安全阀安装设计中需注意的几个问题

摘要：目前，应用于在安全阀上的安全装置多以弹簧式安全阀较为常见，弹簧式安全阀是现代居家日常生活、大型工业生产线上，广泛应用于压力容器及压力锅炉上的重要安全附件。文章对安全阀设计及安装角度进行了探讨，阐述了安全阀在安装设计过程中应注意的安全问题，从应力、腐蚀、振颤和进汽限制等方面阐述了安全阀设计时的注意事项。

关键词：安全阀；安装设计；应力；腐蚀；振颤；进汽限制 文献标识码：A

中图分类号：TH134 文章编号：1009-2374（2016）19-0074-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.19.035

目前，随着社会主义现代化市场经济的不断发展与科学技术的不断进步，大量压力容器和压力锅炉已成为居家生活、工业生产、大型企业日常生活与生产中常用的生产及家用设备。弹簧式安全阀是压力容器及压力锅炉中使用最为广泛的重要安全附件，确保弹簧式安全阀的正确安装，可以保证压力容器和压力锅炉在安全范围内正常使用。弹簧式安全阀是压力容器和压力锅炉工作状态下，保证人民集体财产和安全的第一屏障，弹簧式安全阀主要通过自动设定压力值的安全范围，让压力容器及压力锅炉在设定压力安全范围内可以开展正常工作，避免高压、高温等多种突发情况，会造成安装人员和使用人员的生命财产安全隐患。本文就弹簧式安全阀在设计使用过程中常见的问题进行阐述，从应力、腐蚀、振颤和进汽限制四个方面分别介绍了安全阀设计时的注意事项，希望在安全阀设计工作中，广大设计人员能够重复考虑并以借鉴。

1 弹簧式安全阀正确安装四要素

第一，当启动压力容器及压力锅炉开始工作，达到并逐渐超过一定压力数值即安全压力数值时，可迅速、可靠地开启弹簧式安全阀，使弹簧式安全阀能够快速、恰当、安全地释放压力容器内所产生的超出过多压力，维持压力容器和压力锅炉内压力恒定于一个安全的压力范围内，继续工作。

第二，当排压模式开始正常工作时，弹簧式安全阀能稳定、高效、无震荡地排放压力容器和压力锅炉内压力，维持压力稳定于一个持续水平。

第三，当压力容器和压力锅炉压力降低到工作安全压力数值以下，弹簧式安全阀将会自动关闭，维持高压容器密封状态以保持容器内压力恒定，当压力容器和压力锅炉内压力值超过工作安全压力数值时，弹簧式安全阀再次开放以释放出过高压力，以保持压力容器和压力锅炉能够在弹簧式安全阀的配合下正常工作。

第四，在弹簧式安全阀的作用配合下，压力容器和压力锅炉是在保持密闭空间状态下容器中的压力值维持于一定恒定数值压力状态，使压力容器和压力锅炉始终在一定压力范围内恒定进行工作。

弹簧式安全阀在维持压力容器和压力锅炉压力安全工作的四个组成要素中，以弹簧式安全阀能稳定、高效、无震荡地排放压力容器和压力锅炉内压力，维持压力稳定于一个持续水平，这一安装要素最为重要。对压力容器和压力锅炉内出现的压力变化情况具有高灵敏反应，应该是弹簧式安全阀维持压力容器和压力锅炉安全工作的首要因素，弹簧式安全阀保持对容器内压力变化有较高的反应灵敏度，是使压力容器和压力锅炉安全工作的第一条件，如果弹簧式安全阀在一定程度上反应欠灵敏，易导致压力容器和压力锅炉在生产过程中出现事故障碍，当压力大大超过安全压力警戒值，而弹簧式安全阀无法正常工作，则会导致压力容器和压力锅炉安全系统破坏，导致正常的生活、工作和生产出现不堪设想的严重后果，所以开启高效、安全的弹簧式安全阀设计安装系统，应该从应力、腐蚀、振颤和进汽限制四个方面进行合理设计，做好这四方面的设计工作，即可保证弹簧式安全阀能够正常运行，继而达到保证压力容器和压力锅炉工作安全，从而达到使压力容器和压力锅炉安全工作的目的。

2 弹簧式安全阀安全工作的四要素

2.1 弹簧式安全阀的应力

在压力容器和压力锅炉内部的弹簧式安全阀的设计安装过程中，保证放空管与排汽管之间存在一定空间范围内的间隙，允许液态系统压力容器和压力锅炉在一定压力范围内感受热膨胀变化时，弹簧式安全阀能够动态感应压力容器和压力锅炉内压力变化情况。如果排气管与放空管接触固定在固定建筑物上时，对弹簧式安全阀产生束缚，易导致弹簧式安全阀出现扭转，导致安全阀出现不稳定的情况。另外，如果弹簧式安全阀排气管下方疏水管活动度较大，无法约束弹簧式安全阀固定，同样会出现弹簧式安全阀不稳定的情况。

当压力容器和压力锅炉内部产生蒸汽从排气管排出时，可能出现以下问题：排气管泄气时向下产生反作用力，在该反作用力作用下，力量沿弹簧式安全阀阀体产生力矩，从而达到产生应力的效果。为此压力容器和压力锅炉规范指出“在使用放空管时，交叉部分的面积不应小于其中安全阀泄放口的全面积，并且排汽管应尽可能短而直以避免过度的应力作用于安全阀上”。

2.2 弹簧式安全阀的腐蚀

根据压力容器和压力锅炉在安装设计时的需要，按照安全设计生产的规范要求，处于弹簧式安全阀内部结构中的阀门疏水管道需要长时间保持开放状态，并可以依靠自通疏水管疏水排水。而弹簧式安全阀设计过程中，部分设计人员在设计安装图的过程中，往往疏忽了弹簧式安全阀疏水管道自通疏水排水的问题，导致错误地将疏水管道与建筑排水管道连在一起，由此造成了水流长时间驻留于弹簧式安全阀阀体内，长此以往易导致弹簧式安全阀阀体生锈，造成弹簧式安全阀阀体内部结构破坏，影响弹簧式安全阀安全使用效果，产生安全隐患。另一种情况是，设计者错误地将弹簧式安全阀的阀门疏水管道与压力容器和压力锅炉的排污管道连接，引起排放物腐蚀弹簧式安全阀阀体，导致弹簧式安全阀阀体内部结构破坏。上述两种弹簧式安全阀阀体错误的安装方式，给压力容器和压力锅炉带来了极大的安全隐患，如果当压力容器和压力锅炉排污压力过高时，排泄物会喷射到安全阀集水盘的周围，导致压力容器和压力锅炉出现严重不良后果。另外，弹簧式安全阀在安装设计过程中，还有一个问题值得设计研究者注意，要求弹簧式安全阀在一定范围内保持较高的灵敏度，应在材质选择时，选用刚度较小的弹簧作为弹簧式安全阀的设计原料。此外，在对设计原料弹簧的加工、安装与调试过程中，弹性的好坏对于弹簧式安全阀在压力容器和弹簧式安全阀上发挥较为良好的作用起着至关重要的决定性作用。因此，选择刚度值较小的弹簧设计安装在压力容器和弹簧式安全阀上，可大大增强压力容器和弹簧式安全阀的使用性能，改善弹簧式安全阀的作用，取得较好的安全保证和工作效率。

2.3 弹簧式安全阀的振颤

将弹簧式安全阀排放口朝下，会使压力容器和弹簧式安全阀之间，因产生压力过大、流量受限或因为排空管道系统由于管道横切面积过小而引起产生巨大背压，在放空管道弯头过多的情况下，导致排空管道系统产生过高压力，当排空管放置弯头太多时，会因为压力过高导致弹簧式安全阀起跳，由此引起在压力释放过程中，弹簧式安全阀出现较大幅度的强烈震颤，导致可能出现造成危及集体和个人财产和生命的安全隐患。当压力容器和压力锅炉内的容器压力达到一定启动数值时，弹簧式安全阀起跳并开始工作，保持压力释放力度直至压力容器和压力锅炉内的容器压力内的压力降低到一定安全范围压力值时，弹簧式安全阀停止工作，进入关闭状态。因此，进入阀盘内的蒸汽压力是决定弹簧式安全阀开关状态的决定性因素，弹簧式安全阀的开关大小由蒸汽作用于阀盘上的接触面积，来决定其开关的大小程度及弹簧式安全阀处于开发或者关闭状态。如果蒸汽气流量很大或者蒸汽压力被限制时，那么很少量的蒸汽气流压力就不可能足以保证弹簧式安全阀阀体开发力度，导致弹簧式安全阀被频繁启动后，不能完全满足压力容器和压力锅炉中弹簧式安全阀被一次性开启的目的，弹簧式安全阀反复开启关闭，将一直工作到达到蒸汽容器开放弹簧式安全阀门，持续工作为止，这样势必造成弹簧式安全阀出现振颤情况。频繁的振颤不仅会导致弹簧式安全阀阀座和阀盘的损坏，如果用螺栓将压力容器和压力锅炉直接连接，同时使用柔软度较高的垫片，那么因为振颤所造成的固定安全阀的螺母松动脱落就成为了不可避免的情况。

2.4 弹簧式安全阀的进汽的限制

介质流量是一种必须由压力容器和压力锅炉和弹簧式安全阀门之间的进汽口来限制。根据我国锅炉管理规范的明确规定：锅炉本体和安全阀之间的接管或安装尺寸“B”应“与相应的同样直径和压力的安装相比不太长。锅炉和安全阀的开启或连接面积应至少等于阀门入口处的面积”。

综上所述，在弹簧式安全阀门设计安装于压力容器和压力锅炉时，应从应力、腐蚀、振颤和进汽限制等四个方面入手，确保弹簧式安全阀安全高效地工作。弹簧式安全阀的合理设计和安装可以确保压力容器和压力锅炉安全工作，从而达到提高生产效率、推进经济发展、保证人身财产安全等多重目的。

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作者简介：宫雪（1983-），女，辽宁营口人，大连派雷思诺科技发展有限公司设计人员，工程师，研究方向：化学工程与工艺；聂科研（1987-），男，辽宁抚顺人，抚顺才智人力资源服务有限公司设计人员，助理工程师，研究方向：过程装备与控制工程。

（责任编辑：王 波）

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