加工，提高密封面的表面硬度。注 阀，如不垂直安装会因阀杆未能保持垂直的位置而影 意在加工过程中一定保证加工质量，如密封面出现裂 响其正确及时地动作。消除这种故障的方法是重新 纹、沙眼等缺陷一定要将其车削下去后重新加工。二 调整重锤位置并使杠杆运动自如，确保阀门垂直安 是检修质量差，阀芯阀座研磨的达不到质量标准要 装。 求，消除这种故障的方法是根据损伤程度采用研磨或 ４）安全阀校验存在误差。安全阀校验的试验介 车削后研磨的方法修复密封面。 质大多利用空气或氮气，校验仅作气密性试验和开启 ３）阀杆弯曲、倾斜或杠杆与支点偏斜，使阀芯与 压力试验，对于安全阀提升高度和排放量等项目则无 阀瓣错位。消除这种故障的方法是应重新装配或更 法测试。另外，冷态校验与实际工况不同时，开启压 换。 力的确也存在一定的误差。 ４）弹簧弹性降低或失去弹性。弹簧经过长期使 ５）排放后阀瓣不回座。这主要是弹簧弯曲阀 用弹簧老化弹力下降或弹簧材质不符合要求，热处理 杆、阀瓣安装位置不正或被卡住造成的。消除这种故 工艺不当，受热以后易产生塑性变形，且弹簧绕制工 障的方法是应重新装配。 艺粗糙，长短不一，端面不平。消除这种故障的方法 是应采取更换合格的弹簧、重新调整开启压力等措 ２．３排气后压力继续上升 施。 阀门开启后系统压力通过阀门排放到下游出口， ５）装配不当或有关零件尺寸不合适。在装配过 系统压力随之下降，但如果系统压力仍旧持续上升会 程中阀芯阀座未完全对正或结合面有透光现象，或者 存在非常大的安全隐患，此种现象产生的原因及消除 是阀芯阀座密封面过宽不利于密封。消除方法是检 故障的方法如下： 查阀芯周围配合间隙的大小及均匀性，保证阀芯顶尖 １）选用的安全阀排量小于设备的安全泄放量。 孔与密封面同正度，检查各部间隙不允许抬起阀芯； 具体原因，其一为排放喉径尺寸不能保证，如有的安 根据图纸要求适当减小密封面的宽度实现有效密封。 全阀，其铭牌标明喉径为直径３２ ｍｌＴｌ，经实际测量仅 为２８～２９ Ｍｉｌｌ，安全阀的排放量取决于喉径，直径为 ２．２阀门在设定压力下开启及回座 ３２ １ＴＩＭ的截面积是８０４ ＭＩＴｔ：，而直径为２８ ｍｍ的截面 造成阀门在到规定压力时不开启或不到规定压 积仅为６１６ ｍｍ ，这一问题严重地影响到安全阀的排 力开启，开启后系统压力下降到一定值但阀座没有回 放能力；其二为安全阀的提升高度未按“蒸汽锅炉安 第３８页 流体钴动与控｛ｌ；Ｉ｜ ２０ｌ２年第２期 全技术监察规程”规定执行，仅用“蒸汽锅炉安全技术 压力。消除这种故障的方法应重新调整调节圈位置。 监察规程”规定的数值盲目代用而未作任何试验，实 际上提升高度受弹簧性能和调节挡圈的制约，不作试 验按公式计算是不准确的，实际的排放面积为阀座周 长乘上提升高度的帘面积。消除这种故障的方法是 ３）排放管道阻力过大，造成过大的排放背压。 消除这种故障的方法应减／ｌ，￣ｌｂ放管道阻力。 ３ 结论 以上为安全阀在使用过程中存在的问题及故障 应重新选用合适的安全阀。 选型，安装，校验等 ２）阀杆中线不正或弹簧生锈，使阀瓣不能开到 排除对策。本文从安全阀的质量，从 应有的高度。消除方法是重新装配阀杆或更换弹簧。 角度对安全阀在使用过程中存在的问题进行解析， ３）排气管口径较小，影响了安全阀排放量。如 而改善阀门的功效和寿命。果几个安全阀共同装设在同一根与锅简直接相连的 短管上，短管的截面积应不小于所有安全阀流通截面 参考文献 １】陆培文，孙晓霞，杨炯良．阀门选用手册［Ｍ】．北京：机械 积的１．２５倍。消除这种故障的方法是采取符合安全 ［排放面积的排气管。 Ｔ业出版社，２００５． ［２］周震，安全阀［Ｍ］．北京：中国标准出版社，２００３． ２．４阀瓣频跳或振动 阀瓣的频跳或振动造成阀瓣与喷嘴的金属面反 复接触撞击，以致于阀门易损。此种现象产生的原因 及消除故障的方法如下： １）主要是由于弹簧刚度太大。消除这种故障的 ［３］田兰，曲和鼎，崔克清，等．化］＿安全技术［Ｍ］．上海：化学 工业出版社，１９８４． ［４］邵彭年．实用阀门管道与手册【Ｍ］．上海：上海科学出版 社，２００５． ［５］Ａｖｔａｒ Ｓｉｎｇｈ，Ａｒｔｈｕｒ Ｍ．Ｈｅｃｈｔ，Ｍｉｌｔｏｎ Ｅ．Ｔｅｓｋｅ．Ａ Ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ ｔｈｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｓｐｒｉｎｇ—Ｌｏａｄｅｄ Ｓａｆｅｔｙ 方法应改用刚度适当的弹簧。 ２）调节圈调整不当，使回座压力过高，接近设定 Ｖａｌｖｅ（Ｒ）．８２一ＷＡ／ＮＥ一１２．ＮｅｗＹｏｒｋ：ＡＳＭＥ，１９８２． Ｓｏｍｅ Ｔｒｏｕｂｌｅｓ ａｎｄ Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｒｅｌｉｅｆ Ｖａｌｖｅｓ ｉｎ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｌｉ Ｘｉｎｙｕ （上接第３３页） 进的试验结果基本达到了在气压变化范围内无啸叫 现象产生。虽然公称通径为ＤＮ３２的止回阀在压力 参考文献 ［１］杨源泉主编．阀门设计手册［Ｍ】．北京：机械Ｔ业出版社， １９９２． ＜０．４ ＭＰａ以下时仍有啸叫声发生，但考虑到试验时 前端供气管路为ＤＮ６，存在着供气不足，存在诱发啸 叫现象的可能。在供气管路增大到ＤＮ３２后，啸叫声 ［２］成大先主编．机械设计手册（第五版），第３卷【Ｍ］．北京： 化学工业出版社，２００８． 产生的压力应可控制在０．１ ＭＰａ以下。 Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｓｑｕｅａｌ Ｑｕｅｓｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ—ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ Ｇａｓ Ｃｈｅｃｋ Ｖａｌｖｅｓ Ｇａｏ Ｚｅｐｕ Ｊｉａｎｇ Ｙａｎｌｉｎｇ Ｃｈｅｎ Ｗｅｉ 适。一 ｃ—一～ 一 。“一 “— “ 一 —。一 一 一 一 “ “ 。 一 全国人大常委会路甬祥ｉ＇ｌ委员长考察华德液压 ÷ ｉ ２０１２年２月２３日下午，全国人大常委会路甬祥副委员长一行莅临华德液压考察。在＿Ｔ－４￣部、中国机械 工程学会、北京机械３－－程学会、京城机电控股公司、华德液压领导的陪同下，路副委员长参观了华德液压的ｉ 企业发展展室，视察了亦庄车间，听取了华德液压总经理廖显胜关于《民族品牌成就未来》的专题汇报并与； 企业领导班子座谈。 （华德液压网站）