安全閥是一種自動(dòng)閥門,它不借助于任何外力而利用介質(zhì)本身的力來排出一額定數(shù)量的流體,以防止壓力超過額定的安全值。當(dāng)壓力恢復(fù)正常后,閥門再行關(guān)閉并阻止介質(zhì)繼續(xù)流出[1]。離線校驗(yàn)、在線實(shí)跳校驗(yàn)都真實(shí)反映出自動(dòng)起跳的全過程,而借助于在線校驗(yàn)儀的起跳過程卻是一種被動(dòng)的開啟。采用在線校驗(yàn)儀的關(guān)健在于密封直徑如何測取,假如無法準(zhǔn)確測算,這種校驗(yàn)方法根本無法進(jìn)行,這一問題長期困擾業(yè)內(nèi)人士,筆者長期從事安全閥校驗(yàn)工作,從專業(yè)的角度與客觀、公正、實(shí)事求是的態(tài)度,分析、論述在線校驗(yàn)技術(shù)存在的問題及實(shí)際應(yīng)用,以便更好地為安全閥的校驗(yàn)工作查找、探索出更為合理有效的檢測途徑和實(shí)施方法。本文由上海五岳泵閥制造有限公司轉(zhuǎn)載分享,上海五岳為專業(yè)的安全閥廠家,主要生產(chǎn)各類彈簧式安全閥,先導(dǎo)式安全閥,并終身為使用單位提供相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)支持。
安全閥作為鍋爐、壓力容器、壓力管道等承壓設(shè)備的超壓保護(hù)裝置,性能上必須達(dá)到“準(zhǔn)確開啟、適時(shí)全開、穩(wěn)定排放、及時(shí)關(guān)閉、可靠密封”等基本要求,對(duì)在役安全閥的校驗(yàn),選擇哪種方法來完成只是一種手段問題,校驗(yàn)過程真正要實(shí)現(xiàn)的目的不只要求開啟壓力的準(zhǔn)確性,還要檢驗(yàn)安全閥動(dòng)作的靈活性、密封件關(guān)閉后的密封性。以下我們將分析論述在線校驗(yàn)方法在什么條件下校驗(yàn)才能更便捷、更準(zhǔn)確和更有效。
1 安全閥在線校驗(yàn)的思路
目前,鍋爐、壓力容器、壓力管道上廣泛選用且*代表性的是彈簧直接載荷安全閥,現(xiàn)以該類型全啟式安全閥在動(dòng)作中閥瓣的受力情況作為分析對(duì)象,用(如圖1-1~圖1-4)的開啟狀態(tài)簡圖進(jìn)行說明。
1.1 在線校驗(yàn)儀的基本原理
?。?)在線校驗(yàn)儀的基本原理是建立在一個(gè)簡化的理想動(dòng)作模型上,一個(gè)處于關(guān)閉狀態(tài)且正常運(yùn)行的安全閥,向下作用有閥瓣的彈簧預(yù)緊力P1,預(yù)緊力一部分用來抵抗介質(zhì)作用力p?S,另一部分用來產(chǎn)生閥門密封件之間的相互壓緊力(及密封比壓力Pm),彈簧預(yù)緊力P1足以保持安全閥呈密封狀態(tài)(圖1-1)。隨著介質(zhì)壓力p?S的提高,密封件間的相互壓緊力Pm隨之減少,當(dāng)介質(zhì)壓力達(dá)到開啟壓力Ps時(shí),相互壓緊力等于零(及Pm=0),安全閥開啟,見(圖1-2),此時(shí)應(yīng)滿足
P1 = Ps ?S (1)
?。?)如果安全閥處于正常運(yùn)行的關(guān)閉狀態(tài),從外部加給安全閥閥瓣一個(gè)向上的附加拉力ΔF,則彈簧預(yù)緊力P1除抵御介質(zhì)作用力與密封件間產(chǎn)生的相互壓緊力外,彈簧預(yù)緊力還會(huì)被附加拉力ΔF抵消(圖1-3)。隨著附加拉力的增加,密封件間的相互壓緊力將逐漸減小。當(dāng)附加拉力增加到一定值時(shí)壓緊力等于零(及Pm=0),此時(shí)安全閥*喪失了密封而達(dá)到被開啟的狀態(tài),此時(shí)介質(zhì)作用力p?S與附加力ΔF之和剛好克服彈簧預(yù)緊力P1(圖1-4),即:
P1=p?S +ΔF (2)
顯然在提升或改變附加力ΔF時(shí)(及閥瓣還沒有產(chǎn)生位移,彈簧壓縮比沒有改變),存在于(1)、(2)公式中,作用在閥瓣上的彈簧預(yù)緊力P1=常數(shù),則可以得出