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淺論影響彈簧式安全閥密封的主要原因
點擊次數(shù)：540 發(fā)布時間：2010-8-30
1、前言
安全閥是一種目前被石油、化工行業(yè)的在用鍋爐、壓力容器廣泛采用的安全泄壓裝置。而彈簧式安全閥是其中比較典型的一種。它是采用彈簧的壓力作用為加壓載荷，并通過調(diào)節(jié)彈簧壓力的大小來調(diào)整安全閥的開啟壓力。當(dāng)系統(tǒng)中壓力超過允許值后，它能夠自動開啟并把過剩的系統(tǒng)介質(zhì)排到大氣或低壓系統(tǒng)中，從而達(dá)到泄壓的目的。當(dāng)壓力降到某一數(shù)值時，它又能自動迅速關(guān)閉，維持系統(tǒng)的正常運行。
2、影響安全閥密封的原因分析
幾年來，作者通過對在用安全閥的使用、檢修和試驗中，總結(jié)出在通常情況下，影響密封效果的原因主要有如下幾點：
2.1、安全閥關(guān)閉件的結(jié)構(gòu)形式
關(guān)閉件的結(jié)構(gòu)型式與應(yīng)用場合的溫度、力有關(guān)。因此，在更換安全閥關(guān)閉件時，不要隨意改變關(guān)閉件型式。對于檢修中更換了關(guān)閉件的閥，如果在常溫下已用標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)試驗合格，而當(dāng)將其安裝在被保護(hù)系統(tǒng)的介質(zhì)壓力溫度下時，關(guān)閉件即發(fā)生早期泄漏，則應(yīng)考慮關(guān)閉件結(jié)構(gòu)是否合理。在檢修方法和介質(zhì)清潔度無誤時，關(guān)閉件結(jié)構(gòu)形式的不當(dāng)，有時也表現(xiàn)在發(fā)生初次起跳回座后的密封不良。
2.2、關(guān)閉件的材質(zhì)、硬度及設(shè)計尺寸方面的影響
在安全閥的設(shè)計中，對關(guān)閉件材料、密封表面硬度的考慮，在檢修和更換關(guān)閉件時，應(yīng)十分注意，不得任意改變。由于介質(zhì)對關(guān)閉件的腐蝕，造成密封不良的事例比較常見。例如，在更換尿素裝置中甲胺系統(tǒng)安全閥關(guān)閉件時，盡管選用了不銹鋼，卻因材料中含碳量超高而被甲胺腐蝕造成密封不良。當(dāng)被保護(hù)系統(tǒng)無介質(zhì)壓力作用時，關(guān)閉件密封面要承受彈簧產(chǎn)生的壓力，若密封面沒有足夠的硬度時，將會產(chǎn)生較大變形，導(dǎo)致密封不良，脆性材料可能有足夠的硬度，但在閥起跳時，由于密封面反復(fù)被碰撞，有可能造成密封面碎裂，導(dǎo)致閥的泄漏。另一方面，抗腐蝕性很好的材料，若表面硬度差，在高壓情況下，經(jīng)*介質(zhì)流對其表面的機(jī)械磨損，也會造成密封不良。
2.3、密封面的寬度和加工精度的影響
實際上，閥瓣與閥座密封面之間存在著毛細(xì)管作用。密封面的寬度決定了介質(zhì)通路的長度。因而，隨著密封面寬度的增加，介質(zhì)外漏時遇到的阻力以及對毛細(xì)管的堵塞作用隨之增加。為此，在檢修中隨意削窄密封面寬度的做法是不妥的。在同等條件下，削窄密封面的寬度能降低閥的開啟壓力值；盡管加寬密封面能增加密封性，但在安全閥關(guān)閉末了和開啟以前，受介質(zhì)壓力作用的閥瓣面積減小，從而也提高了安全閥的開啟壓力值。
當(dāng)設(shè)備長期停運時，因安全閥中無介質(zhì)壓力，彈簧的全部力作用在密封面上，若密封面寬度過窄，在較大的比壓力作用下，可能造成密封面損傷，引起密封不良。實驗證明，為了減少閥瓣、閥座互相壓出溝槽的可能性，把平面性密封的閥瓣、閥座密封面加工成同樣的寬度效果較好。
密封面表面質(zhì)量的好壞，直接影響關(guān)閉件密封性。密封面的幾何精度和表面光潔度與密封性有很大的關(guān)系。由于加工方法不當(dāng)，金屬密封面在加工中出現(xiàn)的微觀不平以及波紋都會影響密封效果。目前我們檢修時慣用回轉(zhuǎn)式研磨方法，使密封面邊緣低陷，密封性差。
2.4、裝配質(zhì)量方面的影響
安全閥解體后的再裝配，也會對密封面質(zhì)量產(chǎn)生影響。通常由于裝配不當(dāng)會破壞關(guān)閉件的同軸度，使密封面不平行，導(dǎo)致密封不良。閥瓣使用時間過久，導(dǎo)向部分磨損嚴(yán)重或更換閥瓣時，導(dǎo)向間隙選配過大，造成閥瓣在動作中密封面歪斜。更換閥瓣時，導(dǎo)向間隙選用過小，生閥瓣動作時的卡阻，使密封面不能正確完好的關(guān)閉，導(dǎo)致密封不良。由于彈簧變形或裝配位置不對，使彈簧在密封面四周的力分布不均勻，造成密封面比壓力不均，使密封面局部密封性差。
安裝或裝配的應(yīng)力會引起閥體的變形，使關(guān)閉件同軸度變動，密封線偏移，破壞了密封面的平行度，造成密封不良。實踐證明，在這種情況下，密封面越寬，閥座直徑越小，工作壓力越高，密封面破壞的可能性就越大。
2.5、被保護(hù)系統(tǒng)工作介質(zhì)的影響
在同等壓力、溫度情況下，粘性大的介質(zhì)比粘性小的介質(zhì)泄漏量要小。液體介質(zhì)比氣體介質(zhì)易密封。因此要考慮到閥設(shè)計時的許用介質(zhì)。介質(zhì)溫度會引起密封面熱變形，在密封材料中會造成熱梯度，引起密封面翹曲。所以，這些安全閥在常溫介質(zhì)下，密封實驗結(jié)果良好，而安裝在高溫介質(zhì)的設(shè)備上時，密封性則較差。為此，檢修后對安全閥進(jìn)行密封試驗時，要考慮到介質(zhì)的工作溫度。密封面的壽命還與介質(zhì)壓力的穩(wěn)定性有關(guān)，壓力波動太大，會引起安全閥頻繁起跳，使密封面在較短的時期內(nèi)損壞。
3 、結(jié)束語
綜上所述，導(dǎo)致彈簧式安全閥密封不良的因素很多，而且這些因素之間的關(guān)系也很復(fù)雜，要想保證安全閥密封狀況良好，保障被保護(hù)系統(tǒng)的安全性，需要設(shè)計、安裝、使用、維護(hù)、校驗等各方面人員認(rèn)真細(xì)致的做好各方面的工作。