安全閥穩定問題在石油化工設備的研究

陳梅榮

摘 要：安全閥作為石油化工生產過程中重要的組成部分，一般安裝在管道或壓力容器上，將整個管道的壓力控制在相關規定的標準內。但是當安全閥出現磨損或因其他客觀因素出現問題時，便會出現泄壓的現象。對此，需要對安全閥進行定期檢查，以此來保證石油化工生產的安全可靠性。本文主要圍繞安全閥穩定問題在石油化工設備中的研究進行了分析，以期能為相關生產人員后續工作提供借鑒意義。

關鍵詞：石油化工設備 安全閥 穩定問題 研究分析

中圖分類號：TQ050.7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）11（a）-0133-02

在石油化工行業中，安全一直是其首要關注的問題，因為直接決定著生產過程的可靠性及生產人員的生命財產安全。并且石油化工企業在生產過程中，會接觸到大量的易燃易爆的原材料，稍有不慎便會造成重大經濟損失以及無法挽回的安全災難。而其中，安全閥作為輸送管道上的重要部件，通過將石油化工設備內部的壓力控制到標準范圍內，以此來保證生產人員安全及生產設備運行時的安全性和可靠性。但是，安全閥可能會因為一些外力因素而導致其出現損壞情況，或者在使用前未經過壓力試驗，致使運行過程中無法調準壓力值。這都會影響到安全閥的正常使用，進而導致石油化工設備無法順利運行，制約企業經濟發展。

1 石油化工安全閥概述

1.1 安全閥定義及作用

安全閥是一種較常應用于鍋爐、壓力容器、管道及石油化工設備上的特殊閥門，因其受外力的作用而保持常閉狀態。在使用過程中，安全閥通常是根據設備或管道內部的壓力大小來進行啟閉操作的。當設備或管道內部壓力過大，已經超過相關規定中明確的標準值時，安全閥便會自動開啟，通過向外界排放介質來保持內部壓力的平衡[1]，并有效防止因設備或管道內部壓力過大而產生的爆炸現象，使設備能夠安全運行，為生產工作人員的安全提供有力的保障。

1.2 安全閥主要組成

安全閥因其整體結構的不同可分為杠桿式、彈簧式以及脈沖式3種。其分類具體如下所述[2]。

1.2.1 重錘杠桿式安全閥

杠桿式安全閥是將質量小的重錘通過運用杠桿原理增大其作用力，然后利用位置的移動來控制安全閥開啟時的壓力，使安全閥能夠完全密閉。并且因為其閥桿受力均勻，所以穩定性能較為顯著。但是這種類型的安全閥體積比較大，使用時非常笨重，占地面積大。除此之外，重錘核杠桿式安全閥結構也容易振動，而且會引起泄露，并且會嚴重影響安全閥閉合的緊密性。

1.2.2 彈簧式安全閥

彈簧式安全閥是通過利用壓縮彈簧使閥內的閥瓣所受力度達到均勻，進而使閥門能夠保持良好的密閉性。并且彈簧式安全閥遠遠不同于杠桿式安全閥，其體積小，運用靈活，靈敏度也明顯增高，可將其運用到移動式的石油化工設備上來滿足石油化工企業生產過程中對安全的需求。但是，彈簧式安全閥上面的彈簧會受外力的作用而加大壓縮，這樣一來會對安全閥的開啟增加許多困難。因此，這需要在進行彈簧式安全閥的選擇時，應根據實際工作壓力需求來挑選。此外，在生產過程中，化工石油設備會產生大量的熱量，過多的熱量會導致彈簧的彈力減弱，導致彈簧安全閥失去其應有的作用。

1.2.3 脈沖式安全閥

脈沖式安全閥即先導式安全閥，其主要是利用主閥與輔閥的有效結合，然后使輔閥的脈沖作用有力地帶動主閥進行動作。脈沖式安全閥應用原理實質上指的是：通過受小型彈簧直接作用的輔閥啟動主閥進行動作，當石油化工設備內部壓力超過標準值時，輔閥先動作，進而引發主閥動作，將內部介質排放掉，使其內部壓力保持平衡，然后恢復至回座壓力。之后輔閥先進行回座，接著主閥回座，使安全閥重新處于密閉，繼續進行正常的工作。脈沖式安全閥有效地利用機械與電氣的安全裝置來達到操作過程安全的目的。但是，脈沖式安全閥相較其他種類的安全閥而言，結構繁瑣復雜，購買價格昂貴，并且對于介質的要求較高，需要純凈、無雜質的介質才可達到其應用條件。

2 影響安全閥穩定的常見因素

眾所周知，石油化工本身具有一定的危險性。而其生產工藝程序受安全因素的制約也是相當復雜。安全閥作為重要的設備元件之一，存在的影響因素很多。但主要分為壓力容器問題和壓桿問題兩個主要類型[3]。以物理學為基礎，壓力容器問題就是當液體或氣體在注入到容器的運行過程中產生的氣流對容器壁造成的壓力。當產生的氣流過大時，致使壓力超過容器的最大壓力值時造成容器變形、損壞，甚至發生爆裂的問題。而壓桿問題又分為穩定情況和不穩定情況下壓桿問題兩種。穩定情況下的壓桿問題就是當對壓桿兩端施加大小相等、方向相反的作用力時，不受外力的影響使終保持平衡狀態。不穩定情況與穩定情況相對，即施加大小相等、方向相反的作用力時，在外力的干預下無法恢復到原有狀態的情況。

3 安全閥常見故障分析

3.1 密封不嚴，導致泄漏

安全閥最常見的故障就是因為密封上的疏忽，導致管道內液體或氣體出現泄漏現象。目前，最常見的密封不嚴情況多出現在彈簧、閥瓣或閥座之間。例如由于彈簧缺乏維護出現松動或長期磨損使彈簧性能下降甚至發生斷裂。閥瓣及閥座封面因塵土等雜質的摩擦出現損毀，致使密封不嚴。當密封面不能有效接觸時，也會存在密封不當的情況，例如當安全閥啟動時的壓力與工作壓力接近時，由于壓力的原因使密封面接觸不當或發生偏移，也會出現泄漏現象[4]。所以，安全閥必須進行定期修護，保證各零件性能穩定，從根本上杜絕密封不嚴導致的泄漏現象。

3.2 安全閥提前開啟

導致安全閥提前開啟即在設備壓力值在正常范圍內時，因各種原因使安全閥提前開啟。目前常見的原因有三個方面：第一，為安全閥的開啟壓力在沒有調準的情況下，使開啟壓力低于正常壓力值，迫使安全閥提前開啟。第二，因檢修不當影響彈簧松動或出現腐蝕斷裂，此時開啟壓力會低于正常壓力值。第三，因外界溫度的升高，使彈簧性能下降，造成開啟壓力低于正常壓力值。安全閥提前開啟意味著平衡壓力失敗，進而影響設備的正常使用。

3.3 閥門不動

與安全閥提前開啟相對的就是當設備壓力達到或超過規定值時，閥門不開啟，使設備內壓力過大造成損毀。其原因除了因背壓過大時，介質壓力達到規定值后閥門不能正常開啟[5]，還有與提前開啟相對存在三個原因：第一，開啟壓力未調準，并高于正常壓力值。第二，檢修時忽視閥瓣或閥門管道處的堵塞物，將轉動零件卡住不動。第三，當外界溫度過低時凍住安全閥，使其不能正常開啟。

4 結語

總而言之，在石油化工設備穩定問題上安全閥起著平衡、控制設備內部壓力、保障設備安全運行等關鍵作用。但其會因一些不確定因素的影響而出現問題，導致石油化工設備無法正常投入使用。對此，針對安全閥常見故障必須要加強巡查力度，安排專業技術人員定期對其進行維護與處理，從根本上減小安全閥出現故障現象的可能性。除此之外，還要不斷地提高安全閥的密閉性與穩定性，保障其各項功能正常運行，進而為我國石油化工原料安全輸送做出貢獻。

參考文獻

[1] 李楠.石油化工裝置安全閥的配管設計研究[J].廣東化工，2017，44（4）：110-111.

[2] 李鶴.淺析石油化工裝置安全閥的配管設計[J].黑龍江科技信息，2016（25）：62.

[3] 李德安.石油化工裝置中安全閥常見的損壞原因及處理措施[J].企業技術開發，2016，35（15）：110，118.

[4] 賀志偉，仲小慧，熊雙.石油化工裝置安全閥的配管設計研究[J].化工管理，2016（2）：256.

[5] 顏勤偉，丁無極，陳海云，等.基于背壓修正的安全閥排量精確計算方法[J].壓力容器，2015，32（6）：40-48.endprint