一、 安全閥概述
安全閥也稱(chēng)安全門(mén)或保險(xiǎn)閥，是一種安全保護(hù)用閥，它的啟閉件在外力作用下處于常閉狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高，超過(guò)規(guī)定值時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟，通過(guò)向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來(lái)防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值。當(dāng)壓力恢復(fù)正常后，在壓力回降到工作壓力或略低于工作壓力時(shí)閥門(mén)再行關(guān)閉并阻止介質(zhì)外流。安全閥屬于自動(dòng)閥類(lèi)，主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過(guò)規(guī)定值，對(duì)人身安全和設(shè)備運(yùn)行起重要保護(hù)作用。
二、安全閥的分類(lèi)
安全閥的分類(lèi)見(jiàn)圖6.3.20。
1. 按結(jié)構(gòu)及加載機(jī)構(gòu)可以分為重錘杠桿式、彈簧式和脈沖式三種。
①. 重錘杠桿式安全閥
重錘杠桿式安全閥是利用重錘和杠桿來(lái)平衡作用在閥瓣上的力。根據(jù)杠桿原理，它可以使用質(zhì)量較小的重錘通過(guò)杠桿的增大作用獲得較大的作用力，并通過(guò)移動(dòng)重錘的位置（或變換重錘的質(zhì)量）來(lái)調(diào)整安全閥的開(kāi)啟壓力。重錘杠桿式安全閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整容易而又比較準(zhǔn)確，所加的載荷不會(huì)因閥瓣的升高而有較大地增加，適用于溫度較高的場(chǎng)合，過(guò)去用得比較普遍，特別是用在鍋爐和溫度較高的壓力容器上。但重錘杠桿式安全閥結(jié)構(gòu)比較笨重，加載機(jī)構(gòu)容易振動(dòng)，并常因振動(dòng)而產(chǎn)生泄漏；其回座壓力較低，開(kāi)啟后不易關(guān)閉及保持嚴(yán)密。
②. 彈簧微啟式安全閥
彈簧微啟式安全閥是利用壓縮彈簧的力來(lái)平衡作用在閥瓣上的力。螺旋圈形彈簧的壓縮量可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)它上面的調(diào)整螺母來(lái)調(diào)節(jié)，利用這種結(jié)構(gòu)就可以根據(jù)需要校正安全閥的開(kāi)啟（整定）壓力。彈簧微啟式安全閥結(jié)構(gòu)輕便緊湊，靈敏度也比較高，安裝位置不受限制，而且因?yàn)閷?duì)振動(dòng)的敏感性小，所以可用于移動(dòng)式的壓力容器上。這種安全閥的缺點(diǎn)是所加的載荷會(huì)隨著閥的開(kāi)啟而發(fā)生變化，即隨著閥瓣的升高，彈簧的壓縮量增大，作用在閥瓣上的力也跟著增加。這對(duì)安全閥的迅速開(kāi)啟是不利的。另外，閥上的彈簧會(huì)由于長(zhǎng)期受高溫的影響而使彈力減小。用于溫度較高的容器上時(shí)，常常要考慮彈簧的隔熱或散熱問(wèn)題，從而使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜起來(lái)。
③. 脈沖式安全閥
脈沖式安全閥由主閥和輔閥構(gòu)成，通過(guò)輔閥的脈沖作用帶動(dòng)主閥動(dòng)作、其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常只適用于安全泄放量很大的鍋爐和壓力容器。
2. 按照介質(zhì)排放方式的不同安全閥又可以分為全封閉式、半封閉式和開(kāi)放式等三種。
①. 全封閉安全閥
全封閉式安全閥排氣時(shí)，氣體全部通過(guò)排氣管排放，介質(zhì)不能間外泄漏，主要用于介質(zhì)為有毒、易燃?xì)怏w的容器。
②. 半封閉式安全閥
半封閉式安全閥所排出的氣體一部分通過(guò)排氣管，也有一部分從閥蓋與閥桿間的間隙中漏出，多用于介質(zhì)為不會(huì)污染環(huán)境的氣體的容器。
③. 開(kāi)放式安全閥
開(kāi)放式安全閥的閥蓋是敞開(kāi)的，使彈簧腔室與大氣相通，這樣有利于降低彈簧的溫度，主要適用于介質(zhì)為蒸汽，以及對(duì)大氣不產(chǎn)生污染的高溫氣體的容器。
3. 按照閥瓣開(kāi)啟的最大高度與安全閥流道直徑之比來(lái)劃分，安全閥又可分為彈簧微啟封閉高壓式安全閥和彈簧全啟式安全閥兩種。
①. 彈簧微啟封閉式高壓安全閥
微啟式安全閥的開(kāi)啟高度小于流道直徑的1/4，通常為流道直徑的1/40～1/20。微啟式安全閥的動(dòng)作過(guò)程是比例作用式的，主要用于液體場(chǎng)合，有時(shí)也用于排放量很小的氣體場(chǎng)合。
②. 彈簧全啟式安全閥
全啟式安全閥的開(kāi)啟高度大于或等于流道直徑的1/4。全啟式安全閥的排放面積是閥座；喉部最小截面積。其動(dòng)作過(guò)程是屬于兩段作用式，必須借助于一個(gè)升力機(jī)構(gòu)才能達(dá)到全開(kāi)啟，全啟式安全閥主要用于氣體介質(zhì)的場(chǎng)合。
③. 中啟式安全閥
開(kāi)啟高度介于微啟式與全啟式之間。即可以做成兩段作用式，也可以做成比例作用式。
法蘭連接帶手柄波紋管全啟式安全閥如圖6.3.21所示，典型安全閥如圖6.3.22所示。
三、安全閥的工作原理及特點(diǎn)
（1）彈簧式仍然是最通用的一種。彈簧式安全閥作用原理是，彈簧力與介質(zhì)作用于閥瓣的正常壓力相平衡，使密封面密合；當(dāng)介質(zhì)壓力過(guò)高時(shí)，彈簧受到壓縮，使閥瓣離開(kāi)閥座，介質(zhì)從中泄出；當(dāng)壓力回降到正常值時(shí)，彈簧力又將閥瓣推向閥座，密封面重新密合。
（2）在一些重要部位往往使用帶扳手的雙彈簧微啟式安全閥。這種結(jié)構(gòu)形狀如圖6.3.22（b）所示。
（3）脈沖式安全閥，就是一個(gè)大的安全閥（主閥）和一個(gè)小的安全閥（輔閥）配合動(dòng)作，通過(guò)輔閥的脈沖作用帶動(dòng)主閥啟閉。大的安全閥比較遲鈍，小的安全閥則比較靈敏。將通向主閥的介質(zhì)與輔閥相連通，壓力過(guò)高時(shí)，輔閥開(kāi)啟，介質(zhì)從旁路進(jìn)入主閥下面的一個(gè)活塞，推動(dòng)活塞將主閥打開(kāi)。壓力回降時(shí)，輔閥關(guān)閉，主閥活塞下的介質(zhì)壓力降低，主閥瓣也跟著下降密合。這種安全閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，只有在通徑很大的情況下才采用。
（4）杠桿式安全閥（重錘式）安全閥，是一種古老的閥門(mén)。它依靠杠桿和重錘來(lái)平衡閥瓣的壓力。通過(guò)重錘在杠桿上的移動(dòng)，調(diào)整壓力的大小。它與彈簧式安全閥比較，顯得笨重而遲鈍。好處是因?yàn)闆](méi)有彈簧，不怕介質(zhì)的熱影響，所以至今還在某些鍋爐上使用。結(jié)構(gòu)形狀如圖6.3.22（e）、圖6.3.22（f）所示。
四、安全閥形式的選擇
（1）排放氣體或蒸汽時(shí)，選用全啟式安全閥。
（2）排放液體時(shí)，選用全啟式或微啟式安全閥。
（3）排放水蒸氣或空氣時(shí)，可選用帶扳手的安全閥。
（4）對(duì)設(shè)定壓力大于3MPa，溫度超過(guò)235℃的氣體，則選用帶散熱片的安全閥，以防止泄放介質(zhì)直接沖蝕彈簧。
（5）排放介質(zhì)允許泄漏至大氣的，選用開(kāi)式閥帽安全閥；不允許泄漏至大氣的，選用閉式閥帽安全閥。
（6）排放有劇毒、有強(qiáng)腐蝕、有極度危險(xiǎn)的介質(zhì)，選用波紋管安全閥。
（7）高背壓的場(chǎng)合，選用背壓平衡式安全閥或?qū)чy控制式安全閥。
（8）在某些重要的場(chǎng)合，有時(shí)要安裝互為備用的兩個(gè)安全閥。兩個(gè)安全閥的進(jìn)口和出口切斷閥宜采用機(jī)械聯(lián)鎖裝置，以確保在任何時(shí)候（包括維修，檢修期間）都能滿足容器所要求的泄放面積。
五、安全閥有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
GB/T 12241《安全閥一般要求》
GB/T 12242《安全閥性能試驗(yàn)方法》
GB/T 12243《彈簧直接載荷式安全閥》
ZBJ 98013《電站安全閥技術(shù)條件》
JB/T 53170《彈簧直接載荷式安全閥產(chǎn)品質(zhì)量分等》
TSG ZF001《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》
SY/T 0525.1《石油儲(chǔ)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(guī)范》
SY/T 10024《井下安全閥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、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(jī)用安全閥》
JB/T 2203《彈簧式安全閥 結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度》
JB/T 9624《電站安全閥技術(shù)條件》
JB/T 53170《彈簧直接載荷式安全閥產(chǎn)品質(zhì)量分等》
ISO 4126-1《安全閥 第1部分：通用要求》
ISO 10417《石油和天然氣工業(yè) 地下安全閥系統(tǒng)設(shè)計(jì)、裝配、操作和修理》
HG 3157《液化氣體罐車(chē)用彈簧安全閥》
BS 6759《安全閥》
