安全阀校验与检修中常见的问题及处理

安全阀校验与检修中常见的问题及处理

赵建凯

中海石油技术检测有限公司 天津市 300452

摘要：安全阀是压力容器、压力管道上的重要安全附件，保护着整个系统的安全，一旦系统压力超过规定值，阀门就会自动开启，确保系统不会因压力过高而发生事故。一旦安全阀产生泄漏、动作不顺畅等故障，将会对设备生产安全造成巨大影响。

关键词：安全阀校验；检修；处理；

安全阀是压力容器及管道的主要安全附件, 广泛应用在各种受压系统上。当介质压力作用在阀瓣下部的推力等于或大于弹簧或杠杆加在阀瓣上部的作用力时, 阀瓣抬起, 超压介质排出, 介质压力下降。当作用在阀瓣上部的作用力大于作用在阀瓣下部的作用力时, 阀瓣下落, 阀门关闭。安全阀的及时开启, 可以避免管线压力增高时发生事故。

一、特点

在承压系统运行过程中，安全阀的作用机理如下，即当承压系统面临的压力较大时，安全阀会迅速开启并对超压介质进行有效排放; 在安全阀的高度为全开时，则需要呈现出良好的稳定性; 当安全阀对超压介质释放完毕之后，则需要确保承压系统中的压力达到规定值以下，并完成回座; 在安全阀处于关闭状态时，安全阀需要呈现出良好的密封性，从而确保承压系统得以正常的运行。如果根据安全阀阀瓣抬起的高度与阀座通径之比分类, 安全阀可分为主要用于液体的比例作用微启式, 以及用于气体和蒸汽的两段作用全启式。当阀前压力变化时, 这2 种类型的安全阀开启过程不一样。比例作用式安全阀阀瓣的开启高度较小, 其排放量也很小。两段作用式安全阀由于反冲盘式阀瓣扩大了介质压力的作用面积, 且流束对阀瓣又有一个反作用力。安全阀的出口直接排向大气, 有的则排向容器和管道。安全阀的开启还受到出口系统中静力背压和动力背压的影响。　安全阀的出口排向大气或出口压力较低时, 可以不考虑背压影响。无背压安全阀通常用高压氮气瓶或空气压缩机的压缩气体作为校验的高压气源, 通过供气管道和阀门从带有压力表的缓冲罐向安全阀的入口引入高压气体。安全阀开启时会发出声响, 此时可以从压力表上读出整定压力P0 的值。

二、安全阀校验与检修中常见的问题

安全阀常见问题包括堵阀、弹簧失效、频跳、颤振以及泄露等。其中，安全阀堵阀指的是承压系统面临的压力较大时，安全阀并没有开启。产生这种故障的原因主要是因为安全阀被堵塞或者腐蚀，如常见的冰冻堵塞、锈蚀堵塞、水垢堵塞以及粉尘堵塞等; 安全阀弹簧失效指的是安全阀中的弹簧产生松弛以及形变等现象。产生这种故障的原因主要包括三类，即弹簧使用时间过长、弹簧形变超标以及弹簧形变过大，而弹簧本身的强度不能满足使用需求、弹簧脆性加大以及疲劳荷载下的腐蚀现象、微裂纹等都是导致弹簧形变超标以及弹簧形变甚至产生断裂的重要原因; 安全阀频跳指的是安全阀在短时间内多次的开启与回座。这种现象主要是因为安全阀在回座之后不能处于稳定的状态，因此对压力十分敏感，与此同时进出口所面临的阻力过大、调节圈安装问题等，也是导致安全阀产生频跳的重要原因; 安全阀的颤振表现为安全阀中的阀芯无法与阀座形成良好接触，并产生往复运动的现象。安全阀尺寸问题、进口段压力问题、弹簧刚度问题等，都是导致安全阀产生颤振现象的主要原因，这种现象极其容易降低安全阀的使用寿命和性能应用于设备中的安全阀密封面的材质与其型号存在不符，在校验和维修实践中，我们看到的较为严重的现象是安全阀在加工制造完成后未经过任何的检验和试验便进入市场，存在较为严重的质量问题。一些商家为了追求经济效益，而不顾其质量对于生产安全的影响，采用质量较为低劣的安全阀，使得其在应用中可能出现安全阀的断裂或者破损等。

三、处理

3.1校验处理。安全阀在使用一段时间后，由于介质的腐蚀和排放介质时的冲刷， 密封同产生污渍等， 校验不合格。经维修、研磨后，校验合格。但是密封面硬度层遭到破坏， 安全阀的使用寿命将缩短。一般在一两个使用周期后失去应具备的功能而不能使用。 密封面出现点状腐蚀， 无贯穿腐蚀，且腐蚀深度不越过可经过研磨处理重新装配使用。如无法更换的配件，视阀门整体完好的程度可以在密封面堆焊硬质合金。经切削加工后，研磨、校验。当维修成本超过阀门价格时，无维修必要，进行报废处理。安全阀密封面在使用过程中出现贯穿性裂纹， 必须更换配件，如无法更换的部件，应进行堆焊或报废。安全阀经多年使用后， 出现全面的锈蚀， 如弹簧、阀瓣、阀座、导向套、调节环、反冲盘等应视腐蚀程度进行处理。局部出现块状腐蚀、斑点状腐蚀应更换弹簧，避免在交变外力作用下产生断裂。全面腐蚀，当腐蚀物厚度超过)6/, 88时，应进行更换。当进行校验时，不影响整定开启压力时，可继续使用。否则应采取机械方式解除，处理不开的更换或报废全启式安全阀反冲盘锈蚀严重的不能保证安全阀全启高度的应换。不能换件的可视为微启式阀门，用于低压介质为液体的热水锅炉使用。安全阀阀杆弯曲进行校直或更换。安全阀外体破损的应直接报废。

3.2检修处理。安全阀密封面泄漏的原因很多, 如阀瓣和阀座装配的歪斜, 周围介质的温度变化而引起密封面的变形, 密封面受到工作介质中杂质的污染等。泄漏会引起密封面的冲蚀, 同时由于介质通过泄漏处产生节流, 在金属中产生温度差, 从而引起密封面的翘曲, 使泄漏加剧。安全阀开启时, 密封面受到高速介质的冲蚀, 特别是微启式安全阀, 在打开的间隙处介质的流速达到临界速度, 冲刷狭窄的密封面引起泄漏。平面密封面的泄漏量, 取决于关闭件的密封结构形式、密封圈表面的质量、密封面的微观几何形状及密封面的平面度等。机械或热变形造成的密封面不同轴度、不平行度及不垂直度, 密封面材料的热处理状况, 介质的性质,接触表面是否有密封油脂等也会对泄漏量的大小有影响。安全阀的维修主要是密封面的研磨和阀门零部件的重新装配。研磨时, 首先要选好研具和研磨剂。常用的研具材料为铸铁。而研磨剂是由磨料和研磨液混合而成的一种混合剂。磨料常用的有氧化物系(氧化铁和棕刚玉等)和碳化物系(黑色碳化硅和碳化硼等), 此外还有人造金刚石。研磨液常用的有水、机油(10#) 和煤油等, 其作用是调合磨料, 使磨料均匀分布、润滑及冷却。应根据密封面材质, 配制不同的研磨剂。硬质合金粗研时, 用清水或5 %的高锰酸钾溶液调粒度为100 #～ 180 #的碳化硅。精研时, 用同样的研磨液调粒度为240 #～ W28 的碳化硅或碳化硼。氮化淬硬钢粗研时, 可用金刚砂布在平台上手工研平。精研时, 用清水调粒度为240 #～ W28 碳化硼或碳化硅。软钢粗研时, 用0 #金刚砂布在平台上手工研平。精研时, 用清水调粒度为240 #～ W28 刚玉粉。经过检修的弹簧式安全阀重新装配时, 应注意阀盖与阀体轴线同心, 阀杆顶端与阀瓣凹面必须正确接触中心。阀杆、阀瓣与阀座的中心线应在同一直线上, 不应有倾斜和偏移。所有动配合的零件应保持适当间隙, 不得有卡塞和严重摩擦。对全启式弹簧安全阀, 应将调节环调到使其上端面与密封面在同一平面上, 调节环应灵活。

通过几年的工作实践，对安全阀校验和修理发现的问题上采取不同的处理方法，对实际工作有一定的指导作用。提高了安全阀的校验、修理质量和可靠性，保证在用锅炉压力容器的超压泄放能力，为安全运行提供了保障， 同时遏止非标的、假冒的安全阀在特种设备方面上使用， 强化安全阀定期检验环节。

参考文献：

［1］冷玑蠡． 浅析锅炉安全阀安装、使用、维护与校验的要求［J］． 黑龙江科技信息， 2018， 28: 50

［2］龙波． 浅谈安全阀出厂存在的问题及安全阀的正确选用［J］． 山东工业技术， 2018， 15: 192 ～ 194