一、 安全(quan)閥概述(shu)
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、安全閥(fa)的分類
安(an)全閥的(de)分(fen)類見圖6.3.20。
1. 按結構(gou)及加(jia)載(zai)機(ji)構(gou)可以分為重錘杠(gang)桿式(shi)、彈簧式(shi)和脈沖式(shi)三種。
①. 重錘杠桿式安全(quan)閥
重(zhong)(zhong)(zhong)錘(chui)杠(gang)(gang)桿(gan)式(shi)安(an)全閥(fa)是(shi)利用(yong)(yong)(yong)重(zhong)(zhong)(zhong)錘(chui)和杠(gang)(gang)桿(gan)來平衡作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在(zai)(zai)閥(fa)瓣上(shang)的力。根據杠(gang)(gang)桿(gan)原理，它可(ke)以使用(yong)(yong)(yong)質量較小的重(zhong)(zhong)(zhong)錘(chui)通過(guo)杠(gang)(gang)桿(gan)的增(zeng)大(da)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)獲得較大(da)的作(zuo)用(yong)(yong)(yong)力，并通過(guo)移動(dong)重(zhong)(zhong)(zhong)錘(chui)的位置（或變換重(zhong)(zhong)(zhong)錘(chui)的質量）來調整安(an)全閥(fa)的開啟壓力。重(zhong)(zhong)(zhong)錘(chui)杠(gang)(gang)桿(gan)式(shi)安(an)全閥(fa)結構(gou)(gou)簡(jian)單，調整容易而(er)又比較準確，所加(jia)的載(zai)(zai)荷不會因閥(fa)瓣的升高(gao)而(er)有較大(da)地增(zeng)加(jia)，適用(yong)(yong)(yong)于溫度較高(gao)的場合，過(guo)去(qu)用(yong)(yong)(yong)得比較普遍，特別是(shi)用(yong)(yong)(yong)在(zai)(zai)鍋(guo)爐(lu)和溫度較高(gao)的壓力容器上(shang)。但(dan)重(zhong)(zhong)(zhong)錘(chui)杠(gang)(gang)桿(gan)式(shi)安(an)全閥(fa)結構(gou)(gou)比較笨重(zhong)(zhong)(zhong)，加(jia)載(zai)(zai)機構(gou)(gou)容易振(zhen)動(dong)，并常因振(zhen)動(dong)而(er)產生泄漏；其(qi)回座壓力較低，開啟后不易關閉及(ji)保持嚴密。
②. 彈簧微啟式安(an)全閥(fa)
彈(dan)(dan)簧(huang)微啟(qi)式安(an)(an)全(quan)閥(fa)是利(li)用壓縮(suo)彈(dan)(dan)簧(huang)的(de)(de)(de)力(li)來(lai)平衡作(zuo)用在(zai)閥(fa)瓣上(shang)的(de)(de)(de)力(li)。螺旋圈形(xing)彈(dan)(dan)簧(huang)的(de)(de)(de)壓縮(suo)量(liang)可(ke)以通過(guo)轉動它上(shang)面(mian)的(de)(de)(de)調整螺母來(lai)調節，利(li)用這(zhe)(zhe)種結構(gou)就(jiu)可(ke)以根據需要(yao)校正安(an)(an)全(quan)閥(fa)的(de)(de)(de)開(kai)(kai)啟(qi)（整定）壓力(li)。彈(dan)(dan)簧(huang)微啟(qi)式安(an)(an)全(quan)閥(fa)結構(gou)輕便緊湊，靈敏(min)度也比較(jiao)高(gao)，安(an)(an)裝位置不(bu)受限制，而(er)且因為(wei)對振動的(de)(de)(de)敏(min)感性(xing)小，所以可(ke)用于移動式的(de)(de)(de)壓力(li)容(rong)(rong)器上(shang)。這(zhe)(zhe)種安(an)(an)全(quan)閥(fa)的(de)(de)(de)缺(que)點是所加(jia)的(de)(de)(de)載荷會(hui)隨著閥(fa)的(de)(de)(de)開(kai)(kai)啟(qi)而(er)發生變化(hua)，即隨著閥(fa)瓣的(de)(de)(de)升高(gao)，彈(dan)(dan)簧(huang)的(de)(de)(de)壓縮(suo)量(liang)增大，作(zuo)用在(zai)閥(fa)瓣上(shang)的(de)(de)(de)力(li)也跟著增加(jia)。這(zhe)(zhe)對安(an)(an)全(quan)閥(fa)的(de)(de)(de)迅速開(kai)(kai)啟(qi)是不(bu)利(li)的(de)(de)(de)。另外，閥(fa)上(shang)的(de)(de)(de)彈(dan)(dan)簧(huang)會(hui)由于長期受高(gao)溫的(de)(de)(de)影響而(er)使彈(dan)(dan)力(li)減小。用于溫度較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)容(rong)(rong)器上(shang)時，常常要(yao)考慮彈(dan)(dan)簧(huang)的(de)(de)(de)隔(ge)熱(re)(re)或散熱(re)(re)問題，從(cong)而(er)使結構(gou)變得復(fu)雜(za)起來(lai)。
③. 脈沖式(shi)安全閥
脈沖(chong)式安(an)全閥(fa)由主(zhu)閥(fa)和(he)輔閥(fa)構成，通過輔閥(fa)的脈沖(chong)作(zuo)用帶動主(zhu)閥(fa)動作(zuo)、其(qi)結構復雜，通常(chang)只適用于安(an)全泄放量很大的鍋爐和(he)壓力容器。
2. 按(an)照介質排放方(fang)式(shi)的不同安全(quan)閥(fa)又可以分為全(quan)封(feng)閉(bi)式(shi)、半封(feng)閉(bi)式(shi)和開放式(shi)等三(san)種。
①. 全封閉安全閥
全封閉式安全閥排(pai)氣(qi)時，氣(qi)體全部通(tong)過(guo)排(pai)氣(qi)管排(pai)放，介質不能間外泄漏，主要用于(yu)介質為有毒、易燃氣(qi)體的容器。
②. 半(ban)封閉式安全閥
半封閉(bi)式(shi)安全(quan)閥(fa)所排出的(de)氣體一部(bu)分通過排氣管，也有一部(bu)分從閥(fa)蓋(gai)與閥(fa)桿間(jian)的(de)間(jian)隙中漏出，多用于介質為不會污染環(huan)境(jing)的(de)氣體的(de)容器。
③. 開放式(shi)安全閥
開放式安全閥的閥蓋是敞開的，使彈簧腔室與(yu)大氣(qi)相通，這樣有利于(yu)降低彈簧的溫(wen)度，主要適(shi)用于(yu)介質為蒸汽，以及(ji)對大氣(qi)不產生污染的高溫(wen)氣(qi)體的容器(qi)。
3. 按照閥瓣開(kai)啟(qi)的最(zui)大高(gao)度(du)與安全(quan)(quan)(quan)閥流道直徑之比來(lai)劃分，安全(quan)(quan)(quan)閥又可分為彈簧(huang)微啟(qi)封閉高(gao)壓式安全(quan)(quan)(quan)閥和(he)彈簧(huang)全(quan)(quan)(quan)啟(qi)式安全(quan)(quan)(quan)閥兩種(zhong)。
①. 彈簧微(wei)啟封閉式高壓安全閥
微(wei)啟(qi)式安(an)全閥的(de)開啟(qi)高度小于(yu)流(liu)(liu)道直(zhi)徑(jing)的(de)1/4，通常為流(liu)(liu)道直(zhi)徑(jing)的(de)1/40～1/20。微(wei)啟(qi)式安(an)全閥的(de)動作過程是比例作用(yong)式的(de)，主要用(yong)于(yu)液體(ti)場(chang)合，有時(shi)也用(yong)于(yu)排放量(liang)很小的(de)氣體(ti)場(chang)合。
②. 彈簧全啟式安全閥
全啟(qi)(qi)式(shi)(shi)安全閥的(de)開啟(qi)(qi)高(gao)度大于或等于流道(dao)直徑(jing)的(de)1/4。全啟(qi)(qi)式(shi)(shi)安全閥的(de)排(pai)放面(mian)積是閥座；喉部(bu)最小截面(mian)積。其動作(zuo)過程是屬于兩段作(zuo)用(yong)式(shi)(shi)，必須借助(zhu)于一個(ge)升力機構才能(neng)達到全開啟(qi)(qi)，全啟(qi)(qi)式(shi)(shi)安全閥主要用(yong)于氣體介質的(de)場合(he)。
③. 中啟式(shi)安全閥
開啟高度介于(yu)微啟式(shi)(shi)與全啟式(shi)(shi)之間。即可以做成兩段作用(yong)式(shi)(shi)，也可以做成比例作用(yong)式(shi)(shi)。
法蘭(lan)連接帶(dai)手柄(bing)波紋管(guan)全(quan)啟式(shi)安全(quan)閥如圖(tu)6.3.21所示，典型安全(quan)閥如圖(tu)6.3.22所示。
三、安全閥的(de)工作原(yuan)理及特(te)點
（1）彈(dan)簧(huang)(huang)式仍然(ran)是最通用(yong)的一種(zhong)。彈(dan)簧(huang)(huang)式安(an)全閥(fa)作用(yong)原理是，彈(dan)簧(huang)(huang)力與介質作用(yong)于閥(fa)瓣(ban)的正(zheng)常(chang)壓(ya)力相平衡，使密(mi)封面(mian)密(mi)合；當介質壓(ya)力過高(gao)時，彈(dan)簧(huang)(huang)受到壓(ya)縮(suo)，使閥(fa)瓣(ban)離開閥(fa)座(zuo)，介質從中泄出(chu)；當壓(ya)力回降到正(zheng)常(chang)值(zhi)時，彈(dan)簧(huang)(huang)力又(you)將(jiang)閥(fa)瓣(ban)推(tui)向閥(fa)座(zuo)，密(mi)封面(mian)重新密(mi)合。
（2）在一些重要(yao)部(bu)位往往使(shi)用帶扳手(shou)的(de)雙彈簧微啟式(shi)安全(quan)閥。這種結構形狀如圖6.3.22（b）所(suo)示。
（3）脈沖(chong)式(shi)安(an)(an)全閥(fa)(fa)(fa)(fa)，就是一(yi)個(ge)大(da)的(de)安(an)(an)全閥(fa)(fa)(fa)(fa)（主(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)）和一(yi)個(ge)小(xiao)(xiao)的(de)安(an)(an)全閥(fa)(fa)(fa)(fa)（輔閥(fa)(fa)(fa)(fa)）配(pei)合動作，通(tong)過輔閥(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)脈沖(chong)作用(yong)帶動主(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)啟閉。大(da)的(de)安(an)(an)全閥(fa)(fa)(fa)(fa)比較(jiao)遲鈍，小(xiao)(xiao)的(de)安(an)(an)全閥(fa)(fa)(fa)(fa)則比較(jiao)靈敏。將通(tong)向主(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)介質(zhi)(zhi)與(yu)輔閥(fa)(fa)(fa)(fa)相連通(tong)，壓(ya)力(li)過高時，輔閥(fa)(fa)(fa)(fa)開(kai)啟，介質(zhi)(zhi)從(cong)旁路(lu)進入主(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)下面的(de)一(yi)個(ge)活塞，推動活塞將主(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)打開(kai)。壓(ya)力(li)回降(jiang)時，輔閥(fa)(fa)(fa)(fa)關閉，主(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)活塞下的(de)介質(zhi)(zhi)壓(ya)力(li)降(jiang)低，主(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)瓣也跟著(zhu)下降(jiang)密合。這種安(an)(an)全閥(fa)(fa)(fa)(fa)結(jie)構復(fu)雜(za)，只(zhi)有(you)在通(tong)徑很(hen)大(da)的(de)情況(kuang)下才采用(yong)。
（4）杠(gang)桿(gan)式安(an)全閥（重(zhong)錘式）安(an)全閥，是(shi)一種古(gu)老的(de)(de)閥門(men)。它依(yi)靠杠(gang)桿(gan)和重(zhong)錘來平衡閥瓣(ban)的(de)(de)壓力。通(tong)過重(zhong)錘在杠(gang)桿(gan)上(shang)的(de)(de)移動(dong)，調整壓力的(de)(de)大(da)小。它與彈簧(huang)式安(an)全閥比(bi)較，顯得笨重(zhong)而遲(chi)鈍。好處是(shi)因(yin)為沒有彈簧(huang)，不怕介(jie)質的(de)(de)熱影響，所以至(zhi)今還在某些(xie)鍋爐(lu)上(shang)使用。結構形狀如(ru)圖6.3.22（e）、圖6.3.22（f）所示。
四(si)、安全閥形式的選(xuan)擇
（1）排放氣(qi)體(ti)或蒸(zheng)汽時，選用全啟式安(an)全閥。
（2）排放(fang)液體(ti)時，選用全啟式(shi)或微(wei)啟式(shi)安全閥。
（3）排(pai)放水(shui)蒸氣或(huo)空氣時，可選(xuan)用帶扳手的(de)安全閥。
（4）對設(she)定(ding)壓(ya)力(li)大于(yu)3MPa，溫度超過(guo)235℃的(de)氣(qi)體，則(ze)選(xuan)用帶散熱片的(de)安(an)全閥，以防(fang)止泄放(fang)介(jie)質直接沖蝕彈(dan)簧。
（5）排(pai)放介(jie)質允許(xu)泄(xie)漏至大氣的，選用開式(shi)閥帽安全閥；不允許(xu)泄(xie)漏至大氣的，選用閉(bi)式(shi)閥帽安全閥。
（6）排(pai)放有劇毒、有強腐蝕、有極(ji)度危險的介質，選用(yong)波紋管安全閥(fa)。
（7）高(gao)背(bei)壓的場合(he)，選用背(bei)壓平衡式安全閥(fa)(fa)或(huo)導(dao)閥(fa)(fa)控制(zhi)式安全閥(fa)(fa)。
（8）在某些重要的(de)場合，有時(shi)要安裝互為備用的(de)兩個(ge)(ge)安全(quan)閥。兩個(ge)(ge)安全(quan)閥的(de)進口和出口切斷閥宜采用機械聯鎖裝置，以確保在任何(he)時(shi)候（包括維修，檢修期間）都能滿足容器所要求的(de)泄放面積。
五、安全閥有關標準規(gui)范
GB/T 12241《安全(quan)閥(fa)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《電站安全閥技(ji)術(shu)條件》
JB/T 53170《彈簧直接載荷式安全閥產品質量分等》
TSG ZF001《安全閥安全技術監察規程》
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 第1部分：通用要求》
ISO 10417《石油和(he)天然(ran)氣工(gong)業 地下安全閥系統(tong)設(she)計、裝配(pei)、操作和(he)修理》
HG 3157《液(ye)化氣體罐(guan)車(che)用彈簧安全(quan)閥》
BS 6759《安全閥》
