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壓力容器的最后一道防線

來源:濮陽市安諾能源科技有限公司    發布時間:2019-12-07

安全閥是一種本質安全的保護措施,通過彈簧力和介質力自動起跳,沒有任何人工參與和外力參與,從而防止了人為的誤操作而帶來的安全事故。
安全閥的功能是通過下列動作過程來實現的:當系統達到最高允許壓力時,安全閥能準確地開啟,并隨著系統壓力的升高能穩定地排放,并在額定的排放壓力下能排放出額定數量的工作介質,當系統壓力降至一定值時應及時關閉,并在關閉狀態下,保持必需的密封性。
安全閥的種類
安全閥按其整體結構及加載機構的不同,常用類型為彈簧加載式安全閥、平衡波紋管式安全閥和先導式安全閥。
1、彈簧加載式安全閥是普通安全閥
借助彈簧的關閉力來克服由閥瓣下方介質壓力所產生作用力。如果介質對人身和環境無危害,例如無毒、非易燃易爆或者價格低廉,例如空氣,那么可以直接排放到大氣中,這種情況下使用普通安全閥。
2、平衡波紋管式安全閥
該波紋管的有效面積等于閥座密封面的面積,用來抵消作用于設定壓力上背壓的影響。適用于高溫高壓、背壓高或者介質不能直接排放到大氣中的工況。
3、先導式安全閥
先導式安全閥通常由一個活動的不平衡閥瓣的主閥和一個外部的導閥(活塞)組成,依靠從導閥排出介質來驅動或控制主閥的開啟和關閉,較平衡波紋管式安全閥,其背壓補償系數更高,把背壓對動作特性的影響降低到最小限度,排放量大。例如反應釜在超壓的過程中介質排放量非常大,如果使用平衡波紋管式安全閥最多需要16臺,如果選擇先導式安全閥,使用8臺就足夠了,甚至更少。會為用戶帶來很多優勢,如安裝量減少、維修量減少、工程量降低以及維護方便。當然先導式安全閥技術復雜程度較高,對于操作人員的技術水平提出了更高的要求。
安全閥安裝注意事項
安全閥屬于精密型的機械儀表,對它的安裝、使用要求比較高。對于連續流程工業來說,一套裝置在建成后,會經過吹掃、氣密、試壓等幾道工序,然后進行投料試車。用戶常犯的一個失誤是,在吹掃時就將安全閥安裝在工藝管道上,由于安全閥處于關閉狀態,吹掃過程中,雜物進入安全閥入口,打壓測試時,安全閥起跳,回座時由于有雜物,安全閥就會失效。

按照國家標準,在進行吹掃時,須采取以下措施:
安全閥允許安裝在工藝管道上,但安全閥的入口要增加盲板,進行密封。
不安裝安全閥,將安全閥與工藝管道的連接處使用盲板進行密封,在試壓結束后將安全閥進行回裝。
安全閥上鎖,但該措施存在一個風險,可能由于操作人員的疏忽而忘記拆除,造成安全閥無法正常工作。
安全閥的加工制造難點
如何保證安全閥準確起跳、具有良好的機械性能、有效密封、穩定排放等等,涉及到很多基礎學科,例如流體力學、結構力學、材料力學等,還必須要建立數學模型。
加工制造主要有以下難點:
難點一:彈簧是安全閥的關鍵零部件之一,其質量直接影響到安全閥性能的穩定性。安全閥的整體壓力是通過調整彈簧的壓縮量獲得的,在安全閥的結構尺寸已經確定的情況下,彈簧的彈性系數的穩定性決定了安全閥的排放壓力、回座壓力、開啟高度和力學性能是否能夠滿足相關標準的要求。
彈簧的彈性系數受溫度影響,從自控的角度來說,彈簧的溫漂、零漂與對彈簧材料溫度的控制有關,尤其是特殊彈簧,國內在這方面還存在一定差距。
難點二:從工業應用來說,安全閥屬于靜設備,但它的內部有一個動部件,安全閥應有合理的結構形式及良好的機械性能,保證在運行的過程中閥瓣不發生卡澀現象。
難點三:建立閥體結構和內部結構的流體力學模型。
難點四:噴嘴的結構設計要能夠保證介質非常穩定地排放。
難點五:安全閥的密封性能主要是通過閥瓣和閥座實現的,其加工精度對于安全閥的密封性能有很大影響,通常采用在表面堆焊硬質合金的方法提高密封性能和耐磨壽命,堆焊的工藝比較復雜,較難控制。
以上難點是可以通過技術改進不斷完善的,最主要的難點是質量控制,即使所有的零部件經檢驗合格,但組裝過程中操作人員的操作水平、工作態度,以及調試過程中的把關控制,都有可能產生人為偏差,從而影響安全閥的性能。



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