安全閥的功能及工作原理
安全閥的功能及工作原理：
安全閥的功能及工作原理摘要：安全閥是一種由進口靜壓開啟的自動泄壓防護裝置，它是壓力容器為重要的安全附件之一，它的功能是：當容器內壓力超過某一定值時，依靠介質自身的壓力自動開啟閥門，迅速排出一定數量的介質。當容器內的壓力降到允許值時，閥又自動關閉，使容器內壓力始終低于允許壓力的2002:機床，入世是挑戰更是機遇專家指出要加大我國數控機床研發力度，加快普及型數控機床的發展，中國機床制造業的服務競爭中國銑床和加工中心市場的現狀和展望，國內外車床的技術水平和發展方向，世界加工中心的生產、需求和發展動向，國內外機床發展趨勢，世界數控系統發展趨勢，切削加工技術和數控機床的發展，現代機床產品技術發展趨勢，我國高速加工技術現狀及發展趨勢，利用先進制造技術提升汽車活塞，加工水平瓶蓋及瓶口模具上特殊螺紋的數控，車削深孔的螺紋加工數控車床螺紋切削方法分析與應用磨削蝸桿砂輪的修整，精密零件多臺階面磨削的新方法曲軸連桿頸的跟蹤磨削工藝。
空壓機安全閥是一種由進口靜壓開啟的自動泄壓防護裝置，它是壓力容器為重要的安全附件之一，它的功能是：當容器內壓力超過某一定值時，依靠介質自身的壓力自動開啟閥門，迅速排出一定數量的介質。當容器內的壓力降到允許值時，閥又自動關閉，使容器內壓力始終低于允許壓力的上限，自動防止因超壓而可能出現的事故，所以安全閥又被稱為壓力容器的Z終保護裝置。液化石油氣儲罐的安全閥為彈簧微啟式空壓機安全閥，其工作原理是：彈簧力大于介質作用于閥芯的正常壓力（事先選定的壓力值），閥芯處于關閉狀態，當罐內介質壓力超過允許壓力時，彈簧受到壓縮，使閥芯離開閥座，閥門自動開啟，介質從中泄出、減壓；當壓力回到正常值時，彈簧壓力又將閥芯推向閥座，閥門自動關閉。
安全閥結構特點
壓力容器，泛指在工業生產中用于完成反應、傳質、傳熱、分離和儲存等生產工藝過程，并能承受壓力的密閉容器。它被廣泛用于石油、化工、能源、冶金、機械、輕紡、醫藥、國防等工業領域。
1．壓力容器基礎知識
1)壓力容器的操作條件
(1)壓力。壓力容器的壓力可以來自兩個方面，一是來自壓力容器外，一是來自壓力容器內。
壓力容器的Z高工作壓力，對于承受內壓的壓力容器，是指壓力容器在正常使用過程中，容器頂部可能出現的Z高壓力；對于承受外壓的壓力容器，是指壓力容器在正常使用過程中，夾套頂部可能出現的Z高壓力。壓力容器的設計壓力，是指在相應設計溫度下用以確定容器殼體厚度的壓力，亦即標注在銘牌上的容器設計壓力，其值不得小于Z大工作壓力。當容器各部位或受壓元件所承受的液柱靜壓力達到5％設計壓力時，則應取設計壓力和液柱靜壓力之和進行該部位或元件的設計計算；裝有安全泄放裝置的壓力容器，其設計壓力不得低于安全泄放裝置的開啟壓力或爆破壓力。容器的設計壓力應按GB 150的相應規定確定。
(2)溫度。金屬溫度，系指容器受壓元件沿截面厚度的平均溫度。任何情況下，元件金屬的表面溫度不得超過鋼材的允許使用溫度。
設計溫度，系指容器在正常操作情況下，在相應設計壓力下設定的受壓元件的金屬溫度，其值不得低于元件金屬可能達到的Z高金屬溫度；對于0~C以下的金屬溫度，則設計溫度不得高于元件金屬可能達到的Z低金屬溫度。容器設計溫度(即標注在容器銘牌上的設計介質溫度)是指殼體的設計溫度。
(3)介質。生產工藝過程所涉及的工藝介質品種繁多，分類方法也有多種。按物質狀態分類，有氣體、液體、液化氣體、單質和混合物等；按化學特性分類，則有可燃、易燃、惰性和助燃四種；按它們對人類毒害程度，又可分為極度危害(I)、高度危害(Ⅱ)、中度危害(Ⅲ)、輕度危害(Ⅳ)四級。
易燃介質：是指與空氣混合的爆炸下限小于10％，或爆炸上限和下限之差值大于等于20％的氣體，如一甲胺、乙烷、乙烯等。
毒性介質：《壓力容器安全技術監察規程》(以下簡稱《容規》)對介質
性程度的劃分參照GB 5044《職業性接觸毒物危害程度分級》分為四級。其Z高容許濃度分別為：極度危害(I級)<0．1mg/m3；高度危害(Ⅱ級)0．1～<1．0mg／m3；中度危害(ⅲ級)1．o～<10mg／m3；輕度危害(ⅳ級)≥10mg／m3。< p="">
壓力容器中的介質為混合物質時，應以介質的組成并按毒性程度或易燃介質的劃分原則，由設計單位的工藝設計部門或使用單位的生產技術部門決定介質毒性程度或是否屬于易燃介質。
腐蝕介質：石油化工介質對壓力容器用材具有耐腐蝕性要求。有時是因介質中有雜質，使腐蝕劇烈地增加。腐蝕介質的種類和性質各不相同，加上工藝條件不同，介質的腐蝕性也不相同。這就要求在選用壓力容器用材時，除了應滿足使用條件下的力學性能要求外，還要具備足夠的耐腐蝕性，必要時還要采取一定的防腐措施。
2)壓力容器的分類．
壓力容器分類方法很多，為利于安全技術監察和管理，《容規》將壓力容器劃分為3類。
(1)下列情況之一為第三類壓力容器：高壓容器；中壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質)；中壓儲存容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質，且pV大于等于10MPa?m3)；中壓反應容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質，且pV大于等于O．5MPa?m3)；低壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害的介質，且pV大于等于O.2MPa?m3)；高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；中壓搪玻璃壓力容器；使用強度級別較高(指相應標準中抗拉強度規定值下限大于等于540MPa)的材料制造的壓力容器；移動式壓力容器，包括鐵路罐車(介質為液化氣體、低溫液體)、罐式汽車[液化氣體運輸(半掛)車、低溫液體運輸(半掛)車、永久氣體運輸(半掛)車]和罐式集裝箱(介質為液化氣體、低溫液體)等；球形儲罐(容積大于等于50m3)；低溫液體儲存容器(容積大于5m3)。
(2)下列情況之一為第二類壓力容器：中壓容器；低壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質)；低壓反應容器和低壓儲存容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質)；低壓管殼式余熱鍋爐；低壓搪玻璃壓力容器。
(3)低壓容器為第一類壓力容器。
2．安全附件
1)安全閥
安全溢流閥是一種由進口靜壓開啟的自動泄壓閥門。它依靠介質自身的壓力排出一定數量的流體，以防止容器或系統內的壓力超過預定的安全值；當容器內的壓力恢復正常后，閥門自行關閉，并阻止介質繼續排出。安全閥分全啟式安全閥和微啟式安全閥。根據安全閥的整體結構和加載方式可以分為靜重式、杠桿式、彈簧式和先導式等4種。
2)爆破片
爆破片裝置是一種非重閉式泄壓裝置，由進口靜壓使爆破片受壓爆破而泄放出介質，以防止容器或系統內的壓力超過預定的安全值。
爆破片又稱為爆破膜或防爆膜，是一種斷裂型安全泄放裝置。與安全閥相比，它具有結構簡單，泄壓反應快，密封性能好，適應性強等特點。
3)安全閥與爆破片裝置的組合
安全閥與爆破片裝置并聯組合時，爆破片的標定爆破壓力不得超過容器的設計壓力。安全閥的開啟壓力應略低于爆破片的標定爆破壓力。
當安全閥進口和容器之間串聯安裝爆破片裝置時，應滿足下列條件：安全閥和爆破片裝置組合的泄放能力應滿足要求；爆破片破裂后的泄放面積應不小于安全閥進口面積，同時應保證使得爆破片破裂的碎片不影響安全閥的正常動作；爆破片裝置與安全閥之間應裝設壓力表、旋塞、排氣孔或報警指示器，以檢查爆破片是否破裂或滲漏。
當安全閥出口側串聯安裝爆破片裝置時，應滿足下列條件：容器內的介質應是潔凈的，不含有膠著物質或阻塞物質；安全閥的泄放能力應滿足要求；當安全閥與爆破片之間存在背壓時，閥仍能在開啟壓力下準確開啟；爆破片的泄放面積不得小于安全閥的進口面積；安全閥與爆破片裝置之間應設置放空管或排污管，以防止該空間的壓力累積。
4)爆破帽
爆破帽為一端封閉，中間具有一薄弱斷面的厚壁短管，爆破壓力誤差較小，泄放面積較小，多用于超高壓容器。超壓時其薄弱面上的拉伸應力達到材料的強度極限發生斷裂。由于其工作時通常還有溫度影響，因此，一般均選用熱處理性能穩定，且隨溫度變化較小的高強度鋼材料(如34crNi3Mo等)制造，其破爆壓力與材料強度之比一般為0.2~0.5。
5)易熔塞
易熔塞屬于“熔化型”(“溫度型”)安全泄放裝置，它的動作取決于容器壁的溫度，主要用于中、低壓的小型壓力容器，在盛裝液化氣體的鋼瓶中應用更為廣泛。
6)緊急切斷閥、減壓閥
緊急切斷閥是一種特殊結構和特殊用途的閥門，它通常與截止閥串聯安裝在緊靠容器的介質出口管道上，以便在管道發生大量泄漏時進行緊急止漏；一般還具有過流閉止及超溫閉止的性能，并能在近程和遠程獨立進行操作。緊急切斷閥按操縱方式的不同，可分為機械(或手動)牽引式、油壓操縱式、氣壓操縱式和電動操縱式等多種，前兩種目前在液化石油氣槽車上應用非常廣泛。
減壓閥是利用膜片、彈簧、活塞等敏感元件改變閥瓣與閥座之間的間隙，當介質通過時產生節流，壓力下降而使其減壓的閥門。
當調節螺栓向下旋緊時，彈簧被壓縮，將膜片向下推，頂開脈沖閥閥瓣，高壓側的一部分介質就經高壓通道進入，經脈沖閥閥瓣與閥座間的間隙流入環形通道而進入氣缸，向下推動活塞并打開主閥閥瓣，這時高壓側的介質便從主閥閥瓣與閥座之間的間隙流過而被節流減壓。同時，低壓側的一部分介質經低壓通道進入膜片下方空間，當其壓力由于高壓側的介質壓力升高而升高到足以抵消彈簧的彈力時，膜片向上推動脈沖閥閥瓣逐漸閉合，使進入氣缸的介質減少，活塞和主閥閥瓣向上移動，主閥關小，從而減少流向低壓側的介質量，使低壓側的壓力不致因高壓側壓力升高而升高，從而達到自動調節壓力的目的。
7)壓力表、溫度計、液位計
(1)壓力表。壓力表是指示容器內介質壓力的儀表，是壓力容器的重要安全裝置。按其結構和作用原理，壓力表可分為液柱式、彈性元件式、活塞式和電量式四大類。活塞式壓力計通常用作校驗用的標準儀表，液柱式壓力計一般只用于測量很低的壓力，壓力容器廣泛采用的是各種類型的彈性元件式壓力計。
(2)液位計。液位計又稱液面計，是用來觀察和測量容器內液位位置變化情況的儀表。特別是對于盛裝液化氣體的容器，液位計是一個必不可少的安全裝置。
(3)溫度計。溫度計是用來測量物質冷熱程度的儀表，可用來測量壓力容器介質的溫度，對于需要控制壁溫的容器，還必須裝設測試壁溫的溫度計。