一(yi)、 安(an)全閥(fa)概述
安全閥也稱安全門或保險閥，是一種安全保護用閥，它的啟閉件在外力作用下處于常閉狀態，當設備或管道內的介質壓力升高，超過規定值時自動開啟，通過向系統外排放介質來防止管道或設備內介質壓力超過規定數值。當壓力恢復正常后，在壓力回降到工作壓力或略低于工作壓力時閥(fa)門(men)再行關閉并阻止介質外流。安全閥屬于自動閥類，主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過規定值，對人身安全和設備運行起重要保護作用。
二(er)、安(an)全閥的分類
安全(quan)閥(fa)的(de)分類見圖6.3.20。
1. 按結構(gou)及加載機構(gou)可以分為(wei)重(zhong)錘杠桿(gan)式、彈(dan)簧式和脈沖式三種。
①. 重(zhong)錘杠桿式安全閥
重(zhong)錘杠(gang)桿式(shi)安全閥(fa)(fa)是(shi)利用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)重(zhong)錘和杠(gang)桿來平(ping)衡作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)在閥(fa)(fa)瓣(ban)上(shang)的力(li)(li)。根據杠(gang)桿原理，它可以使用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)質量較(jiao)小的重(zhong)錘通(tong)過杠(gang)桿的增大作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)獲(huo)得較(jiao)大的作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)力(li)(li)，并通(tong)過移動(dong)重(zhong)錘的位置（或變換重(zhong)錘的質量）來調整(zheng)安全閥(fa)(fa)的開(kai)啟(qi)壓(ya)力(li)(li)。重(zhong)錘杠(gang)桿式(shi)安全閥(fa)(fa)結(jie)構(gou)簡單，調整(zheng)容(rong)易(yi)而(er)又比(bi)(bi)較(jiao)準(zhun)確，所(suo)加(jia)的載(zai)荷不(bu)會因閥(fa)(fa)瓣(ban)的升(sheng)高而(er)有(you)較(jiao)大地增加(jia)，適用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于溫(wen)度(du)較(jiao)高的場(chang)合，過去用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)得比(bi)(bi)較(jiao)普遍，特別是(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)在鍋爐(lu)和溫(wen)度(du)較(jiao)高的壓(ya)力(li)(li)容(rong)器上(shang)。但重(zhong)錘杠(gang)桿式(shi)安全閥(fa)(fa)結(jie)構(gou)比(bi)(bi)較(jiao)笨重(zhong)，加(jia)載(zai)機構(gou)容(rong)易(yi)振(zhen)動(dong)，并常因振(zhen)動(dong)而(er)產生(sheng)泄漏；其(qi)回座壓(ya)力(li)(li)較(jiao)低(di)，開(kai)啟(qi)后(hou)不(bu)易(yi)關閉(bi)及保(bao)持嚴(yan)密。
②. 彈簧微(wei)啟式安(an)全閥(fa)
彈(dan)(dan)(dan)(dan)簧(huang)微(wei)啟(qi)式安(an)全(quan)閥(fa)(fa)是利(li)用壓縮(suo)彈(dan)(dan)(dan)(dan)簧(huang)的(de)(de)力來(lai)平衡作用在閥(fa)(fa)瓣上(shang)的(de)(de)力。螺(luo)(luo)旋圈形彈(dan)(dan)(dan)(dan)簧(huang)的(de)(de)壓縮(suo)量(liang)可(ke)以(yi)通過轉動它上(shang)面的(de)(de)調整螺(luo)(luo)母來(lai)調節，利(li)用這(zhe)種結構(gou)就(jiu)可(ke)以(yi)根據需要校正安(an)全(quan)閥(fa)(fa)的(de)(de)開(kai)啟(qi)（整定）壓力。彈(dan)(dan)(dan)(dan)簧(huang)微(wei)啟(qi)式安(an)全(quan)閥(fa)(fa)結構(gou)輕便緊湊，靈敏度也比(bi)較高(gao)(gao)，安(an)裝位置不受限制(zhi)，而且(qie)因為對(dui)振動的(de)(de)敏感性小，所(suo)(suo)以(yi)可(ke)用于(yu)移動式的(de)(de)壓力容(rong)器上(shang)。這(zhe)種安(an)全(quan)閥(fa)(fa)的(de)(de)缺(que)點是所(suo)(suo)加的(de)(de)載荷會(hui)隨著閥(fa)(fa)的(de)(de)開(kai)啟(qi)而發生(sheng)變化，即隨著閥(fa)(fa)瓣的(de)(de)升(sheng)高(gao)(gao)，彈(dan)(dan)(dan)(dan)簧(huang)的(de)(de)壓縮(suo)量(liang)增大，作用在閥(fa)(fa)瓣上(shang)的(de)(de)力也跟著增加。這(zhe)對(dui)安(an)全(quan)閥(fa)(fa)的(de)(de)迅速(su)開(kai)啟(qi)是不利(li)的(de)(de)。另外，閥(fa)(fa)上(shang)的(de)(de)彈(dan)(dan)(dan)(dan)簧(huang)會(hui)由于(yu)長期受高(gao)(gao)溫(wen)(wen)的(de)(de)影響而使彈(dan)(dan)(dan)(dan)力減(jian)小。用于(yu)溫(wen)(wen)度較高(gao)(gao)的(de)(de)容(rong)器上(shang)時，常常要考慮彈(dan)(dan)(dan)(dan)簧(huang)的(de)(de)隔熱(re)或散熱(re)問題，從而使結構(gou)變得復(fu)雜起來(lai)。
③. 脈(mo)沖式安(an)全閥
脈沖式安(an)全閥由主(zhu)(zhu)閥和輔閥構成(cheng)，通過輔閥的脈沖作(zuo)用(yong)帶動主(zhu)(zhu)閥動作(zuo)、其結構復雜，通常(chang)只(zhi)適用(yong)于安(an)全泄放量很大的鍋爐和壓力容器(qi)。
2. 按照介質排放方式(shi)的不同安(an)全(quan)閥(fa)又可以分(fen)為全(quan)封(feng)閉式(shi)、半封(feng)閉式(shi)和(he)開放式(shi)等三種。
①. 全(quan)封閉安(an)全(quan)閥
全封閉式安(an)全閥排(pai)(pai)氣時(shi)，氣體(ti)全部通過排(pai)(pai)氣管(guan)排(pai)(pai)放，介(jie)(jie)質不能(neng)間(jian)外泄漏(lou)，主要用(yong)于介(jie)(jie)質為有毒(du)、易燃氣體(ti)的容器。
②. 半封閉式安全閥
半(ban)封閉式(shi)安(an)全閥所(suo)排出的(de)(de)氣(qi)體一(yi)部分(fen)通過排氣(qi)管(guan)，也(ye)有(you)一(yi)部分(fen)從(cong)閥蓋(gai)與閥桿間(jian)(jian)的(de)(de)間(jian)(jian)隙中漏出，多用于介質(zhi)為不(bu)會(hui)污染環境的(de)(de)氣(qi)體的(de)(de)容器。
③. 開放式安全閥
開放式安全閥(fa)(fa)的閥(fa)(fa)蓋是敞開的，使彈簧(huang)(huang)腔室(shi)與大氣(qi)相通(tong)，這樣有利于降(jiang)低彈簧(huang)(huang)的溫度，主要適用于介(jie)質為蒸汽，以(yi)及(ji)對大氣(qi)不產生(sheng)污(wu)染的高溫氣(qi)體的容器。
3. 按(an)照閥瓣開(kai)啟的最大高度與安(an)全(quan)閥流道直徑之比來劃分，安(an)全(quan)閥又(you)可分為(wei)彈簧微啟封(feng)閉高壓式(shi)安(an)全(quan)閥和彈簧全(quan)啟式(shi)安(an)全(quan)閥兩種(zhong)。
①. 彈簧微啟封閉(bi)式(shi)高壓安全閥(fa)
微啟式(shi)(shi)安全(quan)閥的(de)開啟高(gao)度小(xiao)于(yu)流(liu)道直徑的(de)1/4，通(tong)常為(wei)流(liu)道直徑的(de)1/40～1/20。微啟式(shi)(shi)安全(quan)閥的(de)動作過(guo)程是比例作用式(shi)(shi)的(de)，主要用于(yu)液體(ti)(ti)場(chang)合，有(you)時也(ye)用于(yu)排放量很(hen)小(xiao)的(de)氣體(ti)(ti)場(chang)合。
②. 彈(dan)簧全啟式安全閥
全(quan)(quan)啟式安(an)(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)的(de)(de)(de)開啟高度大于或等于流道直徑的(de)(de)(de)1/4。全(quan)(quan)啟式安(an)(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)的(de)(de)(de)排(pai)放面(mian)積(ji)是閥(fa)(fa)座；喉部最小截面(mian)積(ji)。其動作過程是屬于兩段作用式，必須(xu)借助于一個升力機(ji)構(gou)才(cai)能(neng)達到全(quan)(quan)開啟，全(quan)(quan)啟式安(an)(an)全(quan)(quan)閥(fa)(fa)主(zhu)要用于氣(qi)體介質的(de)(de)(de)場(chang)合。
③. 中啟式安全閥
開啟(qi)高度介于微啟(qi)式(shi)與全啟(qi)式(shi)之間。即(ji)可以做成兩(liang)段(duan)作(zuo)用式(shi)，也可以做成比例作(zuo)用式(shi)。
法(fa)蘭連接帶手柄波紋管全(quan)(quan)啟(qi)式安全(quan)(quan)閥(fa)如圖6.3.21所(suo)(suo)示，典型安全(quan)(quan)閥(fa)如圖6.3.22所(suo)(suo)示。
三、安全閥(fa)的工作原理及特點
（1）彈(dan)簧(huang)式仍然是最通用(yong)的一種。彈(dan)簧(huang)式安全閥(fa)作用(yong)原理是，彈(dan)簧(huang)力與介質(zhi)(zhi)作用(yong)于閥(fa)瓣(ban)的正常壓力相平衡，使(shi)密(mi)封面密(mi)合(he)；當(dang)介質(zhi)(zhi)壓力過高時，彈(dan)簧(huang)受到壓縮，使(shi)閥(fa)瓣(ban)離(li)開閥(fa)座，介質(zhi)(zhi)從中泄出；當(dang)壓力回降到正常值時，彈(dan)簧(huang)力又將閥(fa)瓣(ban)推向閥(fa)座，密(mi)封面重新密(mi)合(he)。
（2）在一些重要部位往往使用帶扳手的雙彈簧微啟(qi)式安全(quan)閥。這種結構形狀如圖(tu)6.3.22（b）所示。
（3）脈(mo)沖(chong)式安全(quan)(quan)閥(fa)，就是(shi)一(yi)個大(da)的(de)(de)(de)(de)安全(quan)(quan)閥(fa)（主(zhu)閥(fa)）和一(yi)個小的(de)(de)(de)(de)安全(quan)(quan)閥(fa)（輔閥(fa)）配合動(dong)作，通(tong)過(guo)輔閥(fa)的(de)(de)(de)(de)脈(mo)沖(chong)作用(yong)帶動(dong)主(zhu)閥(fa)啟(qi)閉。大(da)的(de)(de)(de)(de)安全(quan)(quan)閥(fa)比較遲鈍，小的(de)(de)(de)(de)安全(quan)(quan)閥(fa)則比較靈敏。將通(tong)向主(zhu)閥(fa)的(de)(de)(de)(de)介質與(yu)輔閥(fa)相連通(tong)，壓(ya)力過(guo)高時(shi)，輔閥(fa)開啟(qi)，介質從旁路進(jin)入主(zhu)閥(fa)下(xia)(xia)面的(de)(de)(de)(de)一(yi)個活塞，推動(dong)活塞將主(zhu)閥(fa)打開。壓(ya)力回降(jiang)時(shi)，輔閥(fa)關閉，主(zhu)閥(fa)活塞下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)介質壓(ya)力降(jiang)低，主(zhu)閥(fa)瓣也跟(gen)著下(xia)(xia)降(jiang)密(mi)合。這(zhe)種(zhong)安全(quan)(quan)閥(fa)結構(gou)復雜，只有在(zai)通(tong)徑很大(da)的(de)(de)(de)(de)情況下(xia)(xia)才采用(yong)。
（4）杠桿(gan)式(shi)安(an)全閥（重錘式(shi)）安(an)全閥，是一種古老的閥門(men)。它(ta)依靠杠桿(gan)和重錘來平(ping)衡(heng)閥瓣的壓力。通(tong)過重錘在杠桿(gan)上的移動，調整壓力的大小(xiao)。它(ta)與彈簧式(shi)安(an)全閥比較，顯得笨重而遲(chi)鈍。好處是因為沒有彈簧，不怕介質的熱影(ying)響，所以(yi)至今還在某些鍋爐上使用。結構(gou)形狀如圖6.3.22（e）、圖6.3.22（f）所示。
四、安全閥形(xing)式(shi)的選(xuan)擇
（1）排放氣體或蒸汽時，選用全啟(qi)式安全閥。
（2）排(pai)放液體時，選用全啟式或微啟式安全閥。
（3）排放水蒸氣(qi)或空氣(qi)時，可(ke)選用帶扳手(shou)的(de)安全(quan)閥(fa)。
（4）對設定壓力(li)大于3MPa，溫度(du)超過235℃的(de)氣體(ti)，則選用帶散(san)熱(re)片的(de)安全閥，以(yi)防(fang)止(zhi)泄(xie)放介質直接沖蝕彈簧。
（5）排放介質允許泄漏(lou)至大氣的(de)，選用(yong)開式(shi)閥帽安全閥；不(bu)允許泄漏(lou)至大氣的(de)，選用(yong)閉式(shi)閥帽安全閥。
（6）排放有(you)劇毒、有(you)強腐(fu)蝕、有(you)極(ji)度(du)危(wei)險的(de)介質，選用波紋管安(an)全閥。
（7）高(gao)背(bei)壓(ya)的場合(he)，選用背(bei)壓(ya)平衡式安全(quan)(quan)閥(fa)或導(dao)閥(fa)控制(zhi)式安全(quan)(quan)閥(fa)。
（8）在(zai)某些重(zhong)要的(de)場合(he)，有時(shi)要安(an)裝互為備用(yong)的(de)兩(liang)個安(an)全閥(fa)。兩(liang)個安(an)全閥(fa)的(de)進口和出口切(qie)斷閥(fa)宜采用(yong)機械聯鎖裝置(zhi)，以確保在(zai)任何時(shi)候（包括維修(xiu)，檢修(xiu)期間）都能滿足容器所要求的(de)泄放面(mian)積(ji)。
五、安全閥有關標準規范
GB/T 12241《安(an)全閥一(yi)般要求》
GB/T 12242《安全閥性能試驗方法》
GB/T 12243《彈簧直接載荷式安全閥》
ZBJ 98013《電站安全(quan)閥技術(shu)條件(jian)》
JB/T 53170《彈簧直接載荷式安全閥產品質量分等》
TSG ZF001《安全(quan)閥安全(quan)技術監察規(gui)程》
SY/T 0525.1《石油儲罐液壓安全閥》
SY/T 10006《海上井口地面安全閥和水下安全閥規范》
SY/T 10024《井下安全閥系統的設計、安裝、修理和操作的推薦作法》
GB/T 14087《船用空氣瓶安全閥》
JB/T 6441《壓縮機用安全閥》
JB/T 2203《彈簧式安全閥 結構長度》
JB/T 9624《電站安全閥技術條件》
JB/T 53170《彈簧直接載荷式安全閥產品質量分等》
ISO 4126-1《安全閥 第(di)1部分：通(tong)用要求》
ISO 10417《石(shi)油和天然氣工(gong)業 地下安全閥系統設計、裝配、操作和修理》
HG 3157《液化(hua)氣體罐車用(yong)彈簧安全閥》
BS 6759《安全閥(fa)》
