先導式安全閥的應用
1、概述
安全閥是各類(lèi)鍋爐、壓力容器和壓力管道等設備不可缺少的安全附件，廣泛應用于石油、化工、電站、冶金、核電、國防等國民經(jīng)濟各個(gè)部門(mén)，對于保障設備正常、安全運行具有相當重要的作用。先導式安全閥以其密封性能好、啟閉壓差小等特點(diǎn)適用于多種苛刻工況。本文針對閥門(mén)在使用過(guò)程中出現的問(wèn)題，介紹先導式安全閥的基本結構原理及應用維護方法。
2、結構
先導式安全閥由主閥和導閥組成(圖1)，導閥感受系統壓力，通過(guò)導閥動(dòng)作控制主閥的開(kāi)啟和關(guān)閉，導閥是一個(gè)直接作用式安全閥。根據系統的情況，導閥和主閥可以安裝在同一連接處或分別安裝。導閥感應管既可以連接到主閥的進(jìn)口，也可直接連接到被保護設備上。
當被保護設備的系統壓力低于整定壓力時(shí)，介質(zhì)通過(guò)導閥被引入主閥閥瓣上部的圓頂氣室。此狀態(tài)下，作用在主閥閥瓣上下表面的壓力相同，但上部的作用面積大于下部的面積，由此產(chǎn)生了保證閥門(mén)關(guān)閉的密封力。當系統壓力達到整定壓力時(shí)，導閥動(dòng)作，將介質(zhì)通向圓頂氣室的通道阻斷，并且將氣室中的介質(zhì)泄放掉，作用在閥瓣下部的介質(zhì)力使主閥瓣迅速開(kāi)啟，主閥排放。經(jīng)過(guò)超壓階段后，隨著(zhù)被保護設備中的壓力下降，導閥關(guān)閉，使圓頂氣室重新建立壓力，凈作用力使主閥瓣回座。
1.被保護的設備2.閥座3.閥瓣4.主閥5.導套6.蓋板7.圓頂氣室8.加壓/泄壓管9.導閥10.閥體11.感應管
圖1 先導式安全閥
3、分類(lèi)
先導式安全閥按動(dòng)作特性可分為開(kāi)關(guān)型和調制型。
(1)開(kāi)/關(guān)(突開(kāi))型。具有主閥閥瓣全開(kāi)或全關(guān)的穩定動(dòng)作特性的先導式安全閥。
(2)調制型。主閥閥瓣的開(kāi)啟高度與介質(zhì)的壓力成比例，具有逐漸開(kāi)啟和關(guān)閉的動(dòng)作特性，但不需要是線(xiàn)性的。
導閥按流動(dòng)特性可分為流動(dòng)型和非流動(dòng)型。
(1)流動(dòng)型。在先導式安全閥整個(gè)泄放過(guò)程中，都有流體流經(jīng)導閥泄放。
(2)非流動(dòng)型。只有在先導式安全閥開(kāi)啟和(或)關(guān)閉過(guò)程中才有流體流經(jīng)導閥泄放。
4、特性
(1)閥座軟密封保證安全閥起跳前后的良好密封性。由于工作壓力越高，主閥瓣上的凈密封力越大，可在工作壓力接近安全閥的整定壓力時(shí)正常工作。
(2)較小超壓就能使主閥迅速達到全啟狀態(tài)(突開(kāi)型)。
(3)動(dòng)作性能和開(kāi)啟高度不受背壓的影響。
(4)啟閉壓差可調。
(5)非流動(dòng)型結構減少了有害介質(zhì)的排放和環(huán)境污染。
(6)調制型閥門(mén)的比例開(kāi)啟特性可減少介質(zhì)損失。
(7)可在線(xiàn)檢測安全閥的整定壓力。
5、附件
先導式安全閥可配置回流保護器、在線(xiàn)檢測裝置、過(guò)濾器和遠程壓力接頭等附件，這些附件可進(jìn)一步擴大閥門(mén)的適用范圍。
(1)在線(xiàn)檢測接頭。與其它氣源和壓力儀表一起，能對安全閥在線(xiàn)進(jìn)行檢測整定壓力。
(2)回流保護器。主要應用于安全閥的出口壓力有可能高于進(jìn)口系統壓力的情況。
(3)過(guò)濾器。導閥內部流道細小，在系統介質(zhì)較臟或含有固體顆粒的場(chǎng)合應選配過(guò)濾器。
(4)遠程壓力接頭。當受保護的設備與安全閥進(jìn)口間的壓降超出規范允許的規定值，用遠程壓力接頭直接將導閥與受壓設備相連，使控制主閥動(dòng)作的導閥感應真正系統壓力。
6、應用維護
先導式安全閥在安裝上線(xiàn)之前，必須檢查安全閥標牌上的整定壓力是否滿(mǎn)足系統要求，是否經(jīng)過(guò)校驗以及各處鉛封是否完好。先導式安全閥須豎直安裝在設備或管道上。根據《安全閥安全技術(shù)監察規程》的規定，安全閥應定期校驗，一般每年至少一次。導閥的檢查、試驗、維修和定壓可與主閥分開(kāi)處理。由于存在不同類(lèi)型的導閥，具體要求應咨詢(xún)和遵從閥門(mén)生產(chǎn)廠(chǎng)對閥門(mén)檢查、維修和試驗的意見(jiàn)。先導式安全閥的常規維護程序包括拆解、檢查、維修和調試等。
6.1、拆解
先拆卸連接導閥和主閥的接管將閥門(mén)分解成導閥和主閥，然后再各自分解導閥和主閥。閥門(mén)的各個(gè)零件要準確的作上記號，而且每臺閥門(mén)的零件要分開(kāi)擺放。
圖2 先導式安全閥的附件
6.2、檢查
閥門(mén)拆解后要認真檢查各部件的磨損和腐蝕情況。要檢查閥座和閥瓣的密封面，看其損傷情況是否會(huì )導致閥門(mén)泄漏。還要檢查彈簧是否存在裂紋和變形。由于先導式安全閥的特殊結構在檢查過(guò)程中還需考慮非耐用品(O形圈，膜片、墊片)的損壞情況，導閥組件和外部管線(xiàn)的堵塞情況，沉積在主閥圓頂腔的物質(zhì)情況，所有管路配件的泄漏情況及壓力感應裝置及其定位情況。
6.3、維修
將拆卸下來(lái)的零部件清洗，吹干，仔細檢查密封面和相對運動(dòng)面，若有損傷，視損傷程度，進(jìn)行拋光、修理或報廢。密封墊片和O形圈必須全部更新。主閥閥瓣上的密封O形圈與導套滑動(dòng)面上應均勻地涂抹與介質(zhì)相容的潤滑脂。在裝配導閥時(shí)，應避免遺漏細小零件(如頂桿等)。
6.4、調試
閥門(mén)修理完畢重新裝配以后，要根據所需要的整定壓力對彈簧進(jìn)行調節。一般應該先調整導閥的整定壓力，然后與主閥安裝在一起進(jìn)行聯(lián)調。如果整定壓力需要變動(dòng)，調節時(shí)不能超過(guò)廠(chǎng)商規定的調節范圍，且需要查閱有關(guān)適用的標準。遇整定壓力變動(dòng)超出規定范圍的情況，應更換彈簧或整個(gè)導閥。
6.5、檢修記錄
在閥門(mén)重新投入使用之前，應完成所有必需的記錄。這些資料為確定閥門(mén)報廢和部件更換的時(shí)間提供了依據，對閥門(mén)日后的有效使用是十分重要的。
7、故障及處理
先導式安全閥常見(jiàn)故障的處理方法見(jiàn)表1。
表1 先導式安全閥常見(jiàn)故障及處理方法
8、結語(yǔ)
大多數先導式安全閥的主閥及導閥采用了非金屬元件，因此操作溫度和介質(zhì)相容性會(huì )限制其使用性能。此外，和所有泄壓裝置一樣，流體特性如聚合或結垢的敏感程度、粘度和固體的存在以及腐蝕等問(wèn)題都應予以考慮。
