《安全阀培训》PPT课件.ppt

2021/1/27 1 安全阀培训 2010年 5月 2021/1/27 2 概述 此次培训的内容为安全阀的基础知识、 安全阀校验与维修、高压安全阀与中低压安 全阀的区别内容及校验演示；介绍了国家质 量监督检验检疫总局安全监察对安全阀校验 与维修工作的要求、 2021/1/27 3 第一部分 （安全阀的基本知识） 2021/1/27 4 名词注释 1）阀门：安装在压力容器、受压设备及连 接管道上，用以控制介质流向的、具有可 动机构的机械产品的总称。 2）阀门的公称通经： 是指阀门与管道及所有其他附件连接 处管道的名义直径，单位是毫米（用 DN表 示 )。 2021/1/27 5 3）安全阀：是一种自动阀门，能不借助任何 外力而只利用介质本身的力来排出一额定 数量的流体，以防止系统内压力超过预定 的安全值。当压力恢复正常后，在自行关 闭并阻止介质继续流出的一种阀。 4）工作压力 P：阀门在使用介质温度下的压 力。 5）工作温度 T：阀门在使用介质下的温度。 2021/1/27 6 6）整定压力 Ps: 安全阀在运行条件下开始开 启的预定压力。在该压力下，开启阀瓣的 力与使阀瓣保持在阀座的力平衡。 7）回座压力 Pr: 指安全阀达到排放状态后， 介质压力下跌至一定值，阀瓣重新与阀座 接触，亦即开启高度变为零时，阀门进口 处的静压力。 8）启闭压差 Pbl:安全阀整定压力与回座压 力之差，通常用整定压力的百分数来表示， 只有当整定压力很低时，才用 Mpa表示。 2021/1/27 7 9）排放压力 P b: 整定压力加上超过压力（超过 压力指超过安全阀整定压力所增加的压力， 通常用整定压力的百分数来表示） 10）开启高度 h: 阀瓣离开关闭位置的实际升程。 11）流道面积 A：指阀进口端到关闭件密封面 间流道的最小截面积，用来计算无任何阻力 影响时的理论排量。对应于流道面积 A的流 道直径为 do（喉径）。 12）排量系数 Kd：阀门实际排量与理论排量的 比值。 2021/1/27 8 13）密封试验压力 Pt: 进行密封试验时规定的 压力，在此压力下测量通过关闭件密封面的 泄漏率。一般取整定压力的 90%作为密封试 验压力。 14）出厂试验；出厂前对产品所进行的壳体强 度、密封性、开启压力的试验。 2021/1/27 9 安全阀基本结构 1）阀体 2）阀座 3）阀瓣 4）调节圈 5）弹簧 6）阀杆 7）阀盖 8）阀帽 2021/1/27 10 安全阀的分类 1）按使用介质分： a:蒸汽用安全阀 b:空气及其它气体用安全阀 c:液体用安全阀 2）按公称压力分 a:低压安全阀：公称压力 PN1.6Mpa b:中压安全阀：公称压力 PN1.6 6.4Mpa c:高压安全阀：公称压力 PN6.4 80.0Mpa d:超高压安全阀：公称压力 PN100Mpa 2021/1/27 11 3)按适用温度分： a:超低温安全阀： t-100 C b:低温安全阀： -100 C -40 C c:常温安全阀： -40 C 120 C d:中温安全阀： 120 C 450 C e:高温安全阀： t 450 C 4)按连接方式分： a:法兰连接安全阀 b:螺纹 连接安全阀 c:焊接 连接安全阀 2021/1/27 12 5）按开启高度分： a:微启式安全阀：开启高度在 do /40 do /20 b:全启式安全阀：开启高度不小于 do /4 c:中启式安全阀：开启高度介于微启式和全启式 之间 6）按结构形式分： a:杠杆重锤式安全阀 b:弹簧式安全阀 c:脉冲式安全阀（又称先导式安全阀） d:微启式安全阀 e:全启式安全阀 f:全封闭式安全阀 g:半封闭式安全阀 h:敞开式安全阀 2021/1/27 13 安全阀的型号编制方法 安全阀的型号编制方法完全是按照 JB308-75 阀门型号编制方法 执行的。它由 7个单元组成： a:阀门类型代号（用 A表示安全阀） b:传动方式代号 c:连接形式代号 d:结构形式代号 e:阀座密封面或衬里材料代号 f:公称压力 g:阀体材料代号 2021/1/27 14 阀门的类型代号 表 1 类型 代号 类型 代号 闸 阀 Z 旋 塞 阀 X 截 止 阀 J 止回阀和底座 H 节 流 阀 L 安 全 阀 A 球 阀 Q 减 压 阀 Y 蝶 阀 D 疏 水 阀 S 隔 膜 阀 G 2021/1/27 15 连接形式代号 表 2 连接形式 代 号 连接形式 代 号 内 螺 纹 1 对 夹 7 外 螺 纹 2 卡 箍 8 法 兰 4 卡 套 9 焊 接 6 双 联 3 2021/1/27 16 安全阀结构形式代号 表 3 安全阀结构形式 代 号 弹 簧 封 闭 带散热片 全 启 式 0 微 启 式 1 全 启 式 2 带扳手 全 启 式 4 不 封 闭 双弹簧微启式 3 微 启 式 7 全 启 式 8 微 启 式 5 带控制机构 全 启 式 6 脉 冲 式 9 2021/1/27 17 阀座密封面或衬里材料代号 表 4 阀座密封面或衬里材料 代 号 阀座密封面或衬里材料 代 号 铜合金 T 渗氮钢 D 橡胶 X 硬质合金 Y 尼龙塑料 N 衬胶 J 氟塑料 F 衬铅 Q 锡基轴承合金（巴式合 金） B 搪瓷 渗硼钢 C P 合金钢 H 2021/1/27 18 阀体材料代号 表 5 阀体材料 代 号 阀体材料 代 号 灰铸铁 Z 1Cr5Mo ZG1Cr5Mo I 可锻铸铁 K 1Cr18Ni9Ti ZG1Cr18Ni9Ti P 球墨铸铁 Q 1Cr18Ni12Mo2Ti ZG1Cr18Ni12Mo2Ti R 铜及铜合金 T 12CrMoV ZG12CrMoV V 碳钢 C 2021/1/27 19 例； A42Y16C DN50的含义： 表示公称通径为 50mm、弹簧密闭全启 式、法兰连接、密封面材料硬质合金、公 称压力 1.6Mpa、阀体材料为碳素钢的安全 阀。 2021/1/27 20 全启式和微启式的区别 全 启 式 微 启 式 型 号 A42H16C A41H16C 外 形 进口小出口大 进出口一样大 动作特性 动作分段变化 平稳变化 适用场合 气体、蒸汽 液体 、水 开启高度 do/4 do/20do/40 内部结构 有反冲盘 无反冲盘 2021/1/27 21 安全阀的基本要求 安全阀必须具备运行安全性和经济性两 大要求，在动作过程中必须做到： 灵敏的开启 足量的排放 及时的回座 可靠的密封 2021/1/27 22 对安全阀的基本技术要求 1）整定压力大于 3.0Mpa的蒸汽用安全阀或介质温度 大于 235 C的空气或其它气体用安全阀，应能防止 排出的介质直接冲蚀弹簧。 2）蒸汽用安全阀必须带有扳手，当介质压力达到整定 压力 75%以上时，能利用扳手将阀瓣提升，该扳手 对阀的动作不应造成阻碍。 3）对有毒或易燃性介质用安全阀必须采用封闭式安全 阀，且要防止阀盖和保护罩垫片处的泄漏。 4）为防止调整弹簧压缩量的机构松动，以及随意改变 已调好的压力，必须设有防松装置并加铅封。 2021/1/27 23 5）阀座应固定在阀体上，不得松动，全启 式安全阀应设有限制开启高度的机构。 6）安全阀即使有部分损坏，任应能达到额 定排量，当弹簧破损时，阀瓣等零件不会 飞出阀体外。 7）对有附加背压力的安全阀，应根据其压 力的大小和变动情况，设置背压平衡机构。 8）对先导式安全阀应分别对导阀和主阀作 密封性和开启动作试验，都应达到标准规 定的性能要求。 2021/1/27 24 安全阀的动作原理 向下作用于阀瓣的 弹簧预紧力 Fd，一部分 用来抵抗介质作用力 Po.S，另一部分产生阀 门密封件之间的相互压 紧力 f,随着介质压力的提 高，密封件间的相互压 紧力随之减少，当介质 压力达到开启压力 Ps时， 相互压紧力为零，安全 阀开启，此时满足： Fd=Ps.S 2021/1/27 25 安全阀相关标准 由于安全阀的重要性，世界各国都对安全阀的 设计制造制定了许多相关标准和法规。我国早期 的安全阀标准大都参照前苏联的安全阀标准。目 前采用的安全阀标准有： GB/T12241-89（安全阀一般要求） GB/T12242-89（安全阀性能试验方法） GB/T12243-89（弹簧直接载荷式安全阀） ZB-J98-013-89（电站安全阀技术条件） API520/API526/API527（美标） 2021/1/27 26 第二部分 安全阀校验 2021/1/27 27 安全阀试验和校验的两个不同概念 要全面的检验安全阀的各项技术性能指标必 须是进行全性能试验，试验最基本的要求是具有 实际运行状态，甚至超过实际运行状态。这种试 验装置除了高温高压容器等设备外，还要具备各 种参数的快速测定仪器，并保证具备大流量的高 温高压蒸汽源，耗资巨大。 校验是安全阀试验的一部分，是制造厂出厂试 验的主要项目。出厂前一般都用常温的安全阀校 验台进行空气介质的开启压力整定和密封性试验。 安全阀常温校验台只能做开启压力整定和密封性 试验。 2021/1/27 28 安全阀在什么情况下需要校验 1）长期存放或第一次使用之前 2）定期校验 3）严重损坏和锈蚀的阀 4）阀门铭牌丢失的阀 2021/1/27 29 回座压力的调整意义和方法 国标定义的回座压力指安全阀达到排放状态后， 介质压力下跌至一定值，阀瓣重新与阀座接触，亦 即开启高度变为零是，阀门进口处的静压力，回座 压力太低太高都不好，太低将造成介质和能量的损 失，太高则达不到排放量，造成阀门频跳，原则是 在能达到排放量的情况下尽量的调高回座压力，降 低介质和能量的损失。 2021/1/27 30 调整方法 回座压力是通过调节圈来调整的，调节的 原理是间隙原理，间隙越小，喷出时阻力越大， 托住阀芯下降的力越大，越不易回座，反之， 间隙越大，阀芯越容易回落，回座压力越高。 对于只有下调节圈的安全阀，调节圈向上 调，回座压力下降，调节圈向下调，回座压力 升高；对于有上下调节圈的安全阀，上下调节 圈的距离减小，回座压力降低，上下调节圈的 距离增大，回座压力升高。 2021/1/27 31 校验方法及其优缺点 安全阀校验有现场校验（在线校验）和 校验台校验两种手段，条件允许下应该尽量 在现场校验，因为现场校验更切合实际运行 工况，因而更可靠。 现场校验的优点：便于对焊接式安全阀 的校验，可测定回座压力，测量准确。 缺点是校验时间长，系统要反复升压， 不经济，较危险，不可以做密封性试验。 2021/1/27 32 安全阀常温校验台的优缺点 : a.解决常温介质和工作温度 250 C以下的安全 阀整定和检漏。 b.确定安全阀开启压力的较小误差范围，节约了 新装安全阀的调整时间，降低了劳动强度，减小 能源消耗和减小工作危险性。 c.存在运行温度与常温下的误差（弹簧在高温下 变软），不能校验回座压力。 2021/1/27 33 常温校验所使用的介质 常温校验一般使用空气、氮气和水 （压力在 20Mpa以上使用）。氧气、氢 气、乙炔气等易燃、助燃或有毒有害介 质不能作为介质源校验。煤油、汽油、 柴油等也不能作为介质源。二氧化碳气 体虽无毒不燃，但容易结冰，堵塞管路。 2021/1/27 34 安全阀校验台的基本结构 2021/1/27 35 安全阀校验原理 将带压力的介质通入被校验安全阀的 进口处，待介质压力上升到安全阀开启 状态，测得此时的压力，即位开启压力 并进行调整至规定的开启值即完成开启 压力的校验。然后在压力下降至规定值 （开启压力的 90%），用观察压力表或 其它法定方法检查其有无介质泄漏，即 密封性校验。 2021/1/27 36 第三部分 安全阀的修理 2021/1/27 37 安全阀的修理主要是对安全阀密封面的修理， 所以对安全阀密封面材料有较高的要求，基本要 求是：有较高强度，可以承受较高的密封比压： 有一定的抗冲击韧性，可以承受阀芯快速起跳回 座的冲击：有较高硬度，可以承受介质冲蚀：不 能生锈，否则很快泄漏：要耐高温，可以适用蒸 汽等介质，不致高温变软：要耐腐蚀，可以承受 酸碱等侵蚀。 安全阀硬密封的主要形式有：平面密封、锥形 密封、球形密封等，最常用的是平面密封。 2021/1/27 38 安全阀密封面的修理 安全阀密封面有金属和非金属两种，非金属密 封一般用于常温介质，金属密封多用于高温高压介 质。非金属材质的密封面在损坏后，一般都将镶圈 （密封环）拆下调换，不能拆下或无备件只能用车 削加工。金属密封面在损坏不太严重的情况下，都 采用研磨的方式。研磨分为粗磨和精磨。阀座和阀 芯必须用平整的磨具进行分开研磨，不能对磨，因 为对磨后出现沟漕，一经开启回座后即泄漏 。 2021/1/27 39 研磨工具、材料 磨具：研磨平板： a、铸铁（用于粗磨） b、硬质合金（用于细磨） 磨头（用于研磨阀座） 磨料：氧化铬、白刚玉 280#、 360#、 600# W4、 W2.5、 W1.5 磨剂：油酸、机油、菜油、猪油 2021/1/27 40 密封面的研磨 研磨是应用磨具和研磨剂，在研磨剂承受磨具 一定的压力后，对工作表面进行微量磨削，从而使 工件表面磨去一层极薄的金属，使工件表面获得高 平整度和较高的表面光洁度等级，这种工艺加工过 程叫研磨。 研磨的原理；研磨时，加在磨具上的研磨剂在 受到工件和磨具一定的压力后，部分磨料被嵌入磨 具内。当磨具与工件作复杂的相对运动时，磨料就 在工件和磨具之间作滑动、滚动，产生切削和剂压， 而使工件表面磨去一层凸峰，同时研磨剂起化学作 用，很快形成一层氧化膜。 2021/1/27 41 安全阀金属铭牌应包含的内容 1）型号、规格（通径） 2）压力等级 3）流道直径 4）公称压力 5）使用温度、介质 6）额定排量系数 7）制造厂、制造批准书编号 8）出厂年月 9）产品编号 10）检验合格标志 11）开启压力 2021/1/27 42 高压校验的特点和注意事项 1）高压安全阀开启时声音很大，特别是大口径 2）高压安全阀开启是振动较大 3）开启时反冲力很大，故法兰连接处材料要好 4）弹簧调节不能很大，只能微调（高压安全阀 弹簧较粗） 5）高压安全阀往往是高温高压的，常温校验时 与工作情况存在误差（弹簧在高温时较软） 6）校验的气流、水流必须经过过滤