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成果与经验
弹簧安全阀的常见故障及其处理
杨国辉
!湖南大学衡阳分校机械工程系"湖南衡阳#+!(("(#
摘#要!文章分析了中$低压锅炉及压力容器上弹簧安全阀的常见故障及其产生原因"并针对
这些原因提出了相应的解决措施%实践证明"这些措施是有效的%
关键词!弹簧安全阀&常见故障&处理措施&锅炉压力容器
##中图分类号!$%!!#I[###文献标识码!Y###文章编号!(""&)*+#,"!""+#"()""+#)"#
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##弹簧安全阀由于具有结构轻便紧凑!灵敏度较
大!安装位置不受限制且对振动敏感性差等优点"普
遍地使用在中!低压锅炉和压力容器上作为安全泄
压装置#
C#弹簧安全阀常见故障及其产生的原因 &(’
为了保持设备的正常安全运行$弹簧安全阀应满
足动作灵敏可靠!密封性能良好和调节方便的基本要
求%在开启压力时"阀瓣应能自动地迅速跳开排气%在
排放压力下"阀瓣应能达到全开排出规定的气量%在
正常工作压力下保持不漏"在排气降压后应及时关闭
并继续保持密封#但在实际工作中"由于对这种安全
阀的选择!安装!使用和调整不当"常常会产生各种故
障"影响其功效和寿命%严重时则不能起到安全保护
作用"影响设备的安全运行#主要有下列几点$
&(’安全阀排气量小于设备的安全排放量"造
成设备超压!安全阀开放时不能及时排放"设备压力
继续升高"安全阀起不到应有的作用%产生原因有$
% 选择安全阀时未考虑排放能力"将全启式错
选为微启式"使排放量远远达不到要求%
& 安全阀的排放喉径没得到保证%选用的安全
阀实际喉径小于产品铭牌上承诺的喉径%
’ 安全阀阀杆提升高度的确定不准确"阀杆提
升高度的确定受弹簧性能和调节挡圈的制约"仅用
规定的数值代入公式进行计算是不可靠的"必须用
试验方法加以验证%目前"安全阀的校验"其试验介
质大多利用空气或氮气"仅作气密性试验和开启压
力试验"还不能对安全阀提升高度和排放量等项目
进行测试#
&!’发生在阀瓣与阀座密封面之间的泄漏是弹
簧安全阀在使用过程中最常见的故障%产生的原因
主要有$
% 气体介质冲蚀!磨损所产生的划痕造成阀瓣
和阀座间密封不严密"安全阀开启次数越多"密封面
间冲蚀!磨损越严重%另外"如果安全阀回座压力过
小"则阀瓣要在压力降低很多时才能回座"排气时间
增长"密封面受到高速气体介质的冲蚀!磨损加重%
& 积存在密封面间的水垢污渣!腐蚀性介质及
残留物在密封面间产生的凹坑沟痕"造成阀瓣和阀
座间密封不严密%蒸汽锅炉的安全阀在使用中一旦
起跳"回落时阀芯与阀座之间就会留有一层水渍"时
间一长便会生成氧化铁%未起跳的安全阀经过长期
使用"一般密封面都会残留一些杂质"生成污锈和产
生腐蚀"从而使安全阀的密封性能有所下降%
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第!&卷第(期
!""+年!月
能源技术
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万方数据
’ 随着使用时间增长以及高温和腐蚀性介质
的影响!安全阀弹簧的弹性系数发生变化!弹力降
低!或者产生永久变形!失去弹性!造成安全阀在正
常工作压力之下泄漏"
( 弹簧安全阀安装不正确!阀体安装不铅直!
阀杆由于重心不正被卡住"弹簧上下两端面不平行!
则造成阀瓣和阀座接触面因压力不均匀而损坏"通
往室外的排气管道没作必要的支承或固定不可靠!
使排放过程中所产生的振动和附加载荷不合理地加
在阀体上!阀体零件的同心度遭到破坏!阀瓣与阀座
的密封面歪斜!从而关紧力不能均匀作用在密封面
上而导致泄漏"
) 弹簧安全阀密封面材质#加工精度及阀体各
零件装配质量没有满足技术要求"在一定的弹簧压
力下!如果阀瓣与阀座材质不满足实际运行所需的
高温#高压及防腐等要求!如果热处理工艺不当!密
封面机加工粗糙!那么在很低的工作压力下就会发
生泄漏"如果阀体各零件装配质量差!就会破坏阀瓣
及阀座等阀体零件的同心度$
%#&规定压力时不能开启排汽!其主要原因有’
% 未定期对安全阀作手动或自动的放气试验!
弹簧安全阀阀瓣和阀座被水垢#油垢或结晶物等粘住
或堵住!阀体弹簧等被油垢脏物等所粘满或被锈蚀"
& 安全阀弹簧调整的开启压力的选定偏高!部
分校验单位选定开启压力时!执行的标准不统一!选
定的开启压力值较混乱"
’ 安全阀弹簧的压力级别选择错误!弹簧安全
阀在公称压力范围内是按工作压力分级的!并按压
力级别配备不同刚度的弹簧!尽管安全阀的开启压
力可以通过改变弹簧的预紧压缩量来调节!但每一
根弹簧都只能在q一定的开启压力范围内工作!并有
相应的灵敏度和可靠性"
( 所用弹簧安全阀制造质量低劣!用非弹簧钢
作弹簧!造成起跳压力不准!尤其受热以后易产生塑
性变形"弹簧绕制工艺粗糙!长短不一!端面不平$
%+&不到规定压力就开启排汽!其主要原因有’
% 安全阀弹簧的弹力不足#调整的开启压力不
准确!或调整螺母意外松动!使安全阀提前排汽"
& 新安全阀校验超期或新装安全阀在使用前
未经校验就直接使用"安全阀出厂时所调整的开启
压力往往并非正好是用户所需要的!用户必须按使
用工况进行调试后!方可安装使用"弹簧安全阀运行
一定时间后!密封面和弹簧性能均会发生变化!一般
需每年检修一次"
’ 安全阀校验存在误差!在定期校验时!开启压
力没有严格地按规定值调整!仅以能否排汽泄压作为
好坏的标准!如果所调整的开启压力与锅炉压力容器
的正常工作压力很接近!就有可能导致密封面的关紧
力过小!当阀门的接管过长产生振动或蒸汽压力波动
时很容易发生泄漏"另外!当冷态校验与实际工况不
同时!开启压力的调整的确也存在一定误差$
E#弹簧安全阀故障的预防及处理!E"F#
EDC#严格控制弹簧安全阀的制造质量
弹簧安全阀安装之前!要从密封面及弹簧的材
质和热处理工艺!阀瓣与阀座间密封面的加工精度#
弹簧的绕制精度#弹簧端面平整度和阀体零件的装
配精度等方面对弹簧安全阀的制造质量进行严格检
查和控制$
EDE#正确选择弹簧安全阀的型式和规格
%(&弹簧安全阀的排量必须不小于它的安全泄
放量!以使超压气体介质能及时快速地排出$
%!&弹簧安全阀的开启高度!要按安全技术规
程的规定进行试验后确定$
%#&要根据不同的工作压力选择相适应的弹簧
安全阀!不能把高压用的弹簧安全阀过分卸载%放松
弹簧&用于低压!也不能把低压用的弹簧安全阀过分
加载%压缩弹簧&用于高压上$
%+&考虑工作介质和工作温度对弹簧安全阀性
能的影响!弹簧安全阀的弹簧和密封面材料长时间
处在腐蚀性和高温气体介质的作用下!其性能将受
到严重影响!不耐高温或腐蚀的弹簧安全阀密封面
材料不能用于高稳系统或有腐蚀的场合$如’当铜
合金作阀座密封材料时!因其密封性较差且有粘连
等问题!故只适用于蒸汽温度低于(!"_或温度低
于!""_的硝酸介质的场合$
EDF#正确地安装弹簧安全阀
%(&弹簧安全阀在安装前必须进行耐压试验和
气密性试验!只有试验合格的安全阀才能安装到设备
上!不合格的要及时退货或进行彻底检修$检修时要
仔细检查阀体上是否有裂纹#砂眼!阀芯和阀座的接
合面是否有沟痕#麻点!阀杆弯曲是否超标!弹簧外表
裂纹#分层!弹簧端面是否与中心线垂直等有关情况$
%!&弹簧安全阀最好直接装设在容器本体上!
液气混合贮槽上的安全阀必须安装在气相部位$在
特殊情况下!当安全阀确实不能装在容器本体上而
(++(
杨国辉’弹簧安全阀的常见故障及其处理
万方数据
必须装在它的出口管上时!连接管的截面积必须大
于安全阀的进口截面积!安全阀与容器之间的管路
应尽量减小阻力!不允许使用急转弯"截面局部收缩
等会增加管道阻力"引起污物积聚堵塞的配管结构!
更不允许在这连接管道中装设阀门或其他引出管#
$#%弹簧安全阀要垂直安装!阀杆严格保持铅
垂&安全阀与管道上的联接螺栓必须均匀地上紧!以
免阀体产生附加应力!破坏阀门零件的同心度!妨碍
安全阀的正常工作#如果通往室外的排汽管道管路
过长!则应作必要的支承和固定!以防止安全阀产生
过大的附加应力"震动和排汽时产生的反冲作用而
引起设备及管路的失稳#
EDQ#系统正式运行前按规定进行安全阀的校正和
调整
$(%安全阀的校正调整包括阀的加载的校正和
调节圈的调整!前者通过调节施加在阀瓣上的载荷
$即’调节弹簧的压缩量%来校正安全阀的开启压力!
后者通过调整阀上调节圈的位置来调整它的排放压
力和回座压力#
按照弹簧式安全阀技术条件$@Y+&!%的规定!
安全阀开启压力"回座压力整定值如表(’
表C#弹簧式安全阀的开启压力和回座压力
锅炉工作压
力N"!Z6:
安全阀开启压力N( 安全阀回座压力N!
控制安全阀 工作安全阀 控制安全阀 工作安全阀
.(A!* N"\"A"! N"\"A"& N(a"A"+ N(a"A"[
(A!*!#AO! (A"+N" (A"[N" "A,+N( "A,!N(
-#AO! (A"&N" (A"ON" "A,#N( "A,"N(
在(蒸汽锅炉安全技术监察规程)中规定的安全
阀开启压力同表(!但标准对回座压力未明确规定!
仅要求在校验结束后!将回座压力作为校验结果记
入技术档案#
$!%为防止安全阀出泪或微漏!安全阀的开启
压力与锅炉或压力容器的实际工作压力之间的压力
差要足够大!例如蒸汽采暖锅炉压力差至少为
"i"#&Z6:#如校验后发生泄漏!应先考虑实际的整
定值是否有偏差!为此可将开启压力在原整定值基
础上适当提高$但不要超过另一只工作安全阀的开
启压力%!这样做往往可使泄漏问题得到解决#
为了保证安全阀回座后严密不漏!对回座压力
应有所控制#回座压力过低会推迟阀瓣关闭的时
间!易破坏密封面&回座压力过高则容易发生阀门的
频繁启闭!影响正常运行&安全阀的回座压力应比设
备运行压力高#若回座压力不符合$@Y+&!*(,**%
标准的要求!可以利用阀座上的调节圈来调整&调整
后应将固定螺钉拧紧!以防止调节圈转动!然后作升
压试验#弹簧安全阀在产品出厂时通常把调节圈调
在比较高的位置!以便起跳!故回座压力偏低!在实
际使用情况下可酌情处理#
EDT#在使用过程中正确地维护弹簧安全阀
$(%要经常检查安全阀的铅封是否完好!安全
阀的弹簧调整螺母及调节圈固定螺钉的位置是否发
生意外的变动#
$!%要经常保持安全阀的清洁!防止阀体弹簧
及阀瓣和阀座被油垢"水垢或结晶物等脏物所粘住
或被腐蚀!防止安全阀排放管被油垢或其他异物堵
住#如果介质为空气"水蒸汽等排放时不会造成危
害的气体!应定期作手动或自动的放汽试验#手动
排气试验的间隔可以根据气体的洁净程度来确定!
中"低压锅炉一般每周一次#手动试验过程中要坚
持轻起慢下的原则!不允许将提升扳手迅速提起又
突然放下!因为这样会使阀瓣在阀座上剧烈震动!冲
击损坏密封面#
$#%发现安全阀泄漏!应及时更换或检修!禁止
用增加弹簧压缩量的方法来减除泄漏#如果密封面
已损伤!应根据损伤程度采取研磨或车削后再研磨
的方法加以修复#
$+%如果安全阀在规定的压力下不能及时排
气!则应重新调整弹簧的压力#
$&%安全阀的定期检验可以与锅炉和压力容器
的检验间隔期相同#从安全阀的使用管理方面来
讲!安全阀每年都要进行一次研磨!这样就可以把校
验和维修结合起来进行#
F#结论
综上所述!弹簧安全阀在使用过程中可能出现的
故障是多方面的!正确分析这些故障产生的原因并加
以有效的预防!才能有效地发挥弹簧安全阀的安全控
制作用!确保锅炉及压力容器的正常可靠地运行#
参考文献!
+(,#顾顺符!潘秉勤I管道工程安装手册+Z,I北京’中国建
筑工业出版社I(,,"I
+!,#劳动人事部I蒸汽锅炉安全技术监察规程I劳人锅
+(,O*,+号+=,I北京’劳动人事出版社I(,O*I
+#,#劳动人事部I压力容器安全技术监察规程I劳字锅
+(,,",O号+=,I北京’劳动人事出版社I(,,"I
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杨国辉’弹簧安全阀的常见故障及其处理
万方数据