安全阀的工作原理及其故障维修与安装

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安全阀又称溢流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。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。 安全阀是根据压力系统的工作压力自动启闭，一般安装于封闭系统的设备或 管路上保护系统安全。当设备或管道内压力超过安全阀设定压力时，自动开启泄 压，保证设备和管道内介质压力在设定压力之下，保护设备和管道正常工作，防止发生意外，减少损失。

本文将详细为您介绍安全阀的分类、工作原理、注意事 项、常见故障、消除方法、安装与维护。

 安全阀的分类：
 安全阀主要有以下几种分类方法：
（1）按整体结构和加载结构的形式可以分为重锤杠杆式、弹簧式和控制式 安全阀的工作原理：安全阀是用在受压设备、容器或管路上，作为系统超压保护装置。当设备、 容器或管路内的压力升高超过允许值时，阀门自动开启，继而全量排放，以防止 设备、容器或管路内的压力继续升高；当压力降低到规定值时，阀门应自动及时 关闭，从而保护设备、容器或管路的安全运行。 

安全阀密封、开启的工作原理：
1.直接作用式安全阀原理： 这种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主要来自重锤或弹簧，这种几乎 是固定的机械载荷。要想保证安全阀的密封性能，必须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。虽然对于压缩弹簧加载的安全阀，可以通 过调整弹簧力来的达到密封，但密封压差又有严格要求。 密封压差是整定压力和工作压力之差。密封压差必须足够高，以保证足够的 密封力，从而在装置正常运行时达到密封。密封压差还应小于启闭压差，以确保 安全阀在高于工作压力下开启。 通常推荐的zui小密封压差为，当工作压力小于等于 7MPa 时为整定压力的 10%，但不得小于35kPa；当工作压力小于7MPa 时，为整定压力7%。对于金属 密封的安全阀，如果使用于有毒、腐蚀性、低温或特别贵重介质时，或当系统压 力如在往复式泵或压缩机的出口管道中那样，为波动情况，则可能不得不增加密 此外，用于气体或蒸汽的安全阀的启闭压差可以高于15%；用于液体的安全阀可高于20%，因此，要使安全阀在不低于工作压力下关闭的话，密封压差就必 须相应增加。 启闭压差是整定压力与回座压力之差。从经济角度，启闭压差应尽可能小， 以避免不必要的介质损失。但从安全阀动作的稳定性着眼，又希望有较大的启闭 压差。因而只有采取折中的办法。

2.先导式安全阀原理： 先导式安全阀是由一个主安全阀和一个先导阀（直接作用式安全阀）组成。 主阀是真正的安全阀，而先导阀是用来感受受压系统的压力并使主阀开启和关闭 要保证先导式安全阀的密封性能和其他各项性能指标，不但对主阀的阀座密 封面和阀瓣密封面的平整度和表面粗糙度亦有严格的要求，同时对压缩弹簧的几 何尺寸、材料、热处理也有严格的要求。这样才能满足密封比压的要求。 要保持主阀的关闭力，以及操纵主阀和先导阀，能量可能来自系统介质、一 个外部的能源，或者来自这两者。当系统压力考试超过一个整定的极限值时，先 导阀或者通过除去或减少关闭力而让系统介质迫使主阀开启；或者产生一个力来 使主阀开启。当系统压力降低以后，先导阀再重新产生关闭力，或者将开启力消 除。按照这样的开启和关闭模式，能够在安全阀开启之前保持一个大的关闭力。 因此，先导式安全阀甚在运行压力接近整定压力的情况下也能保持高度的 密封性能。先导式安全阀在即将开启之前关闭力的大小可能是不受限制的，但对 于某些结构的先导式安全阀也可能是通过选择加以限制的。

所谓关闭力是有限的，指的是一旦先导阀失效时，系统压力能够在允许的 超过压力范围内使主阀开启。对于关闭有限的先导式安全阀，其安装要求通常不 像具有无限关闭力的先导式安全阀那样严格。操作介质的获得，从容易得到的观 点出发，zui可靠的莫过于系统介质本身了。 但是，先导阀却必须设计成能适应 于处在操作条件下的该种介质。 主安全阀的工作原理：主阀可以设计成随其先导阀被供给能量或失去能量而 开启的两种形式。若采用供能开启原理。当万一发生事故使先导阀失去能量时， 将使主阀保持关闭。因此，在这种场合采用系统介质作为操作介质是zui安全的。 不过，某些规范也允许采用外部操作介质。只要这些操作介质系由几个独立的能 源供给，或者只要先导安全阀载荷是有限的，若采用失能开启原理，依先导式安 全阀设计结构不同，先导阀失能将使主阀在低于或等于整定压力时自动开启。于 是，在这种情况下，主阀的失效保护操作将不受操作介质的影响

先导安全阀的工作原理：先导阀可以设计成随着它被供给能量或失去能量而 使主阀开启（排放）的两种形式。若采用供能释放原理，当万一发生事故而失去 能量时，将使主阀保持关闭。因此，在这种场合使用的先导式安全阀采用系统介 质作为操作介质是zui安全的。不过，某些规范也允许采用外部操作介质，只要这 些操作介质系由几个独立的能源供给，或者只要先导式安全阀的载荷是有限的。 若采用失能释放原理，失能将使主阀开启。于是在这种情况下，先导阀的失效保 护操作将不受操作介质的影响。

安全阀设置的四大要点及注意事项：
设置安全阀时应注意以下几点： （1）容器内有气、液两相物料时安全阀应装在气相部分。 （2）安全阀用于泄放可燃液体时，安全阀的出口应与事故贮罐相连。当泄放 的物料是高温可燃物时，其接收容器应有相应的防护设施。 （3）一般安全阀可就地放空，放空口应高出操作人员1 米（m）以上且不应 朝向 15 米（m）以内的明火地点、散发火花地点及高温设备。室内设备、容器 的安全阀放空口应引出房顶，并高出房顶2 米（m）以上。 （4）当安全阀入口有隔断阀时，隔断阀应处于常开状态，并要加以铅封， 以免出错。 安全阀常见故障及消除方法： 安全阀安装后，由于使用不当，往往会造成许多故障。这些故障如果得不到 及时排除就会影响安全阀的作用和使用寿命。

常见故障主要有： （1）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）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）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）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。 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。 

安全阀的安装和维护： 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。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。 按安全阀阀瓣开启高度可分为微启式安全阀和全启式安全阀，微启式安全阀 的开启行程高度为：0.05d0(zui小排放喉部口径)；全启式安全阀开启高度为 0.25d0(zui小排放喉部口径)。 

安全阀按结构形式来分，要分为垂锤式、杠杆式、弹簧式和先导式(脉冲式)； 按阀体构造来分，可分为封闭式和不封闭式两种。封闭式安全阀即排除的介质不 外泄，全部沿着出口排泄到地点，一般用在有毒和腐蚀性介质中。对于空气 和蒸汽用安全阀，多采用不封闭式安全阀。对于安全阀产品的选用，应按实际密 封压力来确定。对于弹簧式安全阀，在一种公称压力(PN)范围内，具有几种工作 压力级的弹簧，订货时除注明安全阀型号、名称、介质和温度外，尚应注明阀体 密封压力，否则按zui大密封压力供货。 

安全阀的安装和维护应注意以下事项： 1.各种安全阀都应垂直安装。 2.安全阀出口处应无阻力，避免产生受压现象。 3.安全阀在安装前应专门测试，并检查其官密封性。 4.对使用中的安全阀应作定期检查。