弹簧安全阀

弹簧安全阀是限定压力锅在安全压力范围内排气，保证安全使用的装置。弹簧的结构、性能是该阀的关键。弹簧安全阀是针对排气管由于误操作或未清洗被堵塞而设立的装置。

按照阀瓣开启的最大高度与安全阀流道直径之比来划分，安全阀又可分为弹簧微启封闭高压式安全阀和弹簧全启式安全阀两种。

1.弹簧微启封闭式高压安全阀

微启式安全阀的开启高度小于流道直径的1/4，通常为流道直径的1/40一1/20。微启式安全阀的动作过程是比例作用式的，主要用于液体场合，有时也用于排放量很小的气体场合。

2.弹簧全启式安全阀

全启式安全阀的开启高度大于或等于流道直径的1/4。全启式安全阀的排放面积是阀座喉部最小截面积。其动作过程是属于两段作用式，必须借助于一个升力机构才能达到全开启，全启式安全阀主要用于气体介质的场合。

3.中启式安全阀

开启高度介于微启式与全启式之间。即可以做成两段作用，也可以做成比例作用式。

（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。

（5）阀瓣频跳或振动。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。

1、弹簧安全阀产生振动的原因

弹簧安全阀在油泵正常停机时产生强烈、短时间的振动原因是：在油泵停机过程中，管道内压力油的慢性运动产生油锤。其振动强度即是冲击波的强度，其振动频率正是冲击波的频率。其振动性质为衰减振幅，其振动全过程，直至油锤冲击波力小于弹簧安全阀开启预调力。

弹簧安全阀形成振动的过程是：当弹簧安全阀的工作压力按设计要求调节，即调到超过油压设备的工作油压上限值3～4kg/cm2时，排油孔全开。YS-2.5型油压设备工作油压的上限值(额定油压)为25kg/cm2。弹簧安全阀工作压力则调到28～29kg/cm2，排油孔全开。油泵在压力油箱的油压升至额定油压(25kg/cm2)时，油泵停机，即切断电源。这时进油管道之压力已略大于25kg/cm2。由于油泵的停机，进油管道的进口，油泵附近形成低压区，管道内的压力油向低压区倒流，低压区以很快的速度向进油管道中心传递。此时，油泵虽已切断电源，则由于惯性，仍在以很大的递减速度在旋转，趋动油所形成的压力峰也滞后低压区向进油管道中心传递。与此同时，进油管道出口，靠近压力油箱管道内的压力油，在惯性力作用下，仍继续流进压力油箱。当惯性力耗尽，压力油箱的压力高于管道油压，止回阀回复，和止回阀未回复到位，一部分油产生倒流所形成的压力峰与油泵仍在趋动油所形成的压力峰反向，向进油管道中心传递，在进油管道中心某处必然相碰，所形成的双向油锤之压力必定远远超过弹簧安全阀的工作压力(两压力峰相碰之处并不一定在弹簧安全阀处，弹簧安全阀离两压力峰相碰的远近正是弹簧安全阀振动有强弱区别的原因)。双向油锤所形成的巨大压力是一个波峰，使排油腔活塞(图中2)以很大的速度压缩弹簧(图中1)将排油孔全部打开。由于压力峰过后是压力低谷，并且压力峰对弹簧的大幅度压缩，所形成的弹簧弹力也大。排油腔活塞在受到巨大下压力情况之下，快速冲击阀体(图中3)。始而复返，这就是弹簧安全阀形成振动的全过程，反振动强度即是冲击波的强度，其振动频率正是冲击波的频率。

由于油泵停机后，惯性所要克服的阻力很大，转速的大幅度下降，趋动油形成压力峰的能力越来越小，反压力油箱的止回阀的一开、一关，逐渐趋近全关闭，所形成的压力峰也越来越小，所以振动性质为衰减振幅，其实整个振动过程仅几秒钟。

2、简单处理，收到良好效果

上文已分析了弹簧安全阀产生振动的原因是：油锤冲击波的峰谷使排油腔活塞的快速上下窜动所形成，因而油锤是不可能消除的。只是如何对油锤压力峰排泄，即将压力峰削平，使进油管道油压趋向于平稳，来减弱振动的强度。其最有效的方法有：使弹簧安全阀的排油孔，在最大压力峰来到前，尽可能较早地打开，使压力峰所产生的压能较早地排泄。根据这个原理，我们对弹簧安全阀排油腔的塔迭量进行了测量，发现有4～5mm。我们仅对排油腔活塞的定位台阶下增设了3mm厚的紫铜垫片，通过这项减少塔迭量的简单尝试，竟收到了良好效果，其振动程度有较大的减弱。?

3、进一步解决弹簧安全阀振动问题的措施和方法?

弹簧安全阀对进油管道内油锤压力峰的排泄，也是对油泵的保护。

对弹簧安全阀振动问题的解决，或减轻，除上述已介绍，并实践证明采用减小排油腔塔迭量可以收到良好效果外，还根据这个原理，通过结构的少许改进，其效果会更佳，即排油腔活塞的排油腔形状改为倒锥形，则更有利于压力峰的早消压，并有利于压力谷的减压，对压力谷的减压是对返回冲击波的减弱。如果实施这两项关键措施，必将收到更佳的效果。

有些水电站由于弹簧安全阀的振动问题未得到解决，采用压死的办法，是非常危险的。实际上是取消了这个安全保护元件，不仅在压力信号器失灵时，弹簧安全阀失去了其防止油泵反压力油箱过载的作用，并且在油泵为正常停机情况下，由于进油管道的油锤现象，也使油泵严重过载，这就是油泵容易损坏的重要原因。本文对弹簧安全阀振动这一问题，在理论上作了分析，并对处理的初步经验作了介绍，可提供给有关单位参考。

 

 

    安全阀的选用

 

安全阀是一种用于受压设备，

容器或管路上的自动压力释放装置。

当被

保护系统内的压力升高超过允许值时，

阀门自动开启，

排出部分多余的

介质，以防止系统压力继续升高，当系统压力降低到某规定值时，阀门

又能自动关闭，

从而保证系统正常运行。

何正确选用安全阀直接关系到

使用单位的经济效益和操作人员及设备的安全。

面概略介绍安全阀选用

的几个要点：

 

1

．工作压力级（压力等级）的确定。

 

安全阀的工作压力与公称压力以及弹簧的工作压力级有着完全不同的

含义，

不能混为一谈工作压力是指安全阀正常运行时阀前所承受的静压

力，

它与被保护系统或设备的工作压力相同。

而弹簧的工作压力级则是

指某一根弹簧所允许使用的工作压力范围，

在该压力范围内，

安全阀的

开启压力（即整定压力）可以通过改变弹簧的预紧压缩量进行调节。同

一公称压力的安全阀，

根据弹簧设计要求，

可以分为多种不同的工作压

力级。

具体划分见下表，

划分的前提是能足以保证各个工作压力级的压

力上限与下限均能符合有关标准所规定的动作性能指标。

 

公称压力（

Mpa

）

 

工作压力级

 

1.6 .06-0.1 .1-0.16 .16-0.25 .25-0.4 .4-0.6 .6-0.8 .8-1.0 .0-

1.3 .3-1.6  

2.5>1.3-1.6>1.6-2.0>2.0-2.5 

4.0>1.3-1.6>1.6-2.0>2.0-2.5>2.5-3.2>3.2-4.0 

6.4>2.5-3.2>3.2-4.0>4.0-5.0>5.0-6.4 

10.0>4.0-5.0>5.0-6.4>6.4-8.0>8.0-10.0 

16.0>10-13>13-16 

32.0>16-19>19-22>22-25>25-29>29-32

选用安全阀时，应根据所需开启压力值确定阀门的工作压力级。

 

2

．选用条件

1

  公称通径的选用

 

安全阀的公称通径应根据被保护系统所必需的排放量来确定。

即所选用

安全阀的额定排量应大于并尽可能接近必需排放量。

被保护系统所必需

的排放量是指系统发生异常超压时为防止过分超压所必需排出的介质

量，

它是由系统或设备的工作条件、

容量以及可能引起超压的原因等因

素来决定。

 

（

2

）材质的确定

 

选用安全阀的材质应考虑介质的工作温度、

工作压力，

介质性质以及材

料的工艺性，

经济性等多种因素。

一般情况下用户可根据我单位提供的

安全阀样本中列举的不同型号安全阀的工作温度、

压力范围以及代表性

使用介质的种类进行选用。

对材质有特殊要求时，

可在订货时与我单位

商定解决。

 

3

一般安全阀订货须知

 

订购一般安全阀应注明下列各项内容：

 

1

）安全阀的型号，公称通径，公称压力

 

2

）安全阀的工作压力级或开启压力（整定压力）值

. 

3

）阀体材质及密封面材质

 

其他要求

 

1

）封闭式或开放式

 

封闭式安全阀的阀盖和罩帽等是封闭的，

其作用有两种：

一种仅仅是为

了保护内部零件，防止外界尘埃等杂物的侵入，不要求作气密性试验，

另一种是为了防止有毒、易燃等类介质的溢出，要求作气密性试验。当

选用出口侧气密性试验时，

应在订货时说明，

开放式安全阀由于阀盖是

敞开的，因而有利于降低弹簧腔室温

 

度，主要用于蒸汽等高温介质的场合。

 

2

）是否带提升扳手

 

根据国家蒸汽锅炉安全监察规程的规定，

蒸汽锅炉用安全阀应选用带提

升扳手安全阀，

定期作开启试验。

当介质压力达到开启压力的

 75%

以上

时，可利用提升

 

扳手将阀瓣从阀座上略为提起以检验阀门开启的灵活性。