2020年中級(jí)注冊(cè)安全工程師答疑:安全閥的使用、故障、原因分析及排除方法?

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問(wèn)題：

安全閥的使用、故障、原因分析及排除方法?

答疑：

安全閥操作人員應(yīng)根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)的要求， 正確的進(jìn)行安全閥的安裝和使用，定期進(jìn)行校驗(yàn)和修理，并應(yīng)做好平時(shí)的維修和保養(yǎng)工作。通過(guò)本節(jié)的闡述，使安全閥操作人員、銷售人員、售后服務(wù)人員、客戶對(duì)這方面的知識(shí)有個(gè)比較全面的了解，避免給雙方造成不必要的損失。

1. 安全閥的使用

使用安全閥時(shí)，首先要正確安裝。安全閥安裝的正確與否，不但關(guān)系到安全閥能否正常工作并發(fā)揮其作用，而且同時(shí)也將直接影響到安全閥的動(dòng)作性能、密封性能、排量性能。

1.3安全閥排放管的安裝

安裝安全閥排放管時(shí)，應(yīng)注意的事項(xiàng)：

1.3.1排放管的內(nèi)徑應(yīng)大于安全閥的出口通經(jīng)。

1.3.2排放管的流動(dòng)阻力應(yīng)小于安全閥整定壓力的10%，以避免造成過(guò)高的背壓，影響安全閥的動(dòng)作。

1.3.3 排放管應(yīng)裝設(shè)適當(dāng)?shù)闹С?，以防止管道?yīng)力(指安裝應(yīng)力和熱應(yīng)力)附加到安全閥上，影響安全閥的性能。

1.3.4 根據(jù)安全閥不同的使用介質(zhì)，出口管有三種安裝方法：a.空氣，出口管直通大氣。b.水或其他液體，出口管朝下。c.蒸汽，出口管朝上。

1.3.5 原則上一只安全閥應(yīng)單獨(dú)使用一根排放管，兩只以上安全閥共用一根排放管時(shí)，排放管要有足夠的排放面積，且每個(gè)分支排放管與總排放管的結(jié)合處，流向的轉(zhuǎn)折應(yīng)盡可能小。

1.3.6 蒸汽鍋爐的安全閥應(yīng)裝設(shè)排汽管，排汽管應(yīng)通向安全地點(diǎn)。排汽管底部應(yīng)裝有接到安全地點(diǎn)的輸水管，在排汽管和輸水管上都不允許裝設(shè)閥門(這點(diǎn)非常重要，在安裝時(shí)往往被忽視掉，導(dǎo)致安全閥工作不正常) 。安全閥排汽管上如裝有消音器，應(yīng)有足夠的流通面積，消音板或其他原件的結(jié)構(gòu)應(yīng)避免因水垢而減少蒸汽的流通截面。

1.3.7 熱水鍋爐的安全閥應(yīng)裝設(shè)泄放管，在泄放管上不允許裝設(shè)閥門。泄放管應(yīng)通向安全地點(diǎn)，并有足夠的截面積和防凍措施，保證排泄通暢。

1.3.8 對(duì)易燃介質(zhì)或毒性程度為極度、高度或中度危害介質(zhì)的壓力容器，應(yīng)在安全閥的排放管出口裝設(shè)導(dǎo)管，將排放介質(zhì)引至安全地點(diǎn)，并進(jìn)行妥善處理，不得直接排入大氣。

2.安全閥常見(jiàn)故障及排除方法安全閥安裝后，由于使用不當(dāng)，往往會(huì)造成許多故障。這些故障如果得不到及時(shí)排除，就會(huì)影響安全閥的作用和使用壽命。常見(jiàn)的故障主要有：

2.1安全閥泄漏設(shè)備在運(yùn)行工作壓力下，閥瓣與閥座密封面發(fā)生超過(guò)允許程度的滲漏。其

原因可能是：

2.1.1 有雜物夾在密封面上。例如，某單位將校驗(yàn)合格后的安全閥裝設(shè)在新安裝的熱水鍋爐上，鍋爐點(diǎn)火升壓后，司爐人員發(fā)現(xiàn)安全閥泄放管向外泄水。經(jīng)過(guò)調(diào)查分析原因，是鍋爐在進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)，安全閥進(jìn)口處有加裝盲板，將鍋爐內(nèi)水中含的雜質(zhì)夾在了密封面上造成泄漏。排除方法：在鍋爐有壓力的情況下，使用安全閥的提升扳手開(kāi)啟數(shù)次，將雜物沖刷掉，安全閥又重新恢復(fù)了密封。另外，在搬運(yùn)過(guò)程中，提拉安全閥的提升扳手、用拉煤或砂子的車裝載安全閥，這些做法都很容易造成雜物夾在密封面上。

2.1.2密封面損壞。安全閥密封面的表面粗糙度要求很高，稍有劃痕和壓痕，就會(huì)影響安全閥的密封。應(yīng)根據(jù)損傷程度，采用研磨或車削后研磨的方法加以修復(fù)。

2.1.3 由于裝配不當(dāng)或管道載荷等原因，使零件的同軸度遭到破壞。例如,某公司裝設(shè)在20t/h蒸汽鍋爐的安全閥，在校驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行校驗(yàn)密封合格，安裝在鍋爐上卻泄漏不止?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，原來(lái)安全閥的排汽管向上穿過(guò)房頂直通室外，排汽管底部沒(méi)有支撐架，其重量直接加載到安全閥的出口法蘭上，造成安全閥內(nèi)部的零件同軸度遭到破壞，影響了密封，支撐架安裝后，安全閥重新恢復(fù)了密封。另外，安全閥零件的加工精度、彈簧的垂直度也將影響同軸度。

2.1.4 由于安裝和使用不當(dāng)，使安全閥因溫差變化導(dǎo)致泄漏。例如，某電廠4X350MW發(fā)電機(jī)組設(shè)備上裝有安全閥64只。使用過(guò)程中，安全閥相繼發(fā)生了泄漏等故障。經(jīng)分析故障原因有兩種：a.安裝的安全閥排汽口法蘭與排汽管的法蘭為固定連接。該閥安裝于立式布置的高壓加熱器頂部，筒體高度為11.75m，工作溫度為240℃，固定點(diǎn)離頂部約10.75m,所以高壓加熱器在工作時(shí)向上膨脹，由于排放管為固定連接，所以附加在安全閥上的應(yīng)力很大，造成安全閥與高壓加熱器間發(fā)生不同步的震顫而導(dǎo)致泄漏。b.安全閥安裝的泄放管裝有閥門并關(guān)閉造成堵塞。由于泄放管堵塞造成安全閥內(nèi)腔及排放管內(nèi)積水，使安全閥相關(guān)部件因溫差而發(fā)生形位變化導(dǎo)致泄漏。解決措施：第一，將安全閥排放口法蘭與排汽管間的固定連接改為金屬軟管連接，以消除因高溫加熱筒體受熱向上膨脹而附加給閥門的應(yīng)力，同時(shí)消除了閥門與高溫加熱器間的不同步顫震。第二，打開(kāi)泄放管閥門，并進(jìn)行疏通，確保泄放管暢通。

2.1.5 安全閥的整定壓力與設(shè)備正常工作壓力太接近，以致密封面比壓力過(guò)低，當(dāng)安全閥受震顫或介質(zhì)壓力波動(dòng)時(shí)更容易發(fā)生泄漏。安全閥定壓偏低，在滿足強(qiáng)度的條件下，應(yīng)適當(dāng)提高安全閥的整定壓力。

2.1.6彈簧松弛使整定壓力降低，引起安全閥泄漏。造成彈簧松弛主要有以下三個(gè)原因：

2.1.6.1由于高溫原因造成的。安全閥在高溫工作狀況下，彈簧剛度下降，彈簧變軟，導(dǎo)致整定壓力低于設(shè)備工作壓力而泄漏。因此在冷態(tài)下校驗(yàn)安全閥時(shí)，應(yīng)考慮到溫度對(duì)整定壓力的影響，對(duì)其值給與必要的修正。

2.1.6.2由于腐蝕原因造成的。彈簧的鋼絲在二氧化硫等介質(zhì)的環(huán)境下，腐蝕造成彈簧鋼絲變細(xì)，彈簧剛度下降、變軟，此現(xiàn)象在罐車上或化工廠里使用的安全閥尤為嚴(yán)重。應(yīng)根據(jù)腐蝕原因，采用更換彈簧，甚至更換安全閥(如果屬于選用型號(hào)不當(dāng)?shù)?等措施。

2.1.6.3校驗(yàn)安全閥完畢后，安全閥的調(diào)節(jié)螺桿未鎖緊，在設(shè)備運(yùn)行中松動(dòng)，彈簧松弛，預(yù)緊力下降，造成安全閥提前開(kāi)啟。應(yīng)重新校驗(yàn)安全閥。

2.2安全閥啟閉不靈活其原因可能是：

2.2.1 安全閥的調(diào)節(jié)圈調(diào)整不當(dāng)，造成安全閥開(kāi)啟過(guò)程延長(zhǎng)或回座遲緩，應(yīng)重新進(jìn)行調(diào)整。例如，某氣瓶廠有數(shù)臺(tái)換熱器，按本單位生產(chǎn)工藝要求，安全閥的整定壓力為 1.0MPa,回座壓力為 0.95MPa。安全閥在校驗(yàn)臺(tái)上校驗(yàn)合格后，安裝在換熱器上，其整定壓力基本符合要求，但其回座壓力只有0.85MPa，滿足不了生產(chǎn)需要，通過(guò)調(diào)整下調(diào)節(jié)圈，提高了回座壓力，最后滿足了生產(chǎn)工藝要求。

2.2.2 安全閥內(nèi)部運(yùn)動(dòng)零件有卡阻現(xiàn)象，這可能是由于裝配不當(dāng)、加工精度不夠，閥體內(nèi)進(jìn)入雜物或零件腐蝕等原因造成的。應(yīng)查明原因并解決問(wèn)題。

2.2.3安全閥的排放管阻力過(guò)大，排放時(shí)有較大的背壓，是安全閥開(kāi)高不足。

例如，某服裝廠安裝在一臺(tái) 4T/h 蒸汽鍋爐的兩只安全閥，開(kāi)啟后，蒸汽從安全閥的閥體上端彈簧兩側(cè)噴出， 安全閥即使開(kāi)啟， 鍋爐的壓力仍繼續(xù)升高。到現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)， 安全閥的排汽管從鍋爐房引到除塵室， 再由除塵室引到水泵間，然后通至室外，中間還有三個(gè)轉(zhuǎn)彎處。把安全閥的排汽管改為直通室外后，安全閥的工作正常了。

2.3安全閥的開(kāi)啟壓力值發(fā)生變化

安全閥調(diào)整好后，其實(shí)際開(kāi)啟壓力相對(duì)于整定壓力值允許有一定的偏差。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:

2.3.1壓力容器和管道用安全閥的整定壓力偏差：當(dāng)整定壓力小于0.5MPa時(shí)為±0.015MPa?當(dāng)整定壓力大于或等于0.5MPa時(shí)為±3%整定壓力;

2.3.2蒸汽鍋爐用安全閥的整定壓力偏差：

當(dāng)整定壓力小于0.5MPa時(shí)為±0.015MPa?

當(dāng)整定壓力為0.5MPa~2.3MPa時(shí)為±3%整定壓力;

當(dāng)整定壓力為2.3MPa~7.0MPa時(shí)為±0.07MPa?

當(dāng)整定壓力大于7.0MPa時(shí)為±1%整定壓力;

超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許偏差范圍則認(rèn)為是不正常的。 造成開(kāi)啟壓力值變化的原

因可能有：

a. 由于工作溫度變化引起。例如當(dāng)安全閥在校驗(yàn)臺(tái)上校驗(yàn)后(即常溫下) ，安裝在高溫的使用工況下，開(kāi)啟壓力常常有所降低。這種情況可以通過(guò)適當(dāng)旋緊調(diào)節(jié)螺桿來(lái)加以調(diào)整。但如果是屬于選型不當(dāng)致使彈簧腔室溫度過(guò)高時(shí)，則應(yīng)調(diào)換適當(dāng)型號(hào)的(例如電站鍋爐安全閥應(yīng)選用帶散熱器的)安全閥。

b. 由于彈簧腐蝕所引起，應(yīng)調(diào)換彈簧。在介質(zhì)具有強(qiáng)腐蝕性的場(chǎng)合，應(yīng)當(dāng)選用表面包覆氟塑料的彈簧或選用帶波紋管隔離機(jī)構(gòu)的安全閥。

c. 由于背壓變化而引起。當(dāng)背壓變化量較大時(shí)，應(yīng)選用背壓平衡式波紋管安全閥。

d. 由于內(nèi)部運(yùn)動(dòng)零件有卡阻現(xiàn)象。應(yīng)檢查并消除之。

2.4安全閥頻跳或顫振其原因可能是：

2.4.1安全閥排放量過(guò)大(相對(duì)于必須排量而言) 。應(yīng)當(dāng)使所選用安全閥的額定排量盡可能接近設(shè)備的必須排放量。

2.4.2 進(jìn)口管道口徑太小或阻力太大。應(yīng)使進(jìn)口管內(nèi)徑不小于安全閥進(jìn)口通經(jīng)或者減小進(jìn)口管道阻力。

2.4.3排放管道阻力過(guò)大，造成排放時(shí)過(guò)大的背壓。應(yīng)降低排放管道阻力。

2.4.4調(diào)節(jié)圈調(diào)整不當(dāng)，使回座壓力過(guò)高。應(yīng)重新調(diào)整調(diào)節(jié)圈的位置。

2.4.5彈簧剛度太大。應(yīng)改用剛度較小的彈簧。

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