安全閥常見(jiàn)故障及其解決方法

姜穎華 上海鐵路局科研所

安全閥是一種自動(dòng)閥門(mén)，它能夠在被保護(hù)設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過(guò)預(yù)設(shè)的安全壓力值時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟，排出一定量的流體，而后在設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力降至或略低于安全壓力值時(shí)，又自動(dòng)關(guān)閉，從而起到保護(hù)設(shè)備的作用。

安全閥作為特種設(shè)備的一種安全保護(hù)裝置，在特種設(shè)備上起到了最后一關(guān)的保護(hù)作用，其重要程度不言而喻。一旦安全閥出現(xiàn)故障，起不到應(yīng)有的保護(hù)作用，將會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡，甚至導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。

鑒此，本人結(jié)合多年的特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)經(jīng)歷和安全閥的使用和故障處理經(jīng)驗(yàn)，淺談日常過(guò)程中安全閥的常見(jiàn)故障和解決的辦法。

1 安全閥的密封面

安全閥的密封性好壞關(guān)系到設(shè)備能否正常運(yùn)行以及設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)介質(zhì)為有害氣體時(shí)，密封不好會(huì)造成大氣污染，因而要求安全閥具有良好的密封性能。

1.1 安全閥密封面的形式

金屬對(duì)金屬的密封面有平面密封、錐形密封、球形密封等幾種形式。其中，錐形密封要求較高的同軸度，所以一般用于壓力和溫度較高的環(huán)境中；球形密封由于球體的圓度較難加工，球體的材料如果太硬，則會(huì)損傷閥座，太軟的話又會(huì)凹陷變形，所以球形密封一般用在小口徑的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)上。

在高溫環(huán)境中工作的安全閥的密封面可用硬質(zhì)合金堆焊，一般為鈷基硬質(zhì)合金，其硬度在HRC40~45之間，具有優(yōu)良的物理特性。密封面也可用含鉻的不銹鋼制成，這種材質(zhì)一般用于水或其它帶有腐蝕性的介質(zhì)上。銅質(zhì)材料的密封面由于硬度較低，一般用在空氣及水介質(zhì)中。

非金屬材質(zhì)的密封面一般選用聚四氟乙烯、尼龍或者是橡膠。

1.2 對(duì)密封面的要求

由于大多數(shù)安全閥都在較高的壓力狀態(tài)下運(yùn)行，這就需要較高的預(yù)緊力，因而必須采用硬材料密封面。如果安全閥安裝在高溫受壓設(shè)備上，必須采用耐高溫的材料。因此，大多數(shù)工業(yè)安全閥都采用金屬材料密封。對(duì)用作密封面的金屬材料的要求是：有較高的強(qiáng)度，可以承受較高的密封比壓；有一定的抗沖擊韌性，可以承受閥芯快速起跳回座的沖擊；有較高的硬度，可以承受介質(zhì)沖刷；不能生銹，否則很容易導(dǎo)致安全閥泄漏；要耐高溫，可以適應(yīng)蒸汽介質(zhì)，不至于高溫下變軟；要耐腐蝕，可以承受酸堿介質(zhì)的侵蝕。蒸汽安全閥的密封面硬度一般為HRC40~45。

2 安全閥的常見(jiàn)故障

安全閥的常見(jiàn)故障主要有：安全閥泄漏、安全閥動(dòng)作不靈活和安全閥動(dòng)作性能達(dá)不到要求。

2.1 安全閥泄漏

安全閥泄漏是指在規(guī)定的密封試驗(yàn)壓力下介質(zhì)從閥座與閥瓣密封面之間泄漏出來(lái)的量超過(guò)允許值的現(xiàn)象。本人在日常工作中碰到的泄漏情況主要有以下幾種原因。

2.1.1 閥座或閥瓣的密封面有損傷

造成這種損傷的原因可能是腐蝕性介質(zhì)對(duì)金屬密封面的侵蝕，也可能是安全閥在安裝過(guò)程中，不小心帶入了贓物，或者是留在安全閥進(jìn)口管道內(nèi)的焊渣、鐵銹等在安全閥高速排放過(guò)程中，隨著介質(zhì)的流動(dòng)，不斷沖刷密封面造成劃傷。

2.1.2 溫度過(guò)高

使用于高溫介質(zhì)或安裝在高溫環(huán)境中的安全閥，在閥座或閥芯密封面堆焊層周?chē)赡軙?huì)產(chǎn)生不均勻的熱膨脹以及彈簧受熱后剛度變軟、預(yù)緊力減小從而帶來(lái)密封比壓力下降等原因造成安全閥泄漏。

2.1.3 安全閥選用不當(dāng)

所選用的安全閥的開(kāi)啟壓力與設(shè)備實(shí)際工作壓力過(guò)于接近時(shí)，由于設(shè)備工作壓力的波動(dòng)范圍接近或者超過(guò)安全閥的密封壓力，造成安全閥的泄漏。

2.1.4 安全閥的安裝不當(dāng)

安全閥的進(jìn)出口連接管道因?yàn)榘惭b不正確所形成的不均勻載荷使閥門(mén)同軸度遭到破壞，發(fā)生安全閥的泄漏。

2.2安全閥動(dòng)作不靈活

安全閥動(dòng)作不靈活主要是指安全閥開(kāi)啟、回座時(shí)動(dòng)作不靈活、不清脆或者開(kāi)啟之后沒(méi)有回座的現(xiàn)象。主要原因如下：

（1）運(yùn)動(dòng)部件有碰傷、拉毛、鐵銹或者毛刺等缺陷，在裝配時(shí)沒(méi)有及時(shí)清理，從而造成排放時(shí)部件之間出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象。

（2）管道或設(shè)備中的贓物如焊渣、鐵銹等，隨著安全閥排放出的介質(zhì)沖到運(yùn)動(dòng)部件的間隙中引起運(yùn)動(dòng)部件間的卡阻。

（3）安全閥在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行中沒(méi)有動(dòng)作過(guò)，且又沒(méi)有作定期的檢查和維修，從而造成閥門(mén)運(yùn)動(dòng)部件之間出現(xiàn)卡阻。

2.3 安全閥動(dòng)作性能達(dá)不到要求

這主要是指那些在制造廠出廠時(shí)性能合格的安全閥產(chǎn)品，在使用過(guò)程中由于安裝、選型或者檢修裝配、調(diào)整不當(dāng)?shù)仍蛩鸬男阅茏兓?/p>

2.3.1 開(kāi)啟壓力變化

整定壓力誤差、環(huán)境溫度變化、選用非背壓平衡式安全閥和隨意調(diào)整螺桿與螺母的松緊等原因都會(huì)造成開(kāi)啟壓力的變化。

整定壓力的誤差主要有：定壓使用的介質(zhì)與實(shí)際使用的介質(zhì)不同，常溫定壓與高溫介質(zhì)之間的誤差，定壓所用的壓力表與實(shí)際運(yùn)行所用的壓力表的精度等級(jí)不同，以及定壓操作人員的操作水平與讀數(shù)精度的誤差。這些都會(huì)造成安全閥實(shí)際開(kāi)啟壓力超過(guò)誤差的允許范圍。

安全閥在使用過(guò)程中，由于環(huán)境溫度大幅度的變化也會(huì)造成彈簧剛度的變化，使其實(shí)際開(kāi)啟壓力偏離設(shè)定的壓力。一般情況下，隨著溫度的升高，開(kāi)啟壓力下降。

當(dāng)選用非背壓平衡式安全閥時(shí)，其排出管既有背壓力發(fā)生變化時(shí)，閥門(mén)的開(kāi)啟壓力也會(huì)隨之改變。一般情況下，排放管背壓力增大，開(kāi)啟壓力也會(huì)增大。

隨意調(diào)整螺桿與螺母的松緊會(huì)造成彈簧的預(yù)緊力偏離預(yù)定值，從而造成開(kāi)啟壓力發(fā)生變化。

2.3.2 排放壓力或回座壓力發(fā)生變化

調(diào)節(jié)圈位置變動(dòng)或者排放管流動(dòng)阻力增大都會(huì)使排放壓力或者座壓力發(fā)生變化。

安全閥出廠時(shí)，調(diào)節(jié)圈的位置都是經(jīng)過(guò)測(cè)試后被固定在某一位置上的，并且都是鉛封的。當(dāng)隨意調(diào)整調(diào)節(jié)圈的螺釘時(shí)，會(huì)造成調(diào)節(jié)圈偏離位置，從而使排放壓力或者回座壓力變化。

當(dāng)所選用的排放管內(nèi)徑和長(zhǎng)度不合理時(shí)，閥門(mén)排放時(shí)會(huì)因?yàn)榕欧殴艿淖枇μ蠖斐膳欧艍毫蚧刈鶋毫ι摺?/p>

除了上述三種安全閥的常見(jiàn)故障外，還有一種情況，即，安全閥的閥門(mén)頻跳。這主要是安全閥的閥芯迅速異常地來(lái)回運(yùn)動(dòng)，不停地沖擊著閥座，造成部件損壞。造成閥門(mén)頻跳的主要原因是：閥門(mén)通徑選用不當(dāng)，進(jìn)口管和排放管的阻力過(guò)大，彈簧剛度不夠和調(diào)節(jié)圈位置不當(dāng)?shù)取?/p>

3 安全閥常見(jiàn)故障的解決辦法

3.1 安全閥泄漏故障的解決辦法

（1）發(fā)生泄漏故障后，要根據(jù)損傷程度采用研磨或者車(chē)削后研磨的辦法加以修復(fù)，修復(fù)后要保證密封面的平整度和光潔度不低于10。研磨是應(yīng)用研具與研磨劑，在研磨劑承受一定的壓力后，對(duì)工件表面進(jìn)行微量的磨削，從而使工件表面磨去一層極薄的金屬，同時(shí)研磨劑起化學(xué)作用形成一層氧化膜，最終使工件表面達(dá)到要求。

（2）屬于選用不當(dāng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用溫度重新選用適合于高溫介質(zhì)的安全閥，如帶散熱器的安全閥或是其它特殊結(jié)構(gòu)的安全閥。對(duì)因高溫環(huán)境造成的泄漏應(yīng)采取適當(dāng)?shù)母魺岽胧?/p>

（3）根據(jù)彈簧的工作壓力許可范圍重新定壓，若超出工作壓力的范圍，則應(yīng)更換工作壓力級(jí)與其相符的彈簧。

（4）可使用提升扳手或其它方法將閥門(mén)開(kāi)啟數(shù)次把贓物吹去，若無(wú)法吹走，則應(yīng)該拆開(kāi)閥門(mén)加以清洗。

絕對(duì)密封的接合，在安全閥中是難以實(shí)現(xiàn)的。隨著時(shí)間的推移，通常都會(huì)有些許數(shù)量的介質(zhì)經(jīng)過(guò)密封面接合處滲漏出來(lái)。良好的密封主要是指滲漏出來(lái)的量很小，以至于可以忽略不計(jì)。

3.2 安全閥動(dòng)作不靈活故障的解決辦法

（1）應(yīng)及時(shí)查明卡阻原因并予以消除。

（2）應(yīng)根據(jù)損傷程度加以修復(fù)或更換。

（3）根據(jù)另件損壞情況重新拆洗或更換閥門(mén)并建立定期檢修制度。

3.3 安全閥動(dòng)作性能達(dá)不到要求故障的解決辦法

（1）找出操作誤差的原因并采取適當(dāng)?shù)拇胧┫?。如重新調(diào)整調(diào)節(jié)螺桿，調(diào)整完后將防松螺栓并緊，找出背壓力變動(dòng)的原因并加以消除；當(dāng)背壓變化量較大時(shí)應(yīng)選擇背壓平衡式波紋管安全閥；

（2）重新調(diào)試，調(diào)整后應(yīng)將固定螺釘鎖緊并加以鉛封。

（3）根據(jù)設(shè)備不同的排量，重新計(jì)算并選用排量與其相近的安全閥。

（4）增大進(jìn)口管和排放管的內(nèi)徑。

（5）檢查彈簧，看其工作壓力是否與閥門(mén)的開(kāi)啟壓力相符合。

4總結(jié)

安全閥的維修和檢驗(yàn)是一項(xiàng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ?。?duì)安全法的維修和檢驗(yàn)不當(dāng)，工作上的微小失誤或不慎都有可能導(dǎo)致安全閥的失效，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的事故，給日常的生產(chǎn)生活帶來(lái)巨大的危害。因此，我們一定要在日常工作中時(shí)刻懷有高度的責(zé)任心，多觀察、多總結(jié)安全閥的各種故障形式，探索更為有效和安全的維修辦法，為安全閥的有效運(yùn)作，為生產(chǎn)的安全進(jìn)行貢獻(xiàn)力量。