安全閥常見故障及其解決方法

姜穎華 上海鐵路局科研所

安全閥是一種自動閥門，它能夠在被保護設備內介質壓力超過預設的安全壓力值時自動開啟，排出一定量的流體，而后在設備內介質壓力降至或略低于安全壓力值時，又自動關閉，從而起到保護設備的作用。

安全閥作為特種設備的一種安全保護裝置，在特種設備上起到了最后一關的保護作用，其重要程度不言而喻。一旦安全閥出現故障，起不到應有的保護作用，將會帶來巨大的經濟損失與人員傷亡，甚至導致災難性的后果。

鑒此，本人結合多年的特種設備檢驗檢測經歷和安全閥的使用和故障處理經驗，淺談日常過程中安全閥的常見故障和解決的辦法。

1 安全閥的密封面

安全閥的密封性好壞關系到設備能否正常運行以及設備運行的經濟性。當介質為有害氣體時，密封不好會造成大氣污染，因而要求安全閥具有良好的密封性能。

1.1 安全閥密封面的形式

金屬對金屬的密封面有平面密封、錐形密封、球形密封等幾種形式。其中，錐形密封要求較高的同軸度，所以一般用于壓力和溫度較高的環境中；球形密封由于球體的圓度較難加工，球體的材料如果太硬，則會損傷閥座，太軟的話又會凹陷變形，所以球形密封一般用在小口徑的簡易結構上。

在高溫環境中工作的安全閥的密封面可用硬質合金堆焊，一般為鈷基硬質合金，其硬度在HRC40~45之間，具有優良的物理特性。密封面也可用含鉻的不銹鋼制成，這種材質一般用于水或其它帶有腐蝕性的介質上。銅質材料的密封面由于硬度較低，一般用在空氣及水介質中。

非金屬材質的密封面一般選用聚四氟乙烯、尼龍或者是橡膠。

1.2 對密封面的要求

由于大多數安全閥都在較高的壓力狀態下運行，這就需要較高的預緊力，因而必須采用硬材料密封面。如果安全閥安裝在高溫受壓設備上，必須采用耐高溫的材料。因此，大多數工業安全閥都采用金屬材料密封。對用作密封面的金屬材料的要求是：有較高的強度，可以承受較高的密封比壓；有一定的抗沖擊韌性，可以承受閥芯快速起跳回座的沖擊；有較高的硬度，可以承受介質沖刷；不能生銹，否則很容易導致安全閥泄漏；要耐高溫，可以適應蒸汽介質，不至于高溫下變軟；要耐腐蝕，可以承受酸堿介質的侵蝕。蒸汽安全閥的密封面硬度一般為HRC40~45。

2 安全閥的常見故障

安全閥的常見故障主要有：安全閥泄漏、安全閥動作不靈活和安全閥動作性能達不到要求。

2.1 安全閥泄漏

安全閥泄漏是指在規定的密封試驗壓力下介質從閥座與閥瓣密封面之間泄漏出來的量超過允許值的現象。本人在日常工作中碰到的泄漏情況主要有以下幾種原因。

2.1.1 閥座或閥瓣的密封面有損傷

造成這種損傷的原因可能是腐蝕性介質對金屬密封面的侵蝕，也可能是安全閥在安裝過程中，不小心帶入了贓物，或者是留在安全閥進口管道內的焊渣、鐵銹等在安全閥高速排放過程中，隨著介質的流動，不斷沖刷密封面造成劃傷。

2.1.2 溫度過高

使用于高溫介質或安裝在高溫環境中的安全閥，在閥座或閥芯密封面堆焊層周圍可能會產生不均勻的熱膨脹以及彈簧受熱后剛度變軟、預緊力減小從而帶來密封比壓力下降等原因造成安全閥泄漏。

2.1.3 安全閥選用不當

所選用的安全閥的開啟壓力與設備實際工作壓力過于接近時，由于設備工作壓力的波動范圍接近或者超過安全閥的密封壓力，造成安全閥的泄漏。

2.1.4 安全閥的安裝不當

安全閥的進出口連接管道因為安裝不正確所形成的不均勻載荷使閥門同軸度遭到破壞，發生安全閥的泄漏。

2.2安全閥動作不靈活

安全閥動作不靈活主要是指安全閥開啟、回座時動作不靈活、不清脆或者開啟之后沒有回座的現象。主要原因如下：

（1）運動部件有碰傷、拉毛、鐵銹或者毛刺等缺陷，在裝配時沒有及時清理，從而造成排放時部件之間出現卡阻現象。

（2）管道或設備中的贓物如焊渣、鐵銹等，隨著安全閥排放出的介質沖到運動部件的間隙中引起運動部件間的卡阻。

（3）安全閥在長時間的運行中沒有動作過，且又沒有作定期的檢查和維修，從而造成閥門運動部件之間出現卡阻。

2.3 安全閥動作性能達不到要求

這主要是指那些在制造廠出廠時性能合格的安全閥產品，在使用過程中由于安裝、選型或者檢修裝配、調整不當等原因所引起的性能變化。

2.3.1 開啟壓力變化

整定壓力誤差、環境溫度變化、選用非背壓平衡式安全閥和隨意調整螺桿與螺母的松緊等原因都會造成開啟壓力的變化。

整定壓力的誤差主要有：定壓使用的介質與實際使用的介質不同，常溫定壓與高溫介質之間的誤差，定壓所用的壓力表與實際運行所用的壓力表的精度等級不同，以及定壓操作人員的操作水平與讀數精度的誤差。這些都會造成安全閥實際開啟壓力超過誤差的允許范圍。

安全閥在使用過程中，由于環境溫度大幅度的變化也會造成彈簧剛度的變化，使其實際開啟壓力偏離設定的壓力。一般情況下，隨著溫度的升高，開啟壓力下降。

當選用非背壓平衡式安全閥時，其排出管既有背壓力發生變化時，閥門的開啟壓力也會隨之改變。一般情況下，排放管背壓力增大，開啟壓力也會增大。

隨意調整螺桿與螺母的松緊會造成彈簧的預緊力偏離預定值，從而造成開啟壓力發生變化。

2.3.2 排放壓力或回座壓力發生變化

調節圈位置變動或者排放管流動阻力增大都會使排放壓力或者座壓力發生變化。

安全閥出廠時，調節圈的位置都是經過測試后被固定在某一位置上的，并且都是鉛封的。當隨意調整調節圈的螺釘時，會造成調節圈偏離位置，從而使排放壓力或者回座壓力變化。

當所選用的排放管內徑和長度不合理時，閥門排放時會因為排放管的阻力太大而造成排放壓力或回座壓力升高。

除了上述三種安全閥的常見故障外，還有一種情況，即，安全閥的閥門頻跳。這主要是安全閥的閥芯迅速異常地來回運動，不停地沖擊著閥座，造成部件損壞。造成閥門頻跳的主要原因是：閥門通徑選用不當，進口管和排放管的阻力過大，彈簧剛度不夠和調節圈位置不當等。

3 安全閥常見故障的解決辦法

3.1 安全閥泄漏故障的解決辦法

（1）發生泄漏故障后，要根據損傷程度采用研磨或者車削后研磨的辦法加以修復，修復后要保證密封面的平整度和光潔度不低于10。研磨是應用研具與研磨劑，在研磨劑承受一定的壓力后，對工件表面進行微量的磨削，從而使工件表面磨去一層極薄的金屬，同時研磨劑起化學作用形成一層氧化膜，最終使工件表面達到要求。

（2）屬于選用不當時，應根據使用溫度重新選用適合于高溫介質的安全閥，如帶散熱器的安全閥或是其它特殊結構的安全閥。對因高溫環境造成的泄漏應采取適當的隔熱措施。

（3）根據彈簧的工作壓力許可范圍重新定壓，若超出工作壓力的范圍，則應更換工作壓力級與其相符的彈簧。

（4）可使用提升扳手或其它方法將閥門開啟數次把贓物吹去，若無法吹走，則應該拆開閥門加以清洗。

絕對密封的接合，在安全閥中是難以實現的。隨著時間的推移，通常都會有些許數量的介質經過密封面接合處滲漏出來。良好的密封主要是指滲漏出來的量很小，以至于可以忽略不計。

3.2 安全閥動作不靈活故障的解決辦法

（1）應及時查明卡阻原因并予以消除。

（2）應根據損傷程度加以修復或更換。

（3）根據另件損壞情況重新拆洗或更換閥門并建立定期檢修制度。

3.3 安全閥動作性能達不到要求故障的解決辦法

（1）找出操作誤差的原因并采取適當的措施消除。如重新調整調節螺桿，調整完后將防松螺栓并緊，找出背壓力變動的原因并加以消除；當背壓變化量較大時應選擇背壓平衡式波紋管安全閥；

（2）重新調試，調整后應將固定螺釘鎖緊并加以鉛封。

（3）根據設備不同的排量，重新計算并選用排量與其相近的安全閥。

（4）增大進口管和排放管的內徑。

（5）檢查彈簧，看其工作壓力是否與閥門的開啟壓力相符合。

4總結

安全閥的維修和檢驗是一項嚴謹的工作。對安全法的維修和檢驗不當，工作上的微小失誤或不慎都有可能導致安全閥的失效，從而導致嚴重的事故，給日常的生產生活帶來巨大的危害。因此，我們一定要在日常工作中時刻懷有高度的責任心，多觀察、多總結安全閥的各種故障形式，探索更為有效和安全的維修辦法，為安全閥的有效運作，為生產的安全進行貢獻力量。