安全阀常见故障的分析与处理探讨

发表时间:2021/3/11   来源:《科学与技术》2020年30期   作者:罗海忠
[导读] 安全阀是承压类特种设备安全运行的重要保障元件,
        罗海忠
        广东省特种设备检测研究院梅州检测院  广东梅州  514072
        摘要:安全阀是承压类特种设备安全运行的重要保障元件,一旦安全阀发生故障,就会导致整个承压装置处于不可控危险的状态,直接
关系到设备的正常使用,近而危及人员生命及财产安全。正确使用安全阀,对其故障成因有详细的了解,并及时采取措施,可以使承压设
备用户防患于未然。鉴于此,本文针对安全阀常见故障的分析与处理展开探讨,以供参考。
        关键词:安全阀;常见故障;处理
        1  安全阀性能的基本要求
        ①正确打开安全阀—使用安全阀的首要条件,按照相关规定确定压力的允许偏差范围。②适时全开—迅速到达全启状态。③提高排放状态—使得排放状态能合理保持,维持机械的特性。④对安全阀及时关闭—为了避免系统的压力都过于降低,减少不必要的介质损失。⑤密封性良好—为了防止出现泄漏问题,造成介质损失、环境污染、使得密封面过快损坏。⑥安全阀的机械性—动作稳定性高,没有出现频跳、颤振、卡阻等问题。
1.1 选择安全阀的标准
        安全阀主要应用到具有清洁、少颗粒的流动气体上;全启式安全阀主要应用在排放式气体或者液体的组织上;微启式安全阀应用排放液体介质的气体更有优势;如果是有毒的介质,封闭式安全阀则是一定要考虑的工具。
1.2 日常维修和维护
        日常的维修和维护主要涉及检查安全阀密封度,以及管道连接处的密封性;当安全阀正在运行时,还要检查是否存在异常,并将相关数据登记在册;对于安全阀在运行中出现如泄漏或者其他故障等不正常的现象时,对该安全阀要及时检修,再根据情况对其更换;对于正在运行的锅炉,要对其安全阀进行排放实验,并注意使用手动进行,再次开启的安全阀时,该操作也要进行。
2  安全阀常见故障分析
2.1 泄露率超过允许值
        安全阀在使用过程中常发生泄漏事故,这一故障发生时安全阀开度不会发生变化,但是承压设备压力值会降低,继而导致运行状态发生变化。经过分析发现安全阀泄漏率超过允许值的原因如下。
1)阀座或阀瓣的密封面出现损伤
        安全阀运行时会受到腐蚀性介质的影响,长此以往密封面遭受腐蚀,从而引发泄露故障的发生。而且安全阀在动作时,管道内部高速流动的介质会不断冲刷阀座或阀瓣密封面,造成伤痕。
2)温度引起的泄露
        在高温介质的运行环境中,安全阀密封面会出现不均匀的热膨胀,继而影响其密封性能,而且在受热后,弹簧式安全阀会出现预紧力变小、刚度变软等问题,引发安全阀泄露故障。
3)安全阀安装不当
        安全阀有着严格的安装流程及标准,若安装工艺不当,会导致其受载荷力不均匀,继而影响阀门的同轴度,引发安全阀泄露故障。
4)操作压力过高
        安全阀在运行过程中的密封压力是有限度的,若是设备的工作压力波动超过这一限制,就会导致安全阀泄漏事故发生。
2.2 安全阀的灵敏性不高
        安全阀的灵敏性低会影响安全阀的开启与回座动作,如在安全阀运动过程中,由于其内部出现铁锈或碰伤等缺陷,且在安装时没有对其进行修复处理,则安全阀在开启时就会出现延时的现象。同样,安全阀的运动部件形位不好,导向表面的硬度低等,在排放时容易出现卡阻现象。此外,技术人员未能对安全阀装置进行定期检查也会影响安全阀的灵敏性。如,当安全阀长时间未曾运动,技术人员没有对其进行定期检修,阀门会出现腐蚀或锈阻,从而影响安全阀的灵活性。
2.3 开启压力偏差超过许可范围
        安全阀时常出现开启压力偏差超过许可范围的故障,具体原因如下。


1)整体压力偏差过大
        在进行安全阀压力校验时,如果使用的介质不同于实际工艺介质,会使得常温定压与高温介质存在较大的温差。此外,如果技术人员的校验水平较低,也会导致压力测量值与实际压力值存在较大误差,继而导致安全阀实际开启压力远远超过设计值。
2)温度、背压力的影响
        安全阀在运行过程中,阀门刚度会受到温度环境的影响,开启压力发生变化。而且,安全阀的开启压力也会因为排放管背压力的升高而增大,继而导致开启压力偏差超出许可范畴。
2.4 安全阀频跳现象严重
    安全阀频跳是指阀瓣迅速异常地来回运动,在运动中阀瓣接触阀座。造成频跳的原因有:
1)阀门通径选用不当,即所选用阀门的排放能力过大(相对设备必需的排量而言)。
2)进口管道的阻力太大。
3)排放管道的阻力太大。
4)弹簧刚度太大。
5)调节圈位置不当。
3  安全阀常见故障的处理方法
3.1 安全阀泄露故障的处理方法
        在处理安全阀泄露故障时,技术人员需对安全阀密封面进行有效处理。首先,是对密封面杂物的处理,在安全门试验过程中,技术人员要对其进行冲刷,及时处理掉密封面上的灰尘及杂质。其次,重新加工安全阀,提高安全阀密封面的表面硬度,在密封过程中,要注重封面的加工质量,依据安全阀损伤程度的不同,选择适宜的修复方法进行修复。再次,选择合适尺寸的零件进行安装,保证安全阀的阀芯间隙的均匀性。最后,依据图纸要求进行密封,保证密封面的封闭性。此外,在安全阀泄露故障处理过程中,技术人员也需要对其安全阀所处环境温度或介质温度进行有效控制,避免安全阀在运动中因温度过高或过低而出现热力变形的现象,从而降低安全阀泄露故障的发生机率,有效提高安全阀的安全、保护作用。
3.2 提高安全阀的灵活性
        提高安全阀的灵活性才能够确保装置安全高效的运行。在安全阀的运行过程中,加强对于其灵活性的检测,如若遇到运动部件卡阻的情况,应该及时分析故障原因,采取合理措施进行处理;如若遇到安全阀部件锈蚀的情况,应该根据锈蚀的程度,采取合理的处理措施,例如修复处理或更换部件。同时,制定科学合理的定期检修制度,定期对设备、管道等进行检查,查看其是否存在常见的故障,定期清洗,零部件故障及时更换。不过有一些故障是因为安全阀生产误差所引起的,所以在安装安全阀之前,应该先进行设备质量审核,检查并计算各项参数是否满足设计要求,如果误差超过许可范围,应该让厂家更换设备或零件。
3.3 控制安全阀压力差,计算安全阀排量
        为了充分发挥安全阀的作用,有效控制安全阀的压力偏差可以避免安全阀的开启压力偏差范围过大,降低安全阀调控压力的功能,影响其作用的发挥。因此,技术人员在操作中应找到误差的产生原因,并加以改变,保证安全阀开启压力偏差在允许范围内。同时,为了避免阀门频跳现象的出现,技术人员需重新计算安全阀的排量,保证所选用的安全阀额定排量接近设备的实际排量;增大进口管的内径或减小进口管道的阻力,避免安全阀排放产生过大的背压力。此外,技术人员还应该选用刚度较小的弹簧,避免其回座压力过高,引发安全阀频跳故障的出现。
3.4 安全阀频跳现象的处理
        阀门频跳现象可能是因为安全阀排量过大,可根据设备排量设计值,重新计算选择与之相接近的安全阀;如果是因为进口管/排放管阻力太大,可增大进口管/排放管内径,或缩短进口/排放管道的长度;如果是因为弹簧刚度太大,可检查弹簧工作压力级是否与安全阀门开启压力一致,不一致应及时更换。
结束语
       安全阀以其反应灵敏的优点,在企业生产装置的各类压力容器及管道上得到广泛使用。安全阀一旦出现故障不但不能起到安全保护作用,反而影响装置的稳定运行及设备的安全。正确分析这些故障产生的原因并进行有效的预防并合理调试,才能有效地发挥安全阀的安全控制作用,从而保证系统正常可靠地运行。
参考文献
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