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安全阀的失效模式主要有阀门内泄漏(即阀座泄漏)、阀门外泄漏、整定压力超差、排放压力超过允许值、启闭压差超过允许值、开启高度不够、频跳、颤振和运动部件卡阻等。

  1. 阀座泄漏

    阀座泄漏失效模式是指在正常运行工况下,介质从阀瓣和阀座密封面之间泄漏。这是安全阀最常见的失效模式之一。造成阀座泄漏的原因主要有阀座和阀瓣密封面损伤、安装不正确、高温、选型错误和密封面附着异物等。阀座泄漏将导致系统工作压力降低,严重时会使系统无法正常工作。

    (1)阀座和阀瓣密封面损伤

    造成密封面损伤的原因可能是腐蚀性介质对金属密封面的侵蚀,也可能是管道或设备安装时留在其中的电焊渣、铁锈或其他杂物夹杂在介质中伴随安全阀的排放而高速流动,冲刷密封面造成密封面损坏。

    (2)阀门安装不正确

    安全阀进出口管道因安装不正确形成了不均匀载荷,使阀门同轴度遭受破坏或变形等,引起阀座泄漏。

    (3)高温用于高温介质或安装于高温环境中的安全阀,在阀座或阀瓣密封面堆焊层周围可能会产生不均匀的热膨胀而导致泄漏。同时弹簧受高温影响后会导致弹簧刚度下降,造成阀门预紧力变小,从而产生泄漏。

    (4)选型错误选用的安全阀整定压力与设备实际工作压力过于接近。当设备工作压力的波动范围接近或超过安全阀的密封压力时,也可能引起阀门的泄漏。

    (5)密封面附着异物安全阀在装配过程中,杂质附在密封面上导致密封不严,或者在运行过程中,排放时有杂质附在密封面上导致密封不严。

  2. 外泄漏

    外泄漏是除了阀座泄漏以外的所有泄漏。主要涉及阀体与阀盖连接处、阀体与进出口管道连接处和承压部件本身的缺陷。外泄漏主要是由于安装不当,导致进出配对法兰的垫片无法压紧,或是存在较大安装应力导致阀体变形,无法正确安装配对法兰。带波纹管释放阀的泄漏可能是波纹管破损,导致介质从排气口溢出。阀门零部件存在缺陷,如铸造砂眼等,导致外泄漏。安装不合理,密封处未按照要求安装垫片或密封胶也会导致外泄漏。外泄漏将导致有毒或有害介质污染环境,高温高压介质的外泄漏还将对操作人员产生危险。

  3. 整定压力超差

    整定压力超差是安全阀实际的开启压力超过标准或规范规定的整定压力容差范围。原因主要有几个方面。

    ①安全阀工厂出厂整定试验采用的介质和现场工况的介质不同。

    ②安全阀出厂整定试验温度与现场工况温度不同。

    ③安全阀出厂整定试验采用的压力表精度和现场使用压力表的精度不同。

    ④使用人员操作水平和压力表读数存在误差。

    ⑤环境温度的变化导致弹簧刚度的变化使整定压力超差。

    ⑥整定压力调节机构松动产生整定压力超差。

    ⑦安全阀选型错误,在有背压变化的情况下选择常规安全阀使开启压力发生变化。

  4. 排放压力超过允许值

    安全阀开启后,阀门进口的排放压力超过标准或规范规定的允许超压值,其主要原因是调节圈位置摆放不合理。排放压力超过允许值会使设备超过规定的设计压力,长期处于这种情况将存在安全隐患。

  5. 启闭压差超过允许值

    启闭压差超差即整定压力和回座压力之差超过标准或规范规定的允许值,其主要原因是调节阀位置摆放不合理。如回座压力过高,将使安全阀在开启后迅速关闭,此时产生高压的根源尚未消除,将导致阀门再次开启,从而产生频跳。如回座压力过低,将使系统中的介质过度排放,对于较为贵重的介质来说是浪费。在某些系统中,过度排放还会对系统产生不利影响。

  6. 开启高度不够

    安全阀开启后达不到规定的开启高度,其主要原因是阀门存在泄漏、运动部件卡阻或调节圈位置摆放不合理等原因造成的。安全阀达不到规定的开启高度就无法排放规定的释放量,会导致系统压力持续升高。

  7. 频跳与颤振

    频跳是安全阀开启后,阀瓣快速异常的来回运动,运动过程中阀瓣接触阀座。

    颤振是安全阀开启后,阀瓣快速异常的来回运动,运动过程中阀瓣不接触阀座。

    频跳产生的冲击力对管道和设备将产生不利影响。颤振产生的机械振动会使管道和设备的焊缝产生疲劳裂缝,同时颤振也会影响安全阀的排量。

  8. 运动部件卡阻

    运动部件之间存在阻塞,将导致阀门开启和回座动作不灵活或开启后不回座等。运动部件卡阻有多种原因。

    ①运动部件有碰伤、拉毛等现象。

    ②管道或设备中存在焊渣、铁锈等杂质,进人运动部件的间隙,阻塞运动。

    ③安全阀长期不动作,且又未做定期检查和维修,从而造成阀门运动部件之间的锈蚀,导致运动卡阻。

    ④设计不合理,导向间隙过小,在高温运行工况下,材料的膨胀不同导致运动部件卡阻。运动部件卡阻会使安全阀无法正常开启,或者开启后不能回座等现象,对系统的安全运行产生威胁。


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