全面解析安全阀类别、安装、制作标准等

福州电校焊接班 2017-09-25

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安全阀的作用及其类型

安全是各行业的重中之重，

那么安全阀在安全生产中具体的作用是什么?

安全阀有哪几种类型?

　　对于高温、高压、易燃、易爆等连续性生产作业领域，对于安全阀的使用寿命、运行的安全性、稳定性要求非常高。连续流程有四大参数需要特别注意：压力、温度、流量、液位。为保证设备安全，生产运行的稳定以及人身安全、环境安全，有以下几道安全防线：

第一道是控制仪表，如果显示的参数不正确，通过人为手动操作进行调节。
第二道是控制系统，例如DCS联锁的设置是根据工艺安全的要求，在紧急状况下将设备和装置导入一个安全的可控状态。
第三道是ESD(Emergency Shutdown Device)紧急停车系统，当生产过程出现意外波动或紧急情况需要采取某些动作或停车时，该系统能做出响应，使装置停在一定的安全水平上。
第四道是安全阀，如果以上安全措施都失效，那么安全阀就会发生起跳并进行压力泄放，防止受压设备中的压力超过设计允许值。

安全阀是一种本质安全的保护措施，通过弹簧力和介质力自动起跳，没有任何人工参与和外力参与，从而防止了人为的误操作而带来的安全事故。安全阀的功能是通过下列动作过程来实现的：当系统达到最高允许压力时，安全阀能准确地开启，并随着系统压力的升高能稳定地排放，并在额定的排放压力下能排放出额定数量的工作介质，当系统压力降至一定值时应及时关闭，并在关闭状态下，保持必需的密封性。

安全阀按其整体结构及加载机构的不同，常用类型为弹簧加载式安全阀、平衡波纹管式安全阀和先导式安全阀。

1、弹簧加载式安全阀是普通安全阀

借助弹簧的关闭力来克服由阀瓣下方介质压力所产生作用力。如果介质对人身和环境无危害，例如无毒、非易燃易爆或者价格低廉，例如空气，那么可以直接排放到大气中，这种情况下使用普通安全阀。

2、平衡波纹管式安全阀

该波纹管的有效面积等于阀座密封面的面积，用来抵消作用于设定压力上背压的影响。适用于高温高压、背压高或者介质不能直接排放到大气中的工况。

3、先导式安全阀

先导式安全阀通常由一个活动的不平衡阀瓣的主阀和一个外部的导阀(活塞)组成，依靠从导阀排出介质来驱动或控制主阀的开启和关闭，较平衡波纹管式安全阀，其背压补偿系数更高，把背压对动作特性的影响降低到最小限度，排放量大。例如反应釜在超压的过程中介质排放量非常大，如果使用平衡波纹管式安全阀最多需要16台，如果选择先导式安全阀，使用8台就足够了，甚至更少。会为用户带来很多优势，如安装量减少、维修量减少、工程量降低以及维护方便。当然先导式安全阀技术复杂程度较高，对于操作人员的技术水平提出了更高的要求。

安全阀的安装使用注意事项

安全阀属于精密型的机械仪表，对它的安装、使用要求比较高。对于连续流程工业来说，一套装置在建成后，会经过吹扫、气密、试压等几道工序，然后进行投料试车。用户常犯的一个失误是，在吹扫时就将安全阀安装在工艺管道上，由于安全阀处于关闭状态，吹扫过程中，杂物进入安全阀入口，打压测试时，安全阀起跳，回座时由于有杂物，安全阀就会失效。

按照国家标准，在进行吹扫时，须采取以下措施：

安全阀允许安装在工艺管道上，但安全阀的入口要增加盲板，进行密封。
不安装安全阀，将安全阀与工艺管道的连接处使用盲板进行密封，在试压结束后将安全阀进行回装。
安全阀上锁，但该措施存在一个风险，可能由于操作人员的疏忽而忘记拆除，造成安全阀无法正常工作。

在使用过程中要求工艺操作一定要平稳，如果压力波动比较大会造成安全阀起跳，根据国家标准，安全阀一旦起跳，须重新进行标定。

此外，用户所提供的技术参数一定要准确，应用介质一定要固定，例如提供的技术参数中介质为空气，但在使用过程中如果掺入氯气，氯气与水蒸气结合形成盐酸，会对安全阀造成腐蚀;或者提供的技术参数中介质为水，但实际介质中含有沙砾，那么就会对安全阀造成磨损。因此，用户不能随意更改工艺参数，如果需要更改，就要检查阀门厂商提供的安全阀是否适合更改以后的工况，并及时与厂商进行沟通。

如果以上都能够按照标准规范正确操作，那么每年还须对安全阀进行检测，操作人员应当取得“特种设备作业人员证”。

安全阀的设计制造难点

目前，中国本土的安全阀产品在技术和加工制造能力方面也在不断提高，但与国外阀门品牌相比，还是存在一定差距，安全阀的设计制造难点有哪些?

安全阀最早是通过引进设备进入中国，然后在此基础上进行吸收再创新。中国的基础工业起步较晚，这在一定程度上制约了安全阀的技术发展。近年来，国产安全阀的质量和技术水平都在不断提升，得到了大部分用户的认可。对于用户来说，选择安全阀产品的前提是安全性及稳定性，按照安全重要程度将一套装置划分不同等级，或者根据介质是否具有危险性以及低廉或稀有程度划分为关键工况和非关键工况，如果是关键设备或是安全等级比较高的设备，例如应用介质为有毒、易燃易爆或腐蚀性特别强，会选择高可靠性、国内产品尚不能满足工况要求的进口产品。

安全阀在大多数情况下是不动作的，甚至直至安全阀报废都没有在线发生一次起跳，所以，虽然对于安全阀的重要性非常清楚，但缺少足够的重视程度，而且通常存在一个误区：安全阀的动作就是“一开一关”，达到最高允许压力时开启，降至一定值时关闭。但实际上远不止这样一个简单的概念，如何保证安全阀准确起跳、具有良好的机械性能、有效密封、稳定排放等等，涉及到很多基础学科，例如流体力学、结构力学、材料力学等，还必须要建立数学模型。

加工制造主要有以下难点：

弹簧是安全阀的关键零部件之一，其质量直接影响到安全阀性能的稳定性。安全阀的整体压力是通过调整弹簧的压缩量获得的，在安全阀的结构尺寸已经确定的情况下，弹簧的弹性系数的稳定性决定了安全阀的排放压力、回座压力、开启高度和力学性能是否能够满足相关标准的要求。弹簧的弹性系数受温度影响，从自控的角度来说，弹簧的温漂、零漂与对弹簧材料温度的控制有关，尤其是特殊弹簧，国内在这方面还存在一定差距。
从工业应用来说，安全阀属于静设备，但它的内部有一个动部件，安全阀应有合理的结构形式及良好的机械性能，保证在运行的过程中阀瓣不发生卡涩现象。
建立阀体结构和内部结构的流体力学模型。
喷嘴的结构设计要能够保证介质非常稳定地排放。
安全阀的密封性能主要是通过阀瓣和阀座实现的，其加工精度对于安全阀的密封性能有很大影响，通常采用在表面堆焊硬质合金的方法提高密封性能和耐磨寿命，堆焊的工艺比较复杂，较难控制。以上难点是可以通过技术改进不断完善的，最主要的难点是质量控制，即使所有的零部件经检验合格，但组装过程中操作人员的操作水平、工作态度，以及调试过程中的把关控制，都有可能产生人为偏差，从而影响安全阀的性能。