弹簧式安全阀“卡死”与预防措施

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)通化市特检中心梅河口检验所 作者:宫占文

  阐述了弹簧式安全阀使用当中, 粉尘、生锈、水垢、冰冻、容易造成的“卡死”。安装、装配运输和使用不当、也容易造成安全阀“ 卡死”。要正确使用安全阀。

  在特种设备设计和使用中都有安全阀,为设备的安全运行提供安全保护,安全阀动作的可靠性直接关系到设备和人身的安全,而安全阀能否正常工作,以及其性能的好坏,不仅同它的设计、制造、选用有关,并且同安全阀的安装、使用维护、以及安全阀校验周期的确定是否合理,有着直接的关系。

  真空技术网(http://www.chvacuum.com/)发布此文就弹簧式安全阀在使用中经常发生的“卡死”现象,以及预防措施和校验周期的选用予以论述。

1、常见安全阀“卡死”的种类

  1)粉尘“ 卡死”;2)铁锈“ 卡死”:3)水垢“卡死”;4)冰冻“卡死”;5)制造、修理、校验以及零件选用、装配不当“卡死”;6)泄漏造成的“卡死”;7)油污产生的“卡死”;8)使用维护不当出现的“卡死”。

2、各类“卡死”的形成过程及原因分析

  1)粉尘“卡死”。通常粉尘分为两大类,即:有机粉尘和无机粉尘。有机粉尘除了在与水或水蒸气以及使用介质混合后容易形成“卡死”外。同时它在没有水及水蒸气或其他介质混合的情况下也容易形成。有机粉尘常见的有煤粉、塑料粉尘、植物性细小纤维和植物淀粉等。当它们落到安全阀的导向套与阀门密封元件(阀瓣)之间的间隙后,在高温状态下发生融化、干燥、干馏、焦化(膨化)、结碳,从而导致向套与阀瓣或阀瓣与阀座粘结形成整体不能在原整定压力下动作而“卡死”。无机粉尘一般为炉尘、尘土、灰沙等。如果这些粉尘与阀腔内的水或水蒸气相互混合,则阀门受热后,使阀腔内的水与无机粉尘混合形成粘度较强的混合物在导向机构与阀瓣间的间隙之中积聚,冷却后使导向套与阀瓣以及阀瓣与阀粘结成整体,造成“ 卡死”。

  2)铁锈造成的安全阀“卡死”。铁锈一般是阀体、阀罩、弹簧、管道等零件与空气、水蒸气、水、烟气中的O2、SO2等其他物质发生化学反应的产物,它会在阀腔、弹簧室和导向机构间隙中积聚,形成锈垢“卡死”。

  3)水垢造成的安全阀“卡死”。安全阀安装不合理造成安全阀阀腔内积水会形成水垢。造成积水的主要原因有以下三个方面:

  (1)在排汽管路的入口段最低处未装设疏水管,使雨水、雪水从排气管的出口处侵入,并在阀腔内积聚。

  (2)排汽管与其他排污管、排气管、排水管一起共用一根排放总管。当任意一只阀门开启工作向外排放或泄漏时,所排出的汽、水等其他工质就会冷凝和回流、倒灌或串入其他没有开启工作的安全阀的阀腔内形成积水。

  (3)安全阀阀体下方设置的吹扫、疏水孔和排汽管入口处底部的疏水管有异物堵塞时,使水在阀腔内积聚。由于上述积水在阀腔内受热,水中杂质的溶解度下降,即水中的钙(Ca)鎂(Mg)离子等盐类物质连同其他杂质,就会在阀门内部的密封元件表面、导向机构与阀瓣之间的间隙中以及其它传动机构的零件上结晶、粘附、沉积,造成“卡死”现象。

  4)冰冻“卡死”。分为冬季冰冻“卡死”和非冬季冰冻“卡死”。冬季冰冻“卡死”是指一些安全阀常年受到雨雪等其他水源侵入造成阀内积水,当环境温度低于0℃度以下时,冰冻造成的“ 卡死”。非冬季冰冻“ 卡死”。是指不在冬天也会发生的冰冻“ 卡死”。发生在以液化气体以及其他一些低沸点物质为工质的承压设备的安全阀上,由于液化气体在常压下会迅速气化。当发生泄漏时、其泄漏介质的流速、流量达到一定值时就会吸收阀门的热量,同时使空气中水蒸气在阀腔内的零件表面和零件与零件之间的间隙中迅速结露、结霜和结冰,造成安全阀“卡死”。

  5)安全阀密封泄漏造成的“卡死”。以蒸汽和液体介质为工质的承压设备上的安全阀在泄漏时会造成阀腔内潮湿,与周围空气中的粉尘以及阀腔内零件表面上的铁锈垢一起,冷却后凝固而造成“卡死”。

  6)制造、修理、校验和零件选用以及装配不当造成的“卡死”。

  (1)阀体与阀座、阀瓣与阀座、阀瓣与导向套、阀杆与调节螺杆它们的同轴度较差;

  (2)阀瓣与导向套、阀瓣的下导向套与阀座内径配合公差过小;

  (3)导向套与阀瓣间的轴向尺寸过小;

  (4)阀杆的外径尺寸与调节螺杆的内孔尺寸公差配合过紧;

  (5)弹簧压力级范围与整定值相差过大;

  (6)阀杆严重弯曲和阀瓣升高限位调节螺丝调整不当。

  7)油污造成的安全阀“ 卡死”。安全阀的工作温度≥150℃时,安全阀的零件上的润滑油脂就会产生蒸发、干馏使润滑油脂的粘度增大,使阀芯粘死。安全阀的工作温度≥ 300℃ 时,润滑油脂还会形成隐燃,焦化、结碳现象,最终导致安全阀的失灵和“卡死”。

  8)安全阀使用、维护,选用不当造成的“ 卡死”。如:使用前不进行开启压力的整定,又不进行用前检查,致使不少锈蚀严重,开启压力高于被保护承压设备允许的最高工作压力的安全阀装置于被保护设备系统中。又如锅炉用户由于使用维护中没有进行定期的手动、自动排放试验和正确的维护方法也会造成安全阀“卡死”。

3、预防措施与注意事项

  1)按照有关《规程》合理正确的安装安全阀。安全阀排放汽管的入口段底部应装有接至安全地点的疏水管,在排放管和疏水管之间不得装设任何阀门并保持畅通。每台安全阀必须安装独立的排放管(有特殊要求时除外);排放管不得与其他安全阀共用,以防止后开启的工作安全阀不能正常开启,从而使安全阀的排量不能保证,造成承压设备的超压;安全阀的排放管严禁与排污管道并联在同一根管道,以防止排污水回流,串入安全阀阀腔从安全阀的散热窗口喷出烫伤操作人员,并使安全阀的背压增加以及造成安全阀内部水垢的产生而形成“卡死”。

  2)应定期将安全阀拆下进行全面清洗,检查并重新研磨,定压校验后方可重新使用。

  3)安全阀每年至少送校验单位校验一次,用户应根据本单位安全阀的工作情况和设备使用管理情况制定校验计划。校验周期,不能千篇一律,应根据不同设备和使用介质而定。锅炉安全阀每月应进行一次自动排放试验,每周应进行一次手动排放试验,以防止阀芯的粘结。此外,还应对安全阀进行现场在线校验,检查安全阀的灵敏可靠性,如发现异常应主动及时与校验单位联系以防事故的发生。

  4)安装在室外的安全阀要采取适当的防护措施、防止雨、雾、尘埃锈污等赃物侵入安全阀及排放管道,当环境温度低于零度时,还应采取必要的防冻措施以保证安全阀的动作可靠性。

  5)设备正常工作压力最好控制在≤0.9倍的安全阀整定压力(开启压力)为宜。这是因为安全阀产品密封性能试验指标规定在0.9倍的整定压力。如果设备工作压力经常在﹥0.9倍整定压力下运行,则安全阀容易进入前泄工况(开启前泄漏),随着运行时间的推移最终导致安全阀的密封性能下降而出现泄漏。

  6)加强锅炉的维护保养,保持炉墙,炉顶有良好的密封性能,降低安全阀周围环境的粉尘浓度。

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