Zawór bezpieczeństwa to urządzenie zabezpieczające, które zapobiega przekroczeniu dopuszczalnej wartości ciśnienia w urządzeniach ciśnieniowych. Funkcja zaworu bezpieczeństwa jest realizowana przez następujący proces działania: Gdy system osiągnie maksymalne dopuszczalne ciśnienie, zawór bezpieczeństwa może otworzyć się dokładnie i szybko osiągnąć znamionową wysokość otwarcia oraz wypuścić znamionową ilość czynnika roboczego; zawór bezpieczeństwa jest w stanie otwartym. Wypływ powinien być stabilny; gdy ciśnienie w systemie spadnie do określonej wartości, zawór bezpieczeństwa powinien zostać zamknięty na czas, a w stanie zamkniętym musi być utrzymywany w stanie uszczelnionym. Poniżej opisano podstawowe wymagania dotyczące wydajności zaworów bezpieczeństwa.
1. Otwórz dokładnie
Zawór bezpieczeństwa powinien niezawodnie otwierać się do określonej wysokości otwarcia pod ustalonym ciśnieniem i osiągać określoną przepustowość. Jest to podstawowy wymóg dla zaworu bezpieczeństwa. Mianowicie, gdy ciśnienie wlotowe zaworu bezpieczeństwa osiągnie ustalone ciśnienie zadane, zawór bezpieczeństwa powinien otwierać się dokładnie i szybko osiągać określoną wysokość otwarcia.
Gdy ciśnienie w układzie osiągnie maksymalne dopuszczalne ciśnienie, nieczuła reakcja zaworu bezpieczeństwa na wzrost ciśnienia doprowadzi do niebezpiecznych sytuacji, takich jak pęknięcie i uszkodzenie kotłów, zbiorników ciśnieniowych i rurociągów. Szczególnie w przypadku mediów gazowych ściśliwych niebezpieczeństwo jest wyższe.
Nastawione ciśnienie zaworu bezpieczeństwa nie powinno być większe od wartości ciśnienia projektowego kotła, naczynia ciśnieniowego i rurociągu.
Odchylenie dodatniego ciśnienia zaworu bezpieczeństwa jest wyraźnie określone w odpowiednich przepisach i normach. Gdy zawór bezpieczeństwa jest regulowany do ciśnienia nastawy, jego odchylenie powinno być ściśle kontrolowane w określonym zakresie.
2. Emisje stabilne
Po osiągnięciu przez zawór bezpieczeństwa określonej wysokości otwarcia utrzymuje on stabilny stan rozładowania i może rozładowywać określoną ilość medium roboczego. Podczas procesu rozładowywania medium powinny występować dobre właściwości mechaniczne (brak skoku częstotliwości, drgań itp.). Ten wymóg jest bardzo ważny.
Zawór bezpieczeństwa powinien mieć rozsądną konstrukcję i sprężynę o rozsądnej sztywności, aby zachować dobre właściwości mechaniczne i stabilną przepustowość. Rozmiar kanału przepływu zaworu bezpieczeństwa powinien spełniać wymagane parametry do obliczeń. Jeśli pole przekroju kanału przepływu jest zbyt małe, po otwarciu zaworu bezpieczeństwa część nadciśnienia medium nie może zostać odprowadzona na czas, a ciśnienie w układzie nadal rośnie, co jest bardzo niebezpieczne. Z drugiej strony, jeśli pole przekroju kanału przepływu jest zbyt duże, po otwarciu zaworu bezpieczeństwa ciśnienie gwałtownie spadnie poniżej ciśnienia roboczego, a tarcza zaworu bezpieczeństwa zamknie się i spowoduje gwałtowne uderzenie w gniazdo zaworu; jednak ponieważ współczynnik wzrostu ciśnienia w układzie nie został wyeliminowany, tarcza ponownie się otworzy, tworząc skok częstotliwości, a w rezultacie gniazdo zaworu i powierzchnia uszczelniająca tarczy zostaną uszkodzone z powodu powtarzających się uderzeń. Gdy zawory bezpieczeństwa są używane do nieściśliwych cieczy, skoki częstotliwości mogą również powodować uderzenia hydrauliczne w układzie.
Ciśnienie wlotowe zaworu bezpieczeństwa, gdy osiągnie on znamionową wysokość otwarcia, nazywa się ciśnieniem wylotowym. Jest ono stosowane w różnych mediach lub tych samych mediach w różnych warunkach pracy, a jego znamionowe ciśnienie wylotowe jest różne, co jest wyraźnie określone w odpowiednich przepisach i normach. Zazwyczaj jest ono wyrażane jako procent ciśnienia nastawionego przekraczający wartość. Konstrukcja zaworu bezpieczeństwa powinna zapewniać, że znamionowe ciśnienie wylotowe jest ściśle kontrolowane w określonym zakresie.
3. Blisko w czasie
Gdy wypływ zaworu bezpieczeństwa zmniejsza ciśnienie średnie do określonej wartości, klapa zaworu wchodzi w kontakt z powierzchnią uszczelniającą gniazda zaworu i ponownie osiąga stan zamknięty. Zawór bezpieczeństwa można osadzić i zamknąć na czas i skutecznie, co jest ważnym wskaźnikiem dobrej wydajności.
Działanie zaworu bezpieczeństwa nie wymaga koniecznie zatrzymania działania sprzętu lub systemu lub jego naprawy. Czasami działanie zaworu bezpieczeństwa jest spowodowane przypadkowymi czynnikami, takimi jak nieprawidłowe działanie systemu. W takim przypadku nie jest pożądane, aby ciśnienie powrotne zaworu bezpieczeństwa było zbyt niskie w stosunku do ciśnienia roboczego. Zbyt niskie ciśnienie powrotne oznacza nadmierną utratę energii i medium oraz zakłóca normalną pracę całego systemu. Przeciwnie, ciśnienie oparcia siedzenia nie jest zbyt wysokie. Jeśli ciśnienie powrotne jest bliskie ciśnieniu otwarcia, łatwo spowodować ponowne otwarcie zaworu bezpieczeństwa, co powoduje częste przeskakiwanie zaworu bezpieczeństwa i nie sprzyja ponownemu ustanowieniu uszczelnienia po zamknięciu. Ponadto w przypadku, gdy zaworu bezpieczeństwa nie można niezawodnie zamknąć, ponieważ medium między powierzchniami uszczelniającymi nie jest całkowicie odcięte, nie można przywrócić wydajności uszczelnienia przy normalnym ciśnieniu roboczym systemu.
Konstrukcja zaworu bezpieczeństwa powinna zapewniać, że można go szybko i skutecznie zamknąć. Szybki i mocny powrót siedziska bardziej sprzyja ustanowieniu szczelności niż stopniowy i powolny powrót siedziska.
Wydajność powrotu gniazda zaworu bezpieczeństwa jest mierzona względnie wartością ciśnienia otwarcia, która jest zazwyczaj określana przez różnicę ciśnień otwarcia i zamknięcia. Zawory bezpieczeństwa stosowane do różnych mediów mają różne różnice ciśnień otwarcia i zamknięcia, które są wyraźnie określone w odpowiednich przepisach i normach.
4. Niezawodne uszczelnienie
Gdy chroniony system znajduje się pod normalnym ciśnieniem roboczym, zamknięty zawór bezpieczeństwa ma dobre i niezawodne właściwości uszczelniające. Ponieważ zawór bezpieczeństwa przecieka, medium robocze (czasami bardzo drogie lub niebezpieczne medium) zostanie utracone, zużycie energii wzrośnie, a otaczające środowisko i atmosfera zostaną zanieczyszczone przez medium robocze. Nadmierny wyciek wpłynie nawet na normalną pracę sprzętu lub systemu, a nawet zmusi urządzenie do zatrzymania pracy. Ciągły wyciek spowoduje również korozję powierzchni uszczelniającej zaworu bezpieczeństwa, co doprowadzi do całkowitej awarii zaworu bezpieczeństwa.
Przywrócenie uszczelnienia po uruchomieniu zaworu bezpieczeństwa jest trudniejsze niż utrzymanie pierwotnego stanu uszczelnienia. Ponieważ zawór bezpieczeństwa jest zamknięty, średnie ciśnienie działa na większą powierzchnię tarczy zaworu, ale przed otwarciem działa tylko na mniejszą powierzchnię ograniczoną przez powierzchnię uszczelniającą. Dlatego też wydajność uszczelniania zaworu bezpieczeństwa prawdopodobnie ulegnie zmniejszeniu po uruchomieniu, a tym samym zostanie utracona. W szczególności trudniej jest rozwiązać problem uszczelnienia tylnego zaworu bezpieczeństwa o bezpośrednim obciążeniu. W zaworach bezpieczeństwa z pomocniczymi mechanizmami operacyjnymi problem ten rozwiązuje się za pomocą wymuszonego uszczelnienia.
Wymaganie, aby zawory bezpieczeństwa utrzymywały szczelność, jest trudniejsze niż w przypadku zaworów powszechnie stosowanych do zaworów odcinających. Ponieważ między uszczelnieniami nie występuje duża siła, tarcza zaworu bezpieczeństwa przylega do gniazda zaworu tylko w celu wytworzenia ciśnienia uszczelnienia o małym ciśnieniu właściwym dla uszczelnienia. Ciśnienie uszczelnienia jest określane przez różnicę między ciśnieniem nastawczym zaworu bezpieczeństwa a ciśnieniem roboczym urządzenia, zwykle małą wartością (zwykle 10% ciśnienia nastawczego), więc rozmiar i chropowatość powierzchni uszczelniającej zaworu bezpieczeństwa są wymagane Bardzo rygorystyczne.
Wymagania dotyczące szczelności zaworu bezpieczeństwa różnią się w zależności od medium lub warunków pracy. Ogólnie rzecz biorąc, trudno jest uzyskać zawór bezpieczeństwa z powierzchnią uszczelniającą metal-metal, aby nie było wycieków. Zawór bezpieczeństwa z miękką strukturą uszczelniającą metal-niemetal ma znacznie lepsze właściwości uszczelniające.
Czas publikacji: 02-09-2021