一(yi)、 安全(quan)閥概述
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門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、安(an)全閥的分類
安全閥的分類(lei)見(jian)圖6.3.20。
1. 按結構(gou)及(ji)加載機構(gou)可以分(fen)為重錘杠桿式、彈簧式和脈沖(chong)式三種。
①. 重錘杠桿式安全閥
重(zhong)錘(chui)(chui)杠(gang)桿(gan)式(shi)(shi)安全閥(fa)(fa)是利用重(zhong)錘(chui)(chui)和(he)杠(gang)桿(gan)來平(ping)衡(heng)作(zuo)(zuo)用在閥(fa)(fa)瓣(ban)上的(de)(de)(de)(de)力(li)。根據(ju)杠(gang)桿(gan)原理(li)，它可以(yi)使(shi)用質量較小的(de)(de)(de)(de)重(zhong)錘(chui)(chui)通過(guo)杠(gang)桿(gan)的(de)(de)(de)(de)增大作(zuo)(zuo)用獲得較大的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用力(li)，并通過(guo)移(yi)動(dong)重(zhong)錘(chui)(chui)的(de)(de)(de)(de)位置(zhi)（或變換重(zhong)錘(chui)(chui)的(de)(de)(de)(de)質量）來調整(zheng)安全閥(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)開(kai)啟壓力(li)。重(zhong)錘(chui)(chui)杠(gang)桿(gan)式(shi)(shi)安全閥(fa)(fa)結構簡單，調整(zheng)容易而又比較準確，所加(jia)的(de)(de)(de)(de)載荷不會因閥(fa)(fa)瓣(ban)的(de)(de)(de)(de)升高而有較大地增加(jia)，適用于溫度(du)較高的(de)(de)(de)(de)場合，過(guo)去用得比較普遍，特別(bie)是用在鍋爐和(he)溫度(du)較高的(de)(de)(de)(de)壓力(li)容器上。但重(zhong)錘(chui)(chui)杠(gang)桿(gan)式(shi)(shi)安全閥(fa)(fa)結構比較笨重(zhong)，加(jia)載機構容易振動(dong)，并常(chang)因振動(dong)而產生泄漏(lou)；其(qi)回(hui)座壓力(li)較低，開(kai)啟后不易關(guan)閉及保持嚴密。
②. 彈簧微啟式(shi)安全(quan)閥(fa)
彈(dan)簧微(wei)啟(qi)式(shi)安(an)(an)(an)全閥(fa)(fa)(fa)(fa)是利(li)用壓縮彈(dan)簧的(de)(de)力(li)(li)來(lai)(lai)平(ping)衡作(zuo)用在(zai)閥(fa)(fa)(fa)(fa)瓣(ban)上(shang)的(de)(de)力(li)(li)。螺旋(xuan)圈(quan)形彈(dan)簧的(de)(de)壓縮量可(ke)以(yi)通過(guo)轉動它上(shang)面的(de)(de)調整螺母來(lai)(lai)調節，利(li)用這種結構就可(ke)以(yi)根據需(xu)要校(xiao)正安(an)(an)(an)全閥(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)開(kai)啟(qi)（整定）壓力(li)(li)。彈(dan)簧微(wei)啟(qi)式(shi)安(an)(an)(an)全閥(fa)(fa)(fa)(fa)結構輕便(bian)緊湊，靈敏度(du)(du)也(ye)比較高，安(an)(an)(an)裝位置不受限制，而(er)且因為對振動的(de)(de)敏感性小，所以(yi)可(ke)用于(yu)移動式(shi)的(de)(de)壓力(li)(li)容器(qi)上(shang)。這種安(an)(an)(an)全閥(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)缺(que)點是所加的(de)(de)載荷(he)會(hui)隨(sui)著閥(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)開(kai)啟(qi)而(er)發生變化，即隨(sui)著閥(fa)(fa)(fa)(fa)瓣(ban)的(de)(de)升高，彈(dan)簧的(de)(de)壓縮量增大，作(zuo)用在(zai)閥(fa)(fa)(fa)(fa)瓣(ban)上(shang)的(de)(de)力(li)(li)也(ye)跟著增加。這對安(an)(an)(an)全閥(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)迅(xun)速開(kai)啟(qi)是不利(li)的(de)(de)。另外，閥(fa)(fa)(fa)(fa)上(shang)的(de)(de)彈(dan)簧會(hui)由于(yu)長期受高溫(wen)的(de)(de)影響(xiang)而(er)使彈(dan)力(li)(li)減小。用于(yu)溫(wen)度(du)(du)較高的(de)(de)容器(qi)上(shang)時，常常要考慮(lv)彈(dan)簧的(de)(de)隔熱(re)或(huo)散(san)熱(re)問題，從(cong)而(er)使結構變得(de)復雜起來(lai)(lai)。
③. 脈沖式安全(quan)閥
脈沖式安全閥由主閥和輔閥構成，通(tong)過輔閥的脈沖作(zuo)(zuo)用(yong)帶動主閥動作(zuo)(zuo)、其結構復雜，通(tong)常只適用(yong)于安全泄放量(liang)很大的鍋爐(lu)和壓力容器。
2. 按照(zhao)介質(zhi)排放(fang)方(fang)式(shi)(shi)的(de)不同安(an)全閥又(you)可以分為(wei)全封(feng)閉式(shi)(shi)、半封(feng)閉式(shi)(shi)和開放(fang)式(shi)(shi)等三(san)種。
①. 全(quan)封閉安全(quan)閥
全封閉式安全閥排(pai)氣(qi)時，氣(qi)體全部通過排(pai)氣(qi)管排(pai)放，介質(zhi)不能(neng)間外泄漏，主要用于介質(zhi)為有毒、易燃氣(qi)體的(de)容(rong)器(qi)。
②. 半封(feng)閉式安全(quan)閥
半封閉式安全閥(fa)(fa)所排出(chu)的氣體一部分(fen)通(tong)過排氣管，也有一部分(fen)從閥(fa)(fa)蓋與閥(fa)(fa)桿間的間隙中(zhong)漏(lou)出(chu)，多(duo)用于介質(zhi)為不會污(wu)染環境的氣體的容器。
③. 開(kai)放式(shi)安全(quan)閥(fa)
開放式安全閥的閥蓋是敞開的，使(shi)彈(dan)簧腔室(shi)與大氣(qi)相(xiang)通，這樣有利于降低彈(dan)簧的溫度，主要適用(yong)于介質(zhi)為(wei)蒸汽(qi)，以及對大氣(qi)不(bu)產生污染的高溫氣(qi)體的容(rong)器。
3. 按照閥(fa)瓣(ban)開啟(qi)的最大高度(du)與安全(quan)閥(fa)流道直徑(jing)之比來劃(hua)分(fen)，安全(quan)閥(fa)又可(ke)分(fen)為(wei)彈(dan)簧微啟(qi)封閉高壓式安全(quan)閥(fa)和彈(dan)簧全(quan)啟(qi)式安全(quan)閥(fa)兩種。
①. 彈簧微啟封閉式高(gao)壓安全閥
微啟(qi)(qi)式安(an)全(quan)閥的(de)開啟(qi)(qi)高度(du)小于(yu)流道直徑(jing)的(de)1/4，通常為流道直徑(jing)的(de)1/40～1/20。微啟(qi)(qi)式安(an)全(quan)閥的(de)動作(zuo)過程是比例作(zuo)用(yong)式的(de)，主要用(yong)于(yu)液體場合(he)，有(you)時也用(yong)于(yu)排放量(liang)很小的(de)氣體場合(he)。
②. 彈(dan)簧全啟式安全閥
全(quan)啟(qi)式安(an)全(quan)閥(fa)的(de)開啟(qi)高度大于(yu)或(huo)等于(yu)流道直徑的(de)1/4。全(quan)啟(qi)式安(an)全(quan)閥(fa)的(de)排放面(mian)積(ji)是(shi)(shi)閥(fa)座；喉部最小(xiao)截面(mian)積(ji)。其動作過(guo)程(cheng)是(shi)(shi)屬于(yu)兩段作用式，必須借(jie)助于(yu)一個升力(li)機構(gou)才能達到全(quan)開啟(qi)，全(quan)啟(qi)式安(an)全(quan)閥(fa)主要用于(yu)氣體介(jie)質的(de)場合。
③. 中啟式安(an)全閥
開(kai)啟(qi)高度介于(yu)微啟(qi)式與(yu)全(quan)啟(qi)式之(zhi)間。即可以做成(cheng)兩段作用式，也可以做成(cheng)比例作用式。
法蘭連(lian)接帶手(shou)柄波紋管(guan)全啟式(shi)安全閥如(ru)圖6.3.21所示，典型安全閥如(ru)圖6.3.22所示。
三、安全閥的工作原理及特(te)點
（1）彈簧式仍然是最通用的一種(zhong)。彈簧式安全(quan)閥(fa)(fa)(fa)作用原(yuan)理是，彈簧力(li)與介(jie)質作用于閥(fa)(fa)(fa)瓣(ban)的正(zheng)常(chang)壓(ya)力(li)相平衡，使密封面密合；當介(jie)質壓(ya)力(li)過高時，彈簧受到壓(ya)縮，使閥(fa)(fa)(fa)瓣(ban)離開閥(fa)(fa)(fa)座(zuo)，介(jie)質從(cong)中泄出；當壓(ya)力(li)回降(jiang)到正(zheng)常(chang)值時，彈簧力(li)又將(jiang)閥(fa)(fa)(fa)瓣(ban)推向閥(fa)(fa)(fa)座(zuo)，密封面重新密合。
（2）在(zai)一些(xie)重要(yao)部位往往使用帶扳手(shou)的雙彈簧微啟式(shi)安全閥。這(zhe)種結構形(xing)狀(zhuang)如圖6.3.22（b）所示。
（3）脈沖(chong)式(shi)安(an)全(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)，就是一(yi)個(ge)大的安(an)全(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)（主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)）和一(yi)個(ge)小的安(an)全(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)（輔(fu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)）配合動作，通(tong)(tong)過輔(fu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)的脈沖(chong)作用帶動主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)啟閉。大的安(an)全(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)比較(jiao)遲鈍(dun)，小的安(an)全(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)則比較(jiao)靈敏。將(jiang)通(tong)(tong)向主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)的介質(zhi)(zhi)與輔(fu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)相連(lian)通(tong)(tong)，壓力過高時，輔(fu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)開(kai)啟，介質(zhi)(zhi)從旁路進(jin)入主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)下面的一(yi)個(ge)活(huo)塞，推動活(huo)塞將(jiang)主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)打開(kai)。壓力回降(jiang)時，輔(fu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)關閉，主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)活(huo)塞下的介質(zhi)(zhi)壓力降(jiang)低，主(zhu)(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)瓣也(ye)跟(gen)著(zhu)下降(jiang)密合。這(zhe)種安(an)全(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)結構(gou)復雜，只有(you)在(zai)通(tong)(tong)徑很大的情況下才(cai)采用。
（4）杠桿(gan)式(shi)(shi)(shi)安(an)全閥（重(zhong)錘式(shi)(shi)(shi)）安(an)全閥，是(shi)一種古老的(de)閥門。它依靠杠桿(gan)和重(zhong)錘來平衡閥瓣的(de)壓(ya)力(li)。通過重(zhong)錘在杠桿(gan)上的(de)移動，調整壓(ya)力(li)的(de)大小。它與(yu)彈簧(huang)式(shi)(shi)(shi)安(an)全閥比較，顯得笨重(zhong)而遲鈍。好(hao)處是(shi)因為沒(mei)有彈簧(huang)，不怕(pa)介質的(de)熱影(ying)響，所(suo)以至今還(huan)在某些鍋(guo)爐上使用。結構形狀如圖(tu)6.3.22（e）、圖(tu)6.3.22（f）所(suo)示。
四、安(an)全閥(fa)形(xing)式的選擇
（1）排放氣體或(huo)蒸汽(qi)時，選用全啟式安全閥。
（2）排(pai)放液體時，選用全(quan)啟式或微啟式安全(quan)閥。
（3）排放水蒸氣或空氣時，可選用帶扳手(shou)的(de)安全閥。
（4）對(dui)設定(ding)壓力(li)大于3MPa，溫度超過235℃的(de)氣體，則選用帶(dai)散熱片的(de)安全閥，以防(fang)止泄(xie)放介質(zhi)直接(jie)沖(chong)蝕(shi)彈簧。
（5）排放介質(zhi)允許(xu)泄漏至大氣的(de)(de)，選用開式(shi)閥帽安全閥；不(bu)允許(xu)泄漏至大氣的(de)(de)，選用閉式(shi)閥帽安全閥。
（6）排放有劇毒、有強腐蝕、有極(ji)度危(wei)險(xian)的介(jie)質，選用波紋管安全閥。
（7）高背壓的場合，選(xuan)用(yong)背壓平(ping)衡式安全閥(fa)或(huo)導閥(fa)控制式安全閥(fa)。
（8）在某些重要的(de)(de)場合，有(you)時要安裝互為(wei)備用(yong)的(de)(de)兩個安全閥。兩個安全閥的(de)(de)進口和出口切斷閥宜采用(yong)機(ji)械聯鎖裝置，以確保在任何時候（包(bao)括(kuo)維修，檢修期間）都(dou)能滿(man)足容器(qi)所要求的(de)(de)泄放面積。
五(wu)、安全閥有關標準規范
GB/T 12241《安全(quan)閥一般要求》
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《電站安全閥(fa)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(an)全閥安(an)全技(ji)術監察(cha)規程》
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(fa) 第1部分：通用要求》
ISO 10417《石油和(he)天然氣工(gong)業(ye) 地下安全閥系(xi)統設計(ji)、裝配(pei)、操(cao)作和(he)修(xiu)理》
HG 3157《液(ye)化氣體罐車用彈簧安全閥(fa)》
BS 6759《安全閥》
