1、 - 1 - 第一节 安全阀的名词术语和性能要求 由于安全阀是一种自动阀门，其性能要求比较严格，专用名词也较多，且容易混淆，要全面了解安全阀的结构性能、动作原理，必须对安全阀的有关名词术语有确切的理解。 一名词术语 1安全阀的定义 1)安全阀：一种自动阀门，它不借助任何外力而又利用介质本身的力来排出一额定数量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值。当压力恢复正常后，再自行关闭并阻止介质继续流出的一种阀。 当标准有规定时 可以用一个附加的其他能源来驱动安全阀 2)直接载荷式安全阀：一种直接用机械载荷如重锤、杠杆加重锤或弹簧来克服由阀瓣下介质压力所产生作用力的安全阀。 3)带动力辅助装置的安全阀
2、：该安全阀借助一个动力辅助装置，可以在低于正常的整定压力下开启。即使该辅助装置失灵，此类阀门应仍能满足本标准的要求。 4)带补充载荷的安全阀：这种安全阀在其进口处压力达到整定压力前始终保持有一增强密封的附加力。该附加力（补充载荷）可由外来的能源提供，而在安全阀达到整定压力时应可靠地释放。其大小应这样设定，即假定该附加力未释放时，安全阀仍能在进口压力不超过国家法规规定整定压力百分数的前提下达到额定排量。 5)杠杆式安全阀：一种利用重锤通过杠杆加载于阀辨上的作用力来控制阀的启闭，从而起到泄压保护的安全阀。 6)弹簧式安全阀：一种利用压缩弹簧的压缩预紧力加载于阀辨上的作用力来控制阀的启闭，从而起到泄
3、压保护的安全阀。 7)先导式安全阀： （有做成脉冲式结构的）一种靠从导阀排出介质来驱动或控制的安全阀，该导阀本身应是符合标准要求的直接载荷式安全阀。 8)全启式安全阀：阀辨开启高度等于或大于阀座喉径的 1/4 的安全阀。 9)微启式安全阀：阀辨开启高度为阀座喉径的 1/40 1/20的安全阀。 10)波纹管平衡式安全阀：利用波纹管平衡背压的作用，以保持开启压力不变的安全阀。 11)双联弹簧式安全阀：将两个弹簧式安全阀并联，具有同一进口的安全阀组。 12)切换式安全阀：将两个弹簧式安全阀并联，且可选择性地只使一阀切入工作，另一阀待用，具有同一进口的安全阀组。 2 安全阀的名词术语 1）阀门：安装
4、在压力容器、受压设备及其连接管道上，用以控制介质流向的、具有可动机构的机械产品的总称。 2）通用阀门：压力容器、受压设备及其连接管道上最常用的阀门的统称。 3）阀门的公称通径：用于标示通径的数字 通用于一个管道系统中的所有部件 是一- 2 - 个用作参考的整数，通常仅与制造尺寸大致相符。 也指阀门与管道及所有其它附件连接处通道的名义直径， 单位是毫米 （用DN表示） 。多数情况下，公称通径 DN 即为连接处通道的实际内径。 公称通径有时简称为通径或口径。 4）公称通径系列： （见表 1.1.1）将不同种类的阀门，根据其结构、用途等因素而划分成不同的公称通径范围。 5）阀门的公称压力： （见表
5、1.1.2）一个用圆整数来表示的与压力有关的标示代号，并指代阀门在此基准温度下允许的最大工作压力，即名义压力 PN、常用“Mpa”来表示。 7）喉径：安全阀阀座通路最小截面的直径。 8）压力温度等级：在指定温度下用表压表示的最大允许工作压力。 表 1.1.1 阀门的公称通径系列（GB1047） （mm） 1 15 100 350 1000 2000 3600 2 20 125 400 1100 2200 3800 3 25 150 450 1200 2400 4000 4 32 175 500 1300 2600 5 40 200 600 1400 2800 6 50 225 700 1500
6、 3000 8 65 250 800 1600 3200 10 80 300 900 1800 3400 表中黑体字为常用的通径 表 1.1.2 阀门的公称压力系列（GB/T1048） Mpa（bar） 0.05(0.5) 2.0(20.0) 20.0(200.0) 100.0(1000.0) 0.1(1.0) 2.5(25.0) 25.0(250.0) 125.0(1250.0) 0.25(2.5) 4.0(40.0) 28.0(280.0) 160.0(1600.0) 0.4(4.0) 5.0(50.0) 32.0(320.0) 200.0(2000.0) 0.6(6.0) 6.3(63.
7、0) 42.0(420.0) 250.0(2500.0) 0.8(8.0) 10.0(100.0) 50.0(500.0) 335.0(3350.0) 1.0(10.0) 15.0(150.0) 63.0(630.0) 1.6(16.0) 16.0(160.0) 80.0(800.0) 9）工作压力P：阀门在适用介质温度下的压力 10）工作温度 T：阀门在适用介质下的温度 - 3 - 11）适用介质：阀门能适用的介质 12）适用温度 t：阀门适用的介质温度范围 13）整定压力 P S：安全阀阀瓣在运行条件下开始升起时的进口压力。 A在该压力下开启阀瓣的力与使阀瓣保持在阀座的力平衡。 B在该压力
8、下，开始有可测量的开启高度，介质处于可由视觉或听觉感知的连续排出状态 C不同设备整定压力的规定值，见蒸汽锅炉安全技术监察规程等法规和相关技术标准的的有关规定 D. 又称开启压力。是安全阀阀瓣开始动作，离开所接触的密封面，并且有一定位移量时的压力 E. 整定压力偏差 Ps：安全阀多次开启 其整定压力的最大偏差值。 14）排放压力 P b：是阀瓣达到规定开启高度时的进口压力 A排放压力的上限需要服从国家有关标准或规范的要求，当排放压力和与整定压力有一定的比值关系时，可以用超过压力0P 表示。 B超过压力0P ：排放压力与整定压力之差；指超过安全阀整定压力所增加的 压力，通常用整定压力的百分数来表示
9、。 C也称为全启压力。即在开启压力之后，进口压力继续上升，阀瓣位移量增至规定值时候的压力值。 D. 额定排放压力 P dr：标准规定排放压力的上限值 15）回座压力P r：指阀瓣重新与阀座接触，亦即开启高度变为零时，进口处的静压力。 A回座压力与开启压力之间有相应的比例关系，见国家有关标准或规范的要求。回座压力值的确定，以启闭压差表示。 B.启闭压差P bl：安全阀整定压力与回座压力之差，通常用整定压力的百分数来表示，只有当整定压力很低时（小于 0.3MPa） ，才用 Mpa 表示。 16）密封试验压力 P t：进行密封试验时规定的压力，在此压力下测量通过关闭件密封面的泄漏。 A密封试验压力也
10、称为密封压力，其压力值确定和试验方法，见国家标准中有关规定。 B在一定范围内，密封压力与整定压力有比值关系，同时应在开启压力下降至密封状态下测定密封压力。 17）背压力：阀门出口处的压力 18) 排放背压力 P bd：是介质通过安全阀流入排放系统时在阀门出口处形成的压力，它是由排放系统对排放介质的阻力而引起的。 17）附加背压力 P bs：系统运行时在安全阀出口处存在的静压力，它是由其它压力源在排放系统中引起的。 A安全阀处于关闭状态时，它是后面系统的压力。 - 4 - B附加背压力可能是固定的，也可能是变化的。 19） 开启高度 h：阀瓣离开关闭位置的实际升程。 A在进口压力上升至排放压力的
11、上限值之前，开启高度达到设计的规定值。 B开启高度即升程的大小。起始时的开启高度可以用起始升程表示。即最初的升程，它使位移变换器类似测量仪表出现首次位移的指示。 20）流道面积 A：指阀进口端到关闭件密封面间流道的最小截面积，用来计算无任何阻力影响时的理论排量。 21）流道直径 d 0：也称为喉径。对应于流道面积的直径。 22）排放面积A d：阀门排放时流体信道的最小截面积，对于全启式安全阀，排放的面积等于流道面积：对微启式安全阀排放面积等于帘面积。 23）帘面积A C：当阀瓣在阀座上方升起时，在其密封面之间形成的圆柱面形或圆锥面形通道面积。 24）理论排量 W t：是流道截面积与安全阀流道面
12、积相等的理想喷管的计算排量。 假定喷管无阻力，按照流体力学计算单位时间的排出量，喷管前的压力为额定排量压力。 25）实际排量：当进口压力为额定排量压力时，实际通过安全阀的排量（由试验测定） 由于安全阀的流道和喷管流道存在差别，实际存在流动阻力，实际排量要小于理论排量。 26）排量系数 K d：实际排量与理论排量的比值。排量系数小于 1。 27）额定排量系数 K dr：排量系数与减低系数（取 0.9）的乘积。 通常把几次测定的排量系数的平均值乘以减低系数作为额定排量系数 28）额定排量 W r：实际排量中允许作为安全阀使用基准的那一部分。 A额定排量=实际排量减低系数（取 0.9） 。 B额定排
13、量=理论排量排量系数减低系数（取 0.9） 。 C额定排量=理论排量额定排量系数（由制造厂确定） 。 29）当量计算排量 W e：指流体的压力、温度或特性与额定排量条件下流体的压力、温度、特性不同时安全阀的计算排量。 30）机械特性：安全阀稳定的动作（保持开启状态） ，达到规定的开启高度，不出现卡阻、颤振、频跳等现象，并具有良好的回座特性。 A频跳：安全阀阀瓣迅速异常地来回运动，在运动中阀瓣接触阀座。 B颤振：安全阀阀瓣迅速异常地来回运动，在运动中阀瓣不接触阀座。 31）壳体试验：对阀体和阀盖等联结而成的整个阀门的外壳进行的压力试验，目的是检验阀体和阀盖的致密性及包括阀体与阀盖联结处在内的整个
14、壳体的耐压能力。 32）壳体试验压力：阀门进行壳体试验时规定的压力。 33）密封试验：检验启闭件和阀体密封副密封性能的试验。 34）出厂试验：出厂前对产品所进行的壳体强度、密封性、开启压力的试验。 - 5 - 35）性能试验：产品在定型、修改或被要求时所进行的开启、排放、回座、开启高度排量等的试验。 36）临界温度：在水的相变过程中，水和水蒸汽两相平衡共存状态的系统叫饱和，这种状态存在着一个临界点，这个临界点的温度称为临界温度，其值为 374.15。不同介质的液汽相共存时都存在着一个临界点，其临界温度也因介质的不同而不同。 37）临介压力：临界点处的压力称为临界压力。 38）冷态试验差压力 P
15、cd 安全阀在试验装置台上调整到开始开启时进口处的静压力 该压力包含了对于 背压力和温度的修正值 二安全阀的基本要求 安全阀作为锅炉、压力容器、受压设备及连接管路的超压保护装置，这种功能是通过下列动作来实现的：当达到最高允许工作压力时候，安全阀能可靠的开启到全开启高度并排放规定数量的工作介质；在开启状态下，安全阀应当稳定而无振荡的排放；安全阀应在压力降至一定值时及时有效的关闭，在关闭状态下，保证和恢复必要的密封性。为保证安全和使用，安全阀在以下几个方面的要求均应得到满足。 1. 对安全阀性能上的基本要求 A 准确地开启。 这是对安全阀的最基本要求，当工作介质超过正常的操作压力渐渐达到开启压力时
16、，安全阀的关闭件应能准确地在设定的整定压力打开泄压。安全阀对压力升高的反应不灵敏会导致开启的滞后，这对于设备内为液压介质或液压系统来说是非常危险的。对于不可压缩的液体，压力升高可能大大超过设备能够承受的载荷，从而导致破裂损坏等危险情况出现。 开启压力的偏差， 在有关规范和标准中有明确的规定。 安全阀在进行开启压力试验时，其偏差应严格控制在规定的范围内。 B 适时地全开。 安全阀从开启到全开，是一个压力积聚的过程。这个过程的时间长短是设计人员所要研究的主要课题， 任何场合所安装的安全阀都要求它能迅速到达全开状态， 及时地全排放，从而能安全有效地将超压介质可靠地排出，达到安全阀规定的排放量要求，起
17、到保护受压设备的安全运行目的。 C稳定地排放 安全阀迅速开启并达到规定的开启高度（全开启）时，安全阀应稳定地保持在排放状态，并能够排放出额定的排量。 安全阀稳定地排放，应有合理结构形式及良好的机械特性，没有频跳、颤振、卡阻等现象。安全阀的通道几何尺寸及其结构应符合计算得到的参数。如果通道截面积过小，安全阀开启后，来不及将超压部分的介质排掉，压力容器压力继续上升，那是十分危险的；- 6 - 相反，通道截面积过分大于计算值，安全阀开启后，压力将急剧下降到工作压力以下，阀门将随着阀瓣对阀座的剧烈撞击而关闭。 由于压力升高的根源并未消除， 阀瓣再次开启 形成频跳，结果会造成阀座与阀瓣密封面的损坏。当用
18、于不可压缩的液体时，还会引起系统中的水锤现象 安全阀在规定的压力下可靠地达到全开启高度，并达到规定的排放能力这一要求是重要的。对同样参数的介质，同样口径的安全阀，结构形式等不同，排放能力会有很大差别。目前，安全阀的发展趋向是提高排放能力。据有关资料介绍，全启式安全阀的排放系数业已达到 0 . 975 ，要提高排放系数，必须增大阀瓣的开启高度和受压面积，充分利用气流的反冲作用。因为高速流动的气流，其方向改变时，动量的变化会产生巨大的阀瓣升力，安全阀在稳定地排放时，排放压力应小于或等于标准规定的最高值。如，弹簧直接载荷式安全阀在 GB 12243 中规定：对于蒸气、空气或水用安全阀的排放压力分别应
19、小于或等于其整定压力 1.03、1.10、1.20 倍。 D良好的回座性能 当安全阀排放一定时间后介质压力下降至一定值阀瓣下落与阀座密封面接触，重新达到密封状态安全阀能及时有效地回座关闭，是性能良好的个标志。因为安全阀发生动作也不一定要求设备或系统停止运转和进行维修。有时，安全阀发生动作是由子系统中的误操作等偶然因素所引起的，在这种情况下，不希望安全阀回座压力降低到低于工作压力太多。安全阀出现关闭不严的情况，是由子在密封面之间流过的介质薄层不能被截断，也就没有可能在设备的工作压力下恢复密封性。回座压力过低意味着能量和介质的过多损失，井给设备与系统恢复正常运行带来困难；相反回座压力也不宜过高，当
20、回座压力高到接近近开启压力时，容易导致阀门重新开启，造成阀门频跳，不利于关闭后重新建立密封。安全阀动作以后重新建立密封，比维持原有密封状态更加困难。因为安全阀在关闭过程中，工作介质压力作用在阀瓣的较大的面积 L ，而在开启以前，只作用在受密封圈限制的较小的面积上。所以安全阀容易在动作之后降低、以致失去密封性。直接作用式安全阀的回族密封问题是较难解决的问题之一。在带有辅助操纵机构的安全阀中，这个间题是采用强制密封的结构来解决的安全阀的结构应当保证能快速有效地关闭。迅速有力的回座比逐渐、缓慢的回座更有利于密封的建立。 安全阀的回座性能是以开启压力值来相对衡量的，一般以启闭压差来确定。用于不同介质的
21、安全阀，其启闭压差值是有所区别的。 当锅炉压力容器处于正常运行压力时关闭状态的安全阀应具有良好、可靠的密封性能。因为安全阀产生泄漏，损耗了工作介质（有时是很贵重或很危险的介质） 增加了能量消耗，并使周围环境和大气受到工作介质的污染。过大的泄漏甚至会影响到设备或系统的正常工作，乃至追使装置停止运行。持续的泄漏还会使安全阀密封面遭受侵蚀，从而导致安全阀完全失效。 E可靠的密封 安全阀几乎是一个平衡的系统。安全阀中弹簧或重锤的作用力超过介质作用力并不- 7 - 多，要求其阀门保持密封，无泄漏，其条件要比一般截止用的阀门差的多。由于没有很大的作用力施加于密封面之间，安全阀阀瓣紧贴在阀座上仅仅形成了一个
22、压紧比压很小的密封压力。密封压力由阀门整定压力同设备运行压力的差值决定。所以，安全阀形成阀门开启时的压力与保持密封的压力之间的差值，通常也是一个不大的值。 锅炉压力容器用安全阀的密封性试验时，应严格遵循有关规范及标准的规定。在( GB 12243 弹簧直接载荷式安全阀 中规定：蒸汽用安全阀的密封试验压力为 90 整定压力或为回座压力最小值，取二者较小值。空气或其它气体用以及水或其它液体用安全阀的密封试验压力（当整定压力大于或等于 0 . 3 MPa 时）为90 整定压力。 对安全阀密封性能的要求依其使用场合不同而有所区别。而使用场合的不同也决定着安全阀密封结构的不同。一般来说，对于密封面为金属
23、一非金属的安全阀，其泄漏应为零值；对于密封面为金属一金属的安全阀（高温压力容器等一般需此型式阀门） ，要达到无泄漏是很难实现的，但是国家法规及标准中对此泄漏率的规定是相当严格的。 2、对安全阀的基本技术要求 1）整定压力大于 3.0Mpa 的蒸汽用安全阀或介质温度大于 235的空气或其它气体用安全阀，应能防止排出的介质直接冲蚀弹簧。 2）蒸汽用安全阀必须带有扳手，当介质压力达到整定压力 75%以上时，能利用扳手将阀瓣提升，该扳手对阀的动作不应造成阻碍。 3）对有毒或易燃性介质用安全阀必须采用封闭式安全阀，且要防止阀盖和保护罩垫片处的泄漏。 4为防止调整弹簧压缩量的机构松动，以及随意改变已调好的
24、压力，必须设有防松装置并加铅印。 5）阀座应固定在阀体上，不得松动，全启式安全阀应设有限制开启高度的机构。 6）安全阀即使有部分损坏，仍应能达到额定排量，当弹簧破损时，阀瓣等零件不会飞出阀体外。 7）对有附加背压力的安全阀，应根据其压力的大小和变动情况，设置背压平衡机构。 8）对先导式安全阀应分别对导阀和主阀作密封性和开启动作试验，都应达到标准规定的性能要求。对安全阀的具体性能要求将在安全阀标准内提出。 - 8 - 第二节 安全阀的动作原理 安全阀是一种自动阀门当安全阀内介质压力超过规定值时，它自动开启；当其介质压力降低达到另一限定值时，又自动关闭，图 21 为利用螺旋压缩弹簧以产生外加关闭力
25、的安全阀示意图。当阀门安装于压力容器上，被保护系统处于工作压力时，安全阀关闭（密封状态） 此时作用在阀瓣上的弹簧力 P 1 为： P1 pA 十F 0 式中：P 介质压力，MP ； A 阀瓣上有效受压面积，cm2； F0一为使阀瓣和问座压紧的向下附加力，MP。 阀瓣在阀座密封面上的压紧力 F 0 实际上已形成了作用力与反作用力，以单位密封面积 计算，称为比压力，也称密封比压力。只要比压力足够大就能保证阀门关闭件达到 必需的密封性。 当被保护系统中介质压力升高且超过计算工作压力时，压紧力凡随之 减小，当比压力小到一定程度时，介质开始穿透阀瓣与阀座密封面，密封面形成微小 的间隙，进而局部产生泄漏，
26、并由断续的泄漏而逐步形成连续地泄漏。随着介质压力 的进一步升高，阀瓣即脱离阀座向上升起，继而排 放。当介质压力处于正常工作厌力时，阀门在弹簧 力P 1 的作用下，重新关闭，即安全阀回座。 在安全阀动作过程的各个阶段， 其压力数值和容器正常工作压力间的相互关系见图 2 一 2 。图中“最大允许工作压力”即用压力容器的有效厚度确定的压力容器的最高许可压力 其值有可能超过该容器的设计压力。为了保证运行设备的安全，安全阀整定压力不得大于压力容器的设计压力， 因为容器是以设计压力作为超压限制的起始压力 只有在特殊需要时 压力容器的最大允许工作压力作为设备超压限度的起始压力在正常运行时，安全阀处于密封状态
27、 所以安全阀的密封试验压力应高于压力容器正常操作时的工作压力。 对于移动式压力容器，为防止泄放装置动作频繁引起泄漏。国家有关法规文件中规定安全阀的开启压力应为罐体设计压力的 1.05一 1.10 倍，这与固定式压力容器是不同的。 图 21 图 2 2 - 9 - 按照作用原理，安全阀可分为两种类型：一种是主要用于液体的比例作用微启式安全阀，另一种是用于气体或蒸汽的两段作用全启式安全阀。当阀前压力变化时，这两种类型安全阀动作过程和性能是不同的 一、比例作用徽启式安全阀 比例作用微启式安全阀，亦称为微启式安全阀，是随着容器内介质压力升高，阀瓣相应提升开启，在这类安全阀中由于没有辅助增加开启高度的专
28、门机构，阀瓣开启的高度一般仅为阀座直径的1/20-1/40。其排量的截面积为阀瓣与阀座之间形成的环状间隙。微启式安全阀主要用于液体介质，因开启和关闭过程比较平稳不致引起被保护系统内液体压力发生很大的波动，这对于充装液体的压力容器来说是适宜的。 微启式安全阀另一特点是排放量小，也可用在需要排出气体量较少的设备上，如小型空气压缩机，蒸发器及小型锅炉等被保护系统上使用。图 23 是微启式安全阀的动作特性原理曲线，它显示了开启高度 H 和压力 p 的相互关系。 二、两段作用全启式安全阀 两段作用全启式安全阀，亦称全启式安全阀，它除了上述微启式安全阀的一些力 学条件外，还具有增加阀瓣开启高度的专门机构。
29、利用在反冲盘式阀瓣上的气体静压 力和气体流束的反作用力原理使流束改变方向而转向其凸边。当气体等介质流束大 量冲击阎瓣下端面、随继而转向凸边时所产生的反作用力即沿开启方向作用在阀瓣 上所谓两段作用的第一阶段，其动作和比例作用式一样，但此阶段是很暂短的随 着介质压力的升高，很快进人动作的第二阶段，即当阀瓣完全离开阀座密封面的瞬间， 介质的压力就作用在阀瓣的更大面积上，同时，气体等介质流束改变方向形成向上的 冲击动能，使阀瓣开启的比例均衡状态变为不均衡状态，安全阀阀瓣迅速开启到全启 高度而排放，如图 24所示。在这类安全阀的设计 时，应力求使其比例开启的第一阶段尽量缩短，这 就要求应正确地解决和科学
30、地选择辅助开启的专门 机构以及弹簧的特性等问题。 全启式安全阀在第二阶段全开启后，排放而积 应大于或等于流道面积若阀座喉径以 d 表示。阀 瓣全开启高度以 h 表示，则流道面积为，d2/4，排 放面积为dh ，由此，全启式安全阀应具有 h d / 4 的开启高度。它与微启式安全阀相比， 开启高度是 5 10 倍，其排放能力的增加也就显而易见了。全启式安全阀适用于气体 介质，如过热器、储存气体或液化石油气等压力容器等安装使用。 图 2 3 图 2 4 - 10 - 以弹簧式全启式安全阀的启闭件阀瓣的受力动作作为研究对象，具体分析安全阀 的动作原理： a. 当安全阀的整定压力大于被保护系统的工作压
31、力时，阀门是处于关闭状态的，如图 2-5 所示。 b这时作用在阀瓣上的力有弹簧预紧力 P1，弹簧、弹簧座、反冲盘、阀杆等零件重力因与介质工作力相比较小，故忽略，(只有当开启力很小时，才考虑)方向向下，介质的工作压力 P，方向向上，再就是阀座对阀瓣的托力（压紧力） ，这个压紧力在密封面上所产生的比压力，保证了安全阀关闭件间有了必需的密封性。当系统中的压力升高且超过正常工作压力时， 由于此时的弹簧预紧力和压紧力未发生变化， 升高的压力就会使阀瓣上下受的平衡力被破坏 （合力不为零） 。此时阀瓣在介质升高部分压力的作用下，有向上作功的趋向，使得关闭件密封面上的密封力随之减少：到介质升高到某一压力时，随
32、着介质压力的进一步升高，阀瓣开始升起，介质压力升到一定程度，阀瓣打开也越发明显，就如图 26 所示。 c当介质压力 P 积聚到某一瞬间，阀瓣在反冲力的作用下，终于被冲到限定的开启高度，继而全量排放，使介质压力迅速下降，如图 27 所示。 d 当介质压力 P 降低到小于弹簧力 P 1时,阀瓣又会在弹簧力的作用下迅速地回落到关闭位置，使关闭件间又产生了密封比压力，阻止了介质从密封面间流出，安全阀又处在了新的密封关闭状态，使系统压力又回到了正常工作状况，图示 4-1 状态。按照动作原理，对用于液体的比例作用式（微启式）安全阀也有这样的动作过程，详见图示 28，图示 29，图示 210。 图示为对微启
33、式安全阀的样所作的全性能测试记录（合肥所检测中心测试） 图示为对全启式安全阀抽样所作的全性能测试记录（合肥所检测中心测试） b 点（开始有位移）所对应的 a 点为开启压力值（0.709MPa） ，点（达全开高度）所对应的点值为排放压力值（0.766MPa） ，点（位移为零）所对应的点值回座压力值（0.646MPa） ，开启高度为 Y10-Y0（9.6mm） 。(Y0 为原始位置值,Y10 开启后的最高值) 图 2 5 图 2 6 图 2 7 - 11 - 图 2 8 图 2 9 图 2 10 - 12 - 13第三节 安全阀的分类、型号编制方法以及用途介绍 一安全阀的分类 安全阀因其用途的不同
34、，结构种类也较多，但大致按以下方法进行分类 1）按使用介质分： A蒸汽用安全阀 （通常以 A48Y 型为代表） B空气及其它气体用安全阀 （通常以 A42Y 型为代表） C液体用安全阀 （通常以 A41H 型为代表） (国外将用于液体介质的安全阀称为泄压阀、用于空气或蒸气介质的称为安全阀、用于液体、空气和蒸气介质的称为安全阀泄压阀 ) 2）按公称压力分： A. 低压安全阀： 公称压力 PN1.6Mpa 的安全阀。 B. 中压安全阀： 公称压力 PN2.5 6.4Mpa 的安全阀。 C. 高压安全阀： 公称压力 PN1 0.0 80.0Mpa 的安全阀。 D. 超高压安全阀：公称压力 PN100
35、Mpa 的安全阀 3）按适用温度分： A. 超低温安全阀： t-100C的安全阀。 B. 低温安全阀： -100C-40C的安全阀。 C. 常温安全阀：-40Ct120C的安全阀。 D. 中温安全阀：120Ct450C的安全阀。 E. 高温安全阀： t450C的安全阀。 特别要指出的是，鉴于国内弹簧制造的实际情况，当安全阀用于 350C 以上工况条件时， 大都采用加散热器或将阀盖做成花篮式， 以便弹簧能更好地散热，使弹簧始终能在 350C 以下工作，确保其刚度不变，从而保证安全阀的正确开启、回座及其它性能要求。 4）按连接方式分： A.法兰接连安全阀：安全阀进口和管道连接采用法兰形式，出口形式
36、灵活。 B.螺纹接连安全阀：安全阀进口和管道连接采用螺纹形式, 出口形式灵活。 C.焊接接连安全阀：安全阀进口和管道连接采用焊接形式，出口形式灵活。 5）按密封副的材料分类 A. 硬质合金对硬质合金密封副。适用于高温高压的场合，尤其是高温高压的过热蒸汽。 B. 2Cr13 对2C13r 密封副。适用于一般场合下的饱和蒸汽和过热蒸汽，或温度低于450C其它介质的容器或管路上。 C. 阀座密封面为 2Cr13，阀辨密封面为硬质合金。适用于高压蒸汽及流速比较大、易对密封面造成冲刷的其它介质。 D. 阀座密封面为合金钢，阀辨密封面为聚四氟乙烯。适用于石油或天然气介14质，密封要求严格，但工作温度低于
37、150C 的场合。 E. 密封副为奥氏体不锈钢。这种安全阀的阀体，阀盖多为奥氏体不锈钢，应用于介质中含有酸、碱等腐蚀性成分的场合。 6）按作用原理分类 l ）直接作用式安全阀 这类安全阀是在工作介质的直接作用下开启的，即依靠工作介质压力产生的作用力克服弹簧或重锤等加于阀瓣的机械载荷使阀门开启。它具有结构简单，动作迅速，可靠性好等优点。但因为依靠机构加载，其载荷大小受到限制，不能用于高压、大口径的场合。同时，当被保护系统正常运行时，这类安全阀关闭件密封面的比压力决定于阀门开启压力同系统正常运行压力之差，是一个不大的值。 2 ）非直接作用式安全阀 这类安全阀不是或不完全是在工作介质的直接作用下开启
38、的。它们又分为下列两种主要形式： A. 先导式安全阀 这种安全阀的主阀是依靠从导阀排出的介质来驱动或控制的。而导阀本身是一个直接作用式安全阀。有时也采用其他形式的阀门，例如电磁泄放阀来作用导阀，或者把它同直接作用式导阀并用，即对同一主阀设置多重导阀控制管路， 以提高先导式安全阀的可靠性。 先导式安全阀特别适用于高压、大口径的场合 先导式安全阀的主阀还可以设计成依靠工作介质来密封的形式， 或者可以对阀瓣施加比直接作用式安全阀大得多的机械载荷， 因而具有良好的密封性能。同时，它的动作很少受背压变化的影响。基于上述原因，先导式安全阀同直接作用式安全阀一样得到了广泛的应用， 这种安全阀的缺点在于它的可
39、靠性同主阀和导阀两者有关， 动作也不如直接作用式安全阀那样直接和敏捷， 而且，结构较复杂。为了提高可靠性，国家法规规定对这类安全阀要采用多重控制管路， 这就更增加了其结构的复杂性目前，国内已有安全阀厂家开发出双作用的先导式安全阀图3l 是一种先导式安全阀。 B. 带动力辅助装置的安全阀 这种安全阀借助于一个动力辅助装置（如：空气或蒸汽压力、电磁力等作用） ，15可以在低于正常开启压力的情况下强制安全阀开启但必须注意的是如果辅助装置失灵，安全阀仍必须能如直接作用式安全阀一样动作。这种安全阀适用于开启压力很接近于工作压力的场合，或需定期开启安全阀以进行检查或吹除粘着、冻结的介质的场合。同时，也为运
40、行人员提供了一种在紧急情况下强制开启安全阀的手段。 7）按动作特性分类 A. 比例作用式安全阀。开启压力随压力升高而逐渐变化的安全阀。 B. 两段作用式（突跳动作式）安全阀。开启过程分为两个阶段，起初阀辨随压力升高而比例开启，在压力升高一个不大的数值后，阀瓣即在压力几乎不再升高的情况下急速开启到规定高度的安全阀。 8）按开启高度分类 A. 微启式安全阀。微启式安全阀主要有开启高度大于等于 1/40 流道直径 d 0和大于等于 1/20 流道直径 d 0两种。微启式安全阀按其动作过程 是比例作用式的，主要用于液体场合，有时也用于需要排放量很小的气体场合。 B. 全启式安全阀。开启高度大于等于 1
41、/4 流道直径 d 0，称为全启式安全阀。全启式安全阀的排放面积是阀座喉部最小截面积。这种安全阀的动作过程是属于两段作用式，必须借助于一个升力机构才能达到全开启，全启式安全阀主要是用于气体介质的场合。 C. 中启式安全阀。开启高度介于微启式和全启式之间的安全阀。 9）按有无背压平衡机构分类 当安全阀用于系统有背压的情况时，安全阀的开启压力就会产生变化，而当这个背压值是个变量时，安全阀就无法正常地工作，为此，就设计出了各种能用于背压工况的背压平衡式安全阀。 A .背压平衡式安全阀：在安全阀中设置了诸如波纹管， 活塞或者膜片等平衡背压作用的元件，图 32 是一种带波纹管的安全阀。 这些元件的有效直
42、径等于安全阀关 闭件密封面平均直径， 在开启之前背压对阀瓣上下两侧的作用力互相平衡， 故附加背压的变化不会影响到开启压力的大小。 当附加背压不是固定值 且其变化较大时，应采用背压平衡式安全阀。一般资料推荐，采用背压平衡式安全阀的界限是附加背压的变化量超过开启压力的 10以上。背压平衡式安全阀虽然能够克服开启之前背压的变化对开启压力的影响， 却无法完全消除背压 变化对开启后动作性能（如排放压力、回座压力等）的 影响。这是因为一旦安全阀打开以后，背压的分布情况就改变了，背压作用于阀瓣的合力不再为零，如果背压16是变化的，它对阀瓣的合力也是变化的，这就不可避免地会对排放压力、回座压力等动作特性带来影
43、响。 B.非平衡式安全阀：亦称常规式安全阀。它不带有平衡背压作用的元件，适用于背压为大气压，背压为固定值或变化量不大的场合，静力背压不超过 10 。 10） 按阀瓣加载型式分类 A静重式安全阀 静重式安全阀又分为重锤式安全阀及杠杆重锤式安全阀两种（见图 33 ） 。 a.重锤式安全阀是用重锤直接加载于阀瓣上的，最早的安全阀是这种形式，由于重锤加载的数值很有限，目前，在工业中已几乎不再被采用。 b. 在杠杆重锤式安全阀中，重锤通过杠杆 加载于阀瓣上。这种安全阀曾广泛应用于发电厂和石油化学工业中。其特点是载荷不随阀瓣升高而变化，并可以十分精确地加载。但其加载方式决定了其载荷不可能很大（一般小于 7
44、 500N ) ，而且不适合于移动和振动的场合。随着弹簧式安全阀的发展和日益完善，杠杆重锤式安全阀有被完全取代之势。 B弹簧式安全阀 它利用弹簧来加载于阀瓣。弹簧式安全阀具有结构简单、体积小、载荷范围大、对震动不敏感等优点。但其载菏随阀瓣的开启而增加，所以早期的弹簧安全阀达不到较大的开启高度，以致限制了它的广泛应用。为了克服上述弱点，人们从两个方面来改进安全阀结构，增大介质对阀瓣的作用力：一是增大受介质静压力和冲击作用的阀瓣有效面积；二是通过反冲机构来改变喷出介质的流向利用介质动量的变化来获得巨大的阀瓣升力。现代全启式安全阀正是综合利用了上述两种原理，从而达到了很高的开启高度和很大的排放能力，
45、这样就使得弹簧式安全阀的应用越来越广泛。几乎在所有领域中逐步取代了杠杆重锤式安全阀。 C. 气室式安全阀 这种安全阀的载荷是由密闭在气室中的压缩空气、通过膜片和阀杆施加于阀瓣的。由于环境温度的变化会引起气室压力的变化从而改变作用于阀瓣的载荷值，所以这种安全阀对于环境温度的变化很敏感。 D永磁体式安全阀 这种安全阀的载荷是通过设胃在阀体内的磁力机构施加到阀瓣上的，由于磁 性材料提供的载荷比较稳定，不受温度和介质的影响，而且利用一个特殊机构 能在开始的瞬间达到全开启。缺点是在高温下磁力会减弱不能用于温度比较 高的场合。 图 3 3 1711）按气体排放方式分类 A.全封闭式安全阀 安全阀排气侧要求
46、密封严密，排放的气体全部通过封闭系统，介质不能向外泄露。主要用于介质为有毒、易燃气体的容器。 B.半全封闭式安全阀 安全阀排气侧不要求密封严密，排放的气体大部分通过排气管排出，一部分从阀道与阀杆之间的间隙中漏出。适用于介质为不会污染环境的气体容器。 C.开放式安全阀 安全阀阀盖敞开，弹簧内腔室与大气相同，有利于降低弹簧的温度。主要用于介质为空气或对大气不造成污染的高温气体容器。 二.安全阀的型号编制方法 安全阀的型号编制方法完全是按照 JB/T3082004阀门型号编制方法执行的。它由 7 个单元组成，其含意如下图所示。 阀体材料代号 （详见表 1.3.5） 压力代号或工作温度下的工作压力代号
47、 密封面或衬里材料代号 （详见表 1.3.4） 结构形式代号 详见表1.3.3） 连接形式代号 （详见表 1.3.2） 驱动方式代号 （因安全阀是一种自动阀，省略此项） 类型代号 （用汉语拼音字母 A 表示安全阀） （详见表 1.3.1） 示例： A42Y16CDN50 是表示：公称通径为 50、弹簧封闭全启式、法兰连接、密封面材料硬质合金、公称压力 1.6Mpa、阀体材料为碳素钢的安全阀。 注： 当阀门还具有其他功能时，可在类型代号前加注一个汉语拼音字母。 如 B-保温型；DA-低温型；F-防火型等 由于近年来，随着技术的发展，不断新的特殊用途的安全阀的产生，可能会出现根据JB308 的型号
48、编制方法不能满足要求，各个生产厂家均采取自己编制新的型号编制方法，如用户或校验人员要了解更多的情况，可和制造厂商联系。 国外的安全阀制造厂大都也有各自的型号编制方法。如日本的本山公司对常规型安全阀的编号用 JNO 表示，而日本的福井公司对常规型安全阀则用 REC 表示。要想详细了解进口安全阀的含义，须查看各国制造商的型号编制说明。 18表 1.3.1 阀门的类型代号 类 型 代 号 类 型 代 号 弹簧式安全阀 A 排 污 阀 P 蝶 阀 D 球 阀 Q 隔 膜 阀 G 蒸 汽 疏 水 阀 S 杠杆式安全阀 GA 柱 塞 阀 U 止回阀和底阀 H 旋 塞 阀 X 截 止 阀 J 减 压 阀 Y
49、 节 流 阀 L 闸 阀 Z 表 1.3.2 连接形式代号 连接形式 代 号 连接形式 代 号 内 螺 纹 1 对 夹 7 外 螺 纹 2 卡 箍 8 法 兰 4 卡 套 9 焊 接 6 表 1.3.3 安全阀结构形式代号 结构形式 代号 结构形式 代号 弹簧载荷弹簧封闭结构 带散热片全启式 0 弹簧载荷弹簧不封闭且带扳手结构 微启式、 双联式 3 微启式 1 微启式 7 全启式 2 全启式 8 带扳手全启式 4 杠杆式 单杠杆 2 带控制机构全启式 6 双杠杆 4 脉冲式 9 表 1.3.4 密封或衬里材料代号 密封面或衬里材料 代 号 阀痤密封面或衬里材料 代 号 锡基轴承合金（巴氏合金） B 尼龙塑料 N 搪瓷 C 渗硼钢 P 渗氮钢 D 衬铅 Q 氟塑料 F 奥氏体不锈钢 R 陶瓷 G 塑料 S C
