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    [推荐]彪维安全阀的介绍 进口安全阀详细说明

        人类从一开始加热水产生蒸汽时,就有必要使用安全设施了。2000年前的中国人已使用带铰链外盖的大锅,(相对)较安全的产生蒸汽。14世纪初期,化学家们把圆锥形堵塞以及后来的压缩弹簧作为安全设施使用在压力容器上。
        19世纪早期,安全设施的故障频繁导致船舶和机车上的锅炉爆炸事故,由此引出了第一代安全泄放阀的发展。
        1848年,Charles Retchie发明了积聚腔室,增加了安全阀内的压缩表面,可使安全阀在很窄的超压余量内快速开启。现在,大多数蒸汽用户受当地健康和安全法规的强制性规定,在设备和制程上装置安全设施和预防措施,防止事故的发生。
        因此,安全阀最主要的功能就是保护生命和财产。
        用于保护设备超压的这种设施就叫安全阀或安全泄放阀。当设备达到预定的最大压力时,安全阀动作,通过释放额定数量的流体,以安全的方式降低过高的压力。在超压的情况下,安全阀也许是唯一能防止发生灾难性事故的设施,因此确保该设施在任何时间和任何可能的工况下均能正常工作是非常重要的。
    阀主许多不同的情况会产生压力过高,包括:
        不当心关闭或开启制程容器上的截止阀,导致流体流量的不平衡。
      口冷却系统的失效,使蒸汽或流体受热膨胀。
      口控制仪表的压缩空气或电源失效。
      口瞬时压力波动。
      口工厂发生火灾。
      口换热器的失效。
      口化学工厂生产过程中的放热反应无法控制。
      口环境温度的变化。
      口术语“安全阀”和“安全泄放阀”是描述许多种类压力释放阀的通称,用于防止锅炉内部流体过大的压力积聚。不同类型的安全阀可以适用于许多不同应用场合和性能标准。而且还有许多不同的设计来满足众多的国家标准,这些标准指导着安全阀的应用。
        相关国家标准的列表附在本章的最后。
        在大多数的国家标准中都给出了安全阀和安全泄放阀相关术语的明确定义。美国和欧洲使用的一些专业术语之间有着明显的差别。最显著的不同之一就是在欧洲称作“安全阀”,而在美国称作“安全泄放阀”或“压力释放阀”。此外,美国的“安全阀”通常在欧洲指的是全行程安全阀。
        美国采用ASME/AN引尸丁C25.3标准,定义了下列一些专业术语:压力释放阀一弹簧负载型压力释放阀开启,释放多余的压力,当恢复正常条件时,重新关闭以阻止
      口介质继续流出。具有快速开启突跳作用的特性,或开启高度与压力的增加成正比。根据设计、调整或应用的不同,可以用于压缩或不可压流体。
        这是通称,包含了安全阀、泄放阀和安全泄放阀。
        安全阀一一种由进口介质静压力驱动的压力释放阀,其特征为迅速地全开,或具有突跳的动作。安
      口全阀主要适用于可压缩气体,特别是蒸汽和空气的场合。但也可用于制程场合,保护设备或防止加工产品的损坏。
        泄放阀一一种由进口介质静压力驱动的自动泄压装置,其开启度与超过开启压力的压力增长成正比。
      口泄放阀主要用于液体系统,特别是低排量和热膨胀的场合。也适合于泵送系统,如压力溢流设备。安全泄放阀一一种自动泄压装置,具有快速开启或突跳作用的特性,或者根据不同的应用,开启度
      口与超过开启压力的压力增长成正比,可以用于液体或可压缩流体。
        通常,安全泄放阀用于可压缩气体系统时作为安全阀使用,但用于液体系统时就作为泄放阀动作,开启高度与超压成比例。

        欧洲标准(BS 6759和DIN 3320)给出了如下的定义:
      口安全阀一一种自动阀门,它不借助任何外力而是利用介质本身的力来排出一额定数量的流体,以防止
        系统内的压力超过预定的安全值。当压力恢复正常后,阀门再行关闭并阻止介质继续流出。
        用于蒸汽系统的典型安全阀见图9.1.10

                                         

        对于蒸汽锅炉的应用,国家标准以及保险公司都对安全阀的性能有着非常明确的要求。通常必须由独立的权威机构进行认证,例如British Engine,下UV或劳氏认证。
        欧洲使用的安全阀还要遵循与压力设备指令(PED)相关的标准。安全阀归类为“安全附件”,可认为是“第4类”设备,需要满足PED制度中最严格的评估要求。只有制造商通过了ISO 9000质量体系,安全阀的设计和性能得到官方认可的机构的认证才能达到这一要求。

        基本的弹簧负载安全阀,也称作“标准”或“常规”的安全阀,是简单可靠的自作用设备,用来提供超压保护。
        设计的基本元件包括了一个直角的阀体结构,阀门进口连接件或喷嘴安装在压力系统中。出口以螺纹或者法兰的形式连接到排放系统中。但在某些应用,例如压缩空气系统,安全阀的出口并不连接管道,而是流体直接排放到大气中。

        安全阀进口流道既可设计成全喷嘴也可成半喷嘴。全喷嘴形的设计就是整个“与系统流体接触”的进口流道由一个整体构成。正常工作时,进口流道是除阀瓣之外唯一与制程流体接触的部位,除非安全阀在排放状态。
        全喷嘴形式的安全阀通常设计用于制程和高压系统,尤其当介质具有腐蚀性时。
        相反,半喷嘴的设计形式为一个安装在阀体上的阀座环,其上部构成了阀座。这样布置的好处就是阀座可以容易的更换,不用更换整个进口流道。
        阀瓣通过弹簧力(正常工作条件下)顶住喷嘴阀座,弹簧放置在敞开或密封的弹簧外壳(或阀盖)内,安装在阀体的顶部。快速开启(突跳式)安全阀的阀瓣被外缘、阀瓣压板或控制腔包围,这样有助于实现快速开启的特性。

        作用在阀瓣上的关闭力由弹簧提供,弹簧的材质通常为碳钢。通过弹簧调节装置,可以调整弹簧的压缩程度,从而改变阀瓣开始离开阀座的压力。
        规定安全阀设计和应用的标准一般只给出了与安全阀排量有关的三种尺寸的定义,即流道(或喉部)面积、帘面积和排放(或开孔)面积(见图9.1.4 )。
        1.流道面积一安全阀进口端到阀座密封面间最窄点流道的最小横截面积。构成流道面积的直径可由图9.1.4中的尺寸“d”表示。

        流道面积,而不是帘面积决定着安全阀的排量,这样的安全阀就叫全启式(全行程)安全阀。全启式安全阀的排量比低行程或高行程的安全阀大。9.2章节中将进行更深入的讨论。
        尽管常规安全阀的基本原理是一样的,但具体的设计细节千差万别。总体上讲,DIN标准的安全阀(普遍应用于欧洲)趋向简单的结构型式,带有固定的外缘(或外罩)结构,而ASME标准的安全阀有着较复杂的结构设计,包括了一个或两个调节环。这些调节圈可用来对安全阀的超过压力和启闭压差进行微调。
        对于给定的喉部面积,也可能存在着许多不同的进口和出口连接尺寸,不同的阀体尺寸,例如中心线
    距连接面的距离。而且,许多竞争产品,特别是欧洲的产品对相同的名义尺寸存在着不同的尺寸和排量。
        有一种例外的情况就是钢制ASME安全阀,总是遵循API 526中关于中心线距连接面的距离和喉部口径
    的推荐值。一系列的喉部面积用字母表示。对具有相同喉部字母的安全阀,进口和出口连接口径经常有几
    种不同的尺寸,比如2" xJx3"和3"  x Jx4"都是相同喉径(`J)的安全阀,但进、出口连接口径不同,分别由喉径字母的前、后数字表示。一个2" xJx3"的安全阀指的是2',进口,喉径J和3"出口。
        这种字母系列也用于其它标准,比如BS 6759第3部分的制程安全阀和NFE-E29-4140
    安全阀的基本工作原理
    起跳

        当安全阀的进口静压力大于设定压力时,阀瓣开始升起,离开阀座。但是弹簧一旦开始压缩,弹簧力将增加;这也就意味着在阀瓣需要进一步的提升之前,压力必须继续升高,才能确保有明显的流量通过安全阀。
        在安全阀达到其额定排量前所需要的额外压力增加叫做超过压力。允许的超过压力取决于安全阀和25%之间。
    遵循的标能粗链殊的J}J过啄由冲应到淦傣启邀港廖力调常港封纽}之撇殊的派赫应嚼曝偿J睐速开璐赚勺特性。通常通过在阀瓣周围布置一圈外缘、外罩或覆盖物等实现这样的功能。外缘所包含的空间可看作是控制月空。

        当开始升起时(见图9.1 .6b ),流体进入控制腔室,较大面积的外缘接触流体压力。因为提升力(「)与压力(P)的大小以及流体接触的面积(A)成正比(F=PxA),因此开启力增加。开启力的增加克服了弹簧力的增加,导致了快速的开启。同时,外缘改变流体流动的方向,又增加了作用力,进一步增强了阀瓣的提升。
        这些效果结合起来,使得安全阀在一个相对较小百分比的超过压力范围内达到其设计的开启高度。对于可压缩流体,从高压到低压过程的流体体积增加而导致的快速膨胀还是另外一个有助于阀瓣快速开启的有利因素。这在确保安全阀在很小的超过压力内完全开启起到最主要的作用。对于液体系统,这种辅助效果是比例式的,因此超过压力会更大,普遍为25%回座
        一旦系统恢复到正常的工作条件,安全阀需要重新关闭,但是由于接触流体的阀瓣和外缘面积仍然较大,只有系统压力降低到初始的设定压力以下,安全阀才能重新关闭。设定压力和此回座压力的差值叫做“启闭压差”,通常用设定压力的百分数来表示。对于可压缩流体,启闭压差通常小于10%,而液体系统最大可到20%

        外缘的设计必须是这样的:既能够提供快速开启的特性,也能实现相对较小的启闭压差,从而在系统一旦到达潜在的危险情况下,任何的超压状态可被解除,但又可防止过多的流体被安全阀排除。同时还要确保系统压力降低到足够的程度以避免安全阀再次马上开启。
        大多数ASME类型的安全阀上都配置有调节圈,这是用来对安全阀的超过压力和启闭压差进行微调(见图9.1.8 )。当更加严格的超过压力和启闭压差要求更复杂的结构设计时,许多安全阀都安装了上调节(口贪嘴)圈。上调节圈通常都是工厂设定好的,可以抵消影响控制腔室几何结构的制造公差。
        下调节圈也能工厂设定以实现适当的规定性能要求,但在某些情况下也能出厂后改变。当下调节圈调整到其最高位置时,控制腔室会使安全阀更加快速的突跳,降低超过压力,但相应的增加了安全阀回座之前的启闭压差。当下调节圈调整到其最低位置时,对控制腔室的限制最小,从而增加了安全阀完全开启前所需的超过压力,但启闭压差则降低。

    认证权威机构
        大多数的国家都有自己的独立机构检验某一产品范围的设计和性能是否符合相关的法规和标准。这种第三方认证的系统对于任何安全相关的产品非常普遍,通常也是客户在购买之前的要求,或是他们保险公司的要求。
        根据特定的法规和标准,实际的认证要求会有所不同。在有些情况下,每几年需要重新认证生效,而另外的一些情况,只要没有重大的设计改变,是否重新认证是不确定的,但一旦发生设计改变,就需要通知认证机构,进行重新认证。在美国,锅炉和压力容器检验的国家委员会(National Board of Boiler andPressure Vessel Inspector)是经过美国和加拿大政府授权的代理机构,来确保遵循有关的规范标准以及锅炉和压力容器的修理。

    规范和标准
        与安全阀相关的标准在世界各国变化非常大,而且许多都是隶属于锅炉或压力容器有关规范的一部分。一些规范标准只是概述了性能要求、偏差范围和基本的结构细节,而没有给出有关尺寸、喉部口径等方面的具体规定。另外一些仅与安装和应用有关。在很多市场上互相交叉使用几个安全阀标准也是很普遍的。
        对于蒸汽锅炉的应用,国家标准以及保险公司都对安全阀的性能有着非常明确的要求。通常必须由独立的权威机构进行认证,例如British Engine,下UV或劳氏认证。
        欧洲使用的安全阀还要遵循与压力设备指令(PED)相关的标准。安全阀归类为“安全附件”,可认为是“第4类”设备,需要满足PED制度中最严格的评估要求。只有制造商通过了ISO 9000质量体系,安全阀的设计和性能得到官方认可的机构的认证才能达到这一要求。

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