鍋爐壓力容器安全閥裝置失效模式、原因及應(yīng)對(duì)措施

魏東輝　魏學(xué)臻

摘 要：安全閥是鍋爐、固定式壓力容器以及移動(dòng)式壓力容器等承壓設(shè)備的重要安全附件之一，在使用以及進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，會(huì)經(jīng)常遇到各類(lèi)故障。本文列舉了四類(lèi)安全閥失效模式，分析了失效的主要原因，提出了應(yīng)對(duì)或者防范措施，以期能夠保障安全閥的正常功效和延長(zhǎng)安全閥的使用壽命。

關(guān)鍵詞：安全閥；失效模式；故障；應(yīng)對(duì)措施

引言

安全閥屬于自動(dòng)閥類(lèi)，主要用于鍋爐、固定式壓力容器、移動(dòng)式壓力容器和壓力管道上，控制壓力不超過(guò)規(guī)定值，對(duì)人身安全和設(shè)備運(yùn)行起重要保護(hù)作用。在安全閥正常使用以及對(duì)安全閥進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，經(jīng)常發(fā)生、發(fā)現(xiàn)各類(lèi)故障。這些故障導(dǎo)致安全閥失效，其主要原因也各種各樣，如果這些故障不能及時(shí)消除和修復(fù)，就會(huì)影響安全閥的功效和使用壽命，甚至不能起到安全保護(hù)的作用。

1.安全閥失效模式分析及應(yīng)對(duì)措施

1.1 不正常開(kāi)啟

1.1.1 超整定壓力開(kāi)啟，即超過(guò)設(shè)備最高允許工作壓力才開(kāi)啟。這就失去了安全閥的過(guò)載保護(hù)功能，造成這種情況的原因及應(yīng)對(duì)措施如下：

（1）整定壓力不準(zhǔn)，整定壓力調(diào)得過(guò)高。應(yīng)對(duì)措施：重新調(diào)整彈簧的壓縮量。

（2）閥瓣與閥座粘住。因安全閥在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中未曾動(dòng)作，又未作定期檢查、維修而造成生銹，導(dǎo)致閥瓣與閥座粘連。應(yīng)對(duì)措施：定期對(duì)安全閥作手動(dòng)放氣或放水試驗(yàn)，在使用過(guò)程中注意防濕防潮。

（3）內(nèi)部異物卡阻，閥瓣不能克服障礙物上升，導(dǎo)致開(kāi)啟壓力增大或者無(wú)法開(kāi)啟。應(yīng)對(duì)措施：檢查清除異物。

（4）外部異物卡阻，靜重式或者杠桿式安全閥外部人為加重或者其他原因阻礙閥瓣正常開(kāi)啟。應(yīng)對(duì)措施：檢查清除異物。

（5）工作溫度降低，導(dǎo)致開(kāi)啟壓力升高。應(yīng)對(duì)措施：在常溫下調(diào)整而用于低溫時(shí)，常溫下的整定壓力值應(yīng)略低于要求的開(kāi)啟壓力值。

1.1.2 低于整定壓力開(kāi)啟，即不到整定壓力開(kāi)啟。主要是：

（1）整定壓力不準(zhǔn)。應(yīng)對(duì)措施：重新調(diào)整彈簧的壓縮量；

（2）彈簧老化彈力下降。由于長(zhǎng)期使用或者介質(zhì)腐蝕，導(dǎo)致彈簧老化，進(jìn)而彈力下降。應(yīng)對(duì)措施：適當(dāng)旋緊調(diào)整螺桿或更換彈簧。

（3）工作溫度升高，導(dǎo)致開(kāi)啟壓力降低。應(yīng)對(duì)措施：在常溫下調(diào)整而用于高溫時(shí)，常溫下的整定壓力值應(yīng)略高于要求的開(kāi)啟壓力值。

（4）因泄漏等原因，安全閥使用環(huán)境高于彈簧允許工作溫度造成彈簧彈力下降。應(yīng)對(duì)措施：及時(shí)研磨密封面消除泄漏并更換新彈簧。

⑤、安全閥傾斜，由于安裝或者觸碰擠壓，導(dǎo)致安全閥傾斜。應(yīng)對(duì)措施：安全閥尤其是靜重式安全閥和杠桿式安全閥須垂直安裝，并設(shè)置堅(jiān)固防護(hù)圈。

1.2 安全閥泄漏

在設(shè)備正常工作壓力下，閥瓣與閥座密封面之間發(fā)生超過(guò)允許程度的滲漏。

（1）閥瓣與閥座密封面之間有雜質(zhì)。應(yīng)對(duì)措施：可使用提升扳手將閥開(kāi)啟幾次，把雜質(zhì)或者贓物沖洗掉；

（2）密封面損傷。由于密封面的材質(zhì)、硬度、裝配等原因，安全閥起跳回座過(guò)程致使密封面變形、錯(cuò)位，或者因密封介質(zhì)溫度變化引起密封面膨脹變形，都可能導(dǎo)致介質(zhì)泄漏。應(yīng)對(duì)措施：根據(jù)密封介質(zhì)的性質(zhì)、可能的溫度變化等選用合適材質(zhì)的安全閥，對(duì)安全閥密封面的缺陷或者損傷，應(yīng)視情形不同而采用研磨、車(chē)削后研磨的方法加以修復(fù)，同時(shí)注意研磨方式，以防止出現(xiàn)溝槽。

（3）密封墊損傷。因雜質(zhì)或者硬物卡、擠、壓等致使密封墊損傷，更換合格密封墊，同時(shí)注意安放密封墊時(shí)首先清潔安裝位置及安裝物件；

（4）閥桿彎曲、傾斜，使閥瓣與閥座錯(cuò)位。應(yīng)對(duì)措施：重新裝配或更換；

（5）彈簧彈性降低或失去彈性，因彈簧被介質(zhì)腐蝕或者介質(zhì)溫度升高導(dǎo)致彈簧變軟，預(yù)緊力減小，發(fā)生滲漏。應(yīng)對(duì)措施：加強(qiáng)彈簧防銹蝕和隔熱措施，及時(shí)更換彈簧或者重新調(diào)整開(kāi)啟壓力。

（6）彈簧斷裂。應(yīng)對(duì)措施：重新更換彈簧。

（7）裝配不當(dāng)或有關(guān)零件尺寸不合適，裝配過(guò)程中閥芯閥座未完全對(duì)正或結(jié)合面有透光現(xiàn)象，原因是閥芯閥座密封面過(guò)寬不利于密封。應(yīng)對(duì)措施：檢查閥芯周?chē)浜祥g隙大小及均勻性，保證閥芯頂尖孔與密封面同正度；檢查各部間隙不允許抬起閥芯；圖紙要求適當(dāng)減小密封面寬度實(shí)現(xiàn)有效密封。

（8）閥體結(jié)合面滲漏，結(jié)合面螺栓拴緊力不夠或緊偏，造成結(jié)合面密封不好；閥體結(jié)合面密封墊不符合標(biāo)準(zhǔn) 。應(yīng)對(duì)措施：調(diào)整螺栓緊力，緊螺栓時(shí)一定要按對(duì)角把緊方式進(jìn)行，最好是邊緊邊測(cè)量各處間隙，將螺栓緊到緊不動(dòng)為止，并使結(jié)合面各處間隙一致，其次，應(yīng)采用合乎標(biāo)準(zhǔn)的密封墊。

（9）閥桿與閥瓣接觸處銹蝕，造成閥瓣自就位能力喪失，在外露閥桿受到擾動(dòng)時(shí)，閥瓣隨著偏移，造成密封失效，發(fā)生泄漏。應(yīng)對(duì)措施：定期檢查閥桿與閥瓣接觸槽，采取合理的防銹措施。

（10）整定壓力與設(shè)備工作壓力過(guò)于接近，由于設(shè)備工作壓力波動(dòng)范圍接近或者超過(guò)安全閥的密封壓力，可能引起泄漏。應(yīng)對(duì)措施：選用適當(dāng)?shù)陌踩y，合理設(shè)定安全閥整定壓力。

1.3 安全閥閥瓣不穩(wěn)

閥瓣頻跳或顫振。頻跳指的是安全閥回座后，待壓力稍一升高，安全閥又將開(kāi)啟，反復(fù)幾次出現(xiàn)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為安全閥的“頻跳”。發(fā)生頻跳現(xiàn)象對(duì)安全閥密封極為不利，極易造成密封面泄漏。安全閥在排放過(guò)程中出現(xiàn)的抖動(dòng)現(xiàn)象，稱(chēng)其為安全閥的顫振，顫振現(xiàn)象發(fā)生極易造成金屬疲勞，使安全閥機(jī)械性能下降，造成嚴(yán)重設(shè)備隱患。其不穩(wěn)主要是：

（1）彈簧剛度太大，閥瓣上升不到開(kāi)啟高度，排放量過(guò)小，安全閥開(kāi)啟后壓力繼續(xù)上升，導(dǎo)致重新開(kāi)啟。應(yīng)對(duì)措施：改用剛度適當(dāng)?shù)膹椈桑?/p>

（2）調(diào)節(jié)圈調(diào)整不當(dāng)，通道面積過(guò)大，安全閥開(kāi)啟后，壓力急劇下降到工作壓力以下，閥門(mén)將隨著閥瓣對(duì)閥座的劇烈撞擊而關(guān)閉，由于壓力升高根源并未消除，閥瓣再次開(kāi)啟，形成頻跳。應(yīng)對(duì)措施：重新調(diào)整調(diào)節(jié)圈位置。

（3）排放管道阻力過(guò)大，流出的介質(zhì)動(dòng)量急劇減小，造成過(guò)大的排放背壓。應(yīng)對(duì)措施：減小排放管道阻力，清除排放管道障礙。

（4）閥門(mén)使用不當(dāng)，選用閥門(mén)排放能力太大。應(yīng)對(duì)措施：使選用的閥門(mén)額定排量盡可能接近設(shè)備必需的排放量。

1.4 安全閥動(dòng)作后回座不正常

1.4.1 排氣后壓力繼續(xù)上升。這主要是：

（1）選用的安全閥排量小于設(shè)備的安全泄放量，安全閥開(kāi)啟后，來(lái)不及將超壓部分介質(zhì)排掉，壓力容器壓力繼續(xù)上升。應(yīng)對(duì)措施：重新選用合適的安全閥。

（2）閥桿中線(xiàn)不正或彈簧生銹，使閥瓣不能升到應(yīng)有的高度，使得安全閥排放量減小。應(yīng)對(duì)措施：重新裝配閥桿或更換彈簧，并注意彈簧的防銹措施；

（3）排氣管截面不夠，使得安全閥排量小于設(shè)備的安全泄放量。應(yīng)對(duì)措施：采用符合安全排放面積的排氣管。

（4）彈簧級(jí)別不符合要求，由于剛度過(guò)小，調(diào)整時(shí)彈簧壓縮量過(guò)大，造成開(kāi)啟高度不夠。應(yīng)對(duì)措施：更換相應(yīng)級(jí)別的彈簧，彈簧的剛度要適當(dāng)。

1.4.2 排放后閥瓣不回座。這主要是：

（1）彈簧彎曲閥桿、閥瓣安裝位置不正或被卡住。應(yīng)對(duì)措施：應(yīng)重新裝配，認(rèn)真檢驗(yàn)運(yùn)動(dòng)部件是否有碰傷、拉毛、鐵銹或者毛刺等缺陷，并及時(shí)清除。

（2）安全閥彈簧在使用過(guò)程中斷裂，開(kāi)啟后，斷裂處錯(cuò)位，造成閥瓣不能正?；刈?。應(yīng)對(duì)措施：及時(shí)更換新彈簧。

2.結(jié)語(yǔ)

本文從分析安全閥的失效模式入手，給出了安全閥不正常開(kāi)啟、泄漏、閥瓣不穩(wěn)、動(dòng)作后回座不正常這四種失效模式下相應(yīng)的防范或者處理措施。安全閥的使用過(guò)程中，導(dǎo)致其失效的因素很多，而且這些因素之間存在著復(fù)雜的聯(lián)系，涉及材料、制造、設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)等多方環(huán)節(jié)，為了特種設(shè)備的安全使用，與安全閥相關(guān)的各個(gè)行業(yè)，應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)真分析安全閥裝置的各種可能的失效模式，以期達(dá)到安全第一，預(yù)防為主的目的。

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