壓力容器安全閥存在問題及建議

＊蔡水泉

（吉安市特種設備監督檢驗中心 江西 343000）

安全閥是一種有效地控制和調節壓力的機械裝置，可以在受壓設備、容器或管道中使用。如果被保護系統中的壓力超過了規定的閾值，閥門將會自動打開，釋放一些多余的介質，從而阻止系統中的壓力進一步上升。當系統壓力達到某個預定值時，閥門會自動關閉，以確保系統運行的穩定性和可靠性。因為其結構精巧、操作簡易、穩定性強，這種裝置已被廣泛應用于各種壓力容器中。當前，許多壓力容器采用全啟式安全閥，而在實際應用過程中也存在部分問題，本文將對此問題進行深入探討，并努力進行優化。

1.壓力容器安全閥的工作原理及其內部結構

圖1展示了壓力容器安全閥的結構，該設備利用壓縮彈簧來達到力的均衡，并且能夠通過螺母來有效地控制彈簧的壓縮量，它的內部結構非常簡潔，易于操作，具有良好的穩定性和耐久性。通過對安全閥進行正確操控，可以有效地改變其內部的壓力，當彈簧被打開時，安全閥的結構就會發生改變，變得更加緊湊、靈活。因此，在實際安裝時，可以根據需要自由調整位置，無需考慮任何外部因素，然而，對于震動所帶來的影響，也會存在明顯差異，具有較小的敏感度。

圖1 壓力容器安全閥結構

通常，安全閥都配備了獨立的控制系統，它的主要功能是通過自我防御來確保安全。當壓力超出預期時，安全閥將自動打開，以有效地清理內部的介質，確保壓力處于一個穩定的水平，避免超出預期的最大值，采取這一措施可以有效防止各種事故的發生。安全閥的結構大致可以分為兩種：第1種是彈簧式，第2種是杠桿式，它們的結構都相對簡單。第一種結構是最常見的，它能夠在封閉空間中通過彈簧產生有效的力，而杠桿則是利用杠桿的力量來進行工作。此外，脈沖式安全閥也較為常用，它又被稱作先導式安全閥，它的安全性更高，此種安全閥主要由安全閥和輔助閥兩部分構成，相比而言，自身安全性要比其他方式更高更明顯。

另外，如果壓力容器內部產生的介質壓力已超過現有的狀態，那此時輔助閥會發生相應的作用并處于啟動狀態，會降低內部壓力，隨著介質逐漸朝向主安全閥移動，則其會處于開啟狀況，此時內部壓力會呈現下降趨勢，當達到一定程度上便處于開啟狀態。此狀態下主要包括為兩種，第1種為微啟式開啟，其開啟高度處于（1/40）～（1/20）閥座喉徑，而第2種為全啟式，其開啟高度處于（1/4）～（1/3）閥座喉徑。另外，在長期的使用過程中也會出現磨損情況，因此也要對此情況進行相應分析，要積極構建完善的系統，由于在系統方面具有一定的非正常現象和時變性，因此也要對此方面進行有效控制。

傳統控制理論依賴于數學模型來實現，從實際的角度出發進行分析，在工業中獲得精確的數據模型變得非常困難。過去，人們傾向于采用傳統的控制理論，然而，由于技術的局限性，它的實際應用卻受到了嚴重的阻礙。對于那些擁有豐富操作經驗的工作人員而言，他們通常會憑借自身的直覺和感知來做出決策，通過對生產流程的實時監測和反饋，可以有效地實現控制目標。然而，由于缺乏數學模型的支持，只能依靠自身的經驗來進行分析。通過將人為的控制技術轉化為控制器，可以根據不同的控制規則，從簡單到復雜地實現模糊控制。通過研究國外實踐經驗，我們成功地開發出一款板期控制器，它可以有效地控制壓力容器安全閥，并且能夠有效地改善燃料品種。在國內，多傳感器信息融合技術和壓力容器安全閥的預測模塊的研究已經取得了相應的進展，王東風等人也在這方面做出了重要貢獻。然而，在實際應用中，仍然存在不確定性。因此，通過對模擬控制器進行改善，能夠更加安全和可靠地操作壓力容器的安全閥。目前所采用的安全閥如圖2所示。

圖2 壓力容器安全閥

2.壓力容器安全閥的主要問題

(1)安全閥選型不當

在對安全閥進行選擇時，應根據實際型號和規格進行綜合考量，以確保它們能夠被正確地安裝在不同的位置，并且口徑要保持一致。然而實際應用過程中，針對此安裝方面給予忽視，建議嚴格按照相應需求進行有效安裝，在實際安裝過程中出現相應的問題，比如，在選擇型號方面不夠科學，極容易出現各種危險事故，就像使用微啟式安全閥來保護盛裝蒸汽的壓力容器，這種方式會使它的實際排放能力逐漸下降，從而在發生超壓時，無法有效地釋放其中的介質，在壓力不斷上升的前提下，會使其自身的保護功能失效，再加上內部氣體壓力逐步增加，進而引發各種安全事故。通常來說，全啟式安全閥可以用來控制氣體、蒸汽和液化氣的泄放，而微啟式安全閥則只能控制液體的泄放，在排放有毒或者易燃物質的情況下，最佳選擇是封閉式安全閥。選用所有型號規格的安全閥，還必須配帶相應的出廠質量證明文件，主要包括制造許可證號、安全閥型號、公稱通徑、公稱壓力、開啟高度、適用溫度、適用介質、閥體材料等。

(2)安裝位置方面存在誤差

對于壓力容器安全閥而言，應提前做好相應檢查工作，并強調實際安裝流程的科學性，在實際檢驗過程中應針對此方面進行有效觀察，如果出現問題要及時進行調整，減少不必要的損失。然而在實際安裝過程中，此項問題難以得到有效解決。特別是在安全閥的實際配置上，若未能及時有效地密封接口，可能導致漏氣問題發生，這將大大增加內部容器的復雜性，在沒有專門的接口前提下，安全閥的安裝和使用將會受到影響，應建立一個單獨的安全閥接口保證使用的安全性。同時在實際安裝過程中為減少人力、物力投入，應當注重壓力的有效排放并進行科學計算，然而，實際應用過程中，無法保證計算數據的準確性，導致實際安裝過程中出現各種問題，主要原因在于實際安裝過程沒有嚴格按照相應步驟進行，這便存在相應的安全隱患。安全閥內部的壓縮彈簧具有重要的平衡作用，尤其是對于螺旋圓形而言，其結構緊湊，操作簡單，敏感度極高，在壓力容器方面進行安裝，能夠發揮自身的強大作用。

(3)安裝疏忽大意

通常，具有相同公稱壓力和公稱通徑的全啟式安全閥的流量會比微啟式安全閥更大，因此，設計工作者若是采用第一種安全閥，就無法更換為相同尺寸的第二種安全閥。因為流道的尺寸直徑不同，即使安裝上安全閥，也無法滿足規定的排放標準，從而無法確保容器的正常運行。

經過檢驗，當一個連接口安裝兩只安全閥時，若是前者的入口面積小于后者入口面積總和，則可以判定這種安裝方式是不正確的。為了避免壓力損失，最佳的安裝方式是將所有管道、管件的截面積都設置得足夠大，并且接管盡量短而直。如果一個連接口上有多個安全閥，且不包括備用安全閥，連接口的入口截面積不低于所有安全閥的入口截面積的總和。經過檢驗，發現幾臺容器的安全閥泄放出口的泄放管被安設在一個總匯管上，但它們的排放面積沒有相應的擴大，因此，這種安裝方式顯然是不正確的。泄放管應盡量采用垂直布置的方式，且其口徑必須大于或者等于安全閥的出口直徑。如果泄放總匯管連接有多個安全閥，其截面積必須大于或者等于所有安全閥泄放口的截面積總和。如果管中存在易爆介質，應該使用阻燃材料或其他措施來避免火災的風險。

3.壓力容器安全閥的實際應用策略

(1)注重保養工作

強調日常的維護和管理，要積極做好相應保養工作，時刻保持清潔，防止出現各種腐蝕情況，一旦出現堵塞情況要及時進行處理，同時要經常檢查鉛封，防止他人隨意移動，使其內部結構發生變化，失去原本安全閥發揮的重要調節作用。另外，為防止閥芯與閥座之間牢固結合，應當結合承壓設備的實際情況作出相應優化，對于無毒、非易燃介質的壓力容器安全閥可以制定定期手拉方式，使其內部氣體進行有效排放。一旦發現泄漏情況，要及時進行處理并采取應對措施，減少各種隱患，消除泄漏情況。要求由專業人員進行有效操作，強調工作人員自身的素質和能力，要求擁有極高的專業技能和水平，才能更好的解決實際問題。

設備的優良狀態，一定程度上體現出實際操作工作人員的自身素質，因此在實際檢測過程中也應當針對不可確定性問題進行分析和處理，在設備管理方面要遵循一定的管理體制，并嚴格按照相應流程做好相應檢測工作。對于操作工而言，要注重自身思維的活躍性，結合設備的實際運營變化作出相應調整，保證設備的正常運行，更好的推動企業良好發展，從而保證生產出高質量的產品。對于工作人員，強調內部結構及原理的熟悉，對每個設備熟悉基礎，才能更好的應用設備，發揮設備的重要作用。在維護和管理過程中強調保養工作的有效落實，在實際維護過程中也要針對性進行維護，減少周圍環境對設備造成的破壞和影響。

(2)做好檢驗工作

在對壓力容器進行檢查時，檢查人員必須綜合考慮其工藝條件、介質性能、安全泄放量等因素，準確估算出安全閥的排放壓力，并嚴格按照有關的安全技術標準，精準安裝和使用安全閥。隨著技術的不斷發展，更加強調生產方式的全面改革，要滿足當代時代發展需求，對于零部件結構方面也要強調科學化。為了保證安全，必須由專業的檢測機構來評估壓力容器的性能，以確保其所采用的型號符合規定，并且所承受的整定壓力必須符合彈簧的最大承載能力。如果安全閥調整的壓力超出了彈簧的承受能力，應該更換一個壓力級別更合理的彈簧。安裝完彈簧后，應在安全閥表面上刻有符合要求的鋼印，以便日后檢查和核實。在進行壓力容器檢驗時，工作人員會根據相關參數來評估安全閥的性能。

(3)壓力容器安全閥整定壓力

在使用壓力容器時，必須重視安全閥整定壓力的調節，它能夠有效地維持容器的穩定性，同時在整個工藝系統中也發揮著較為重要的保護作用，可以對管道、閥門等在內的一系列部件進行保護。故而必須嚴格按照相關規范和標準對整定壓力進行調試和校驗，方能夠安裝并投入使用。確定整定壓力的原則如下：

①以容器工作壓力為依據，選定合適的安全閥整定壓力，通常要求后者和前者的比值介于1.05～1.1之間；若是整定壓力低于0.18MPa，則這一比值可以適當提高。

②安全閥整定壓力不得超過容器的設計壓力。

③安全閥整定壓力偏差應該介于±3%之間或者±0.015MPa的較大值。

4.總結

總之，壓力容器安全閥至關重要，要結合技術的強大優勢進行相應分析，壓力容器安全閥技術才能得到全面的發展，這能夠極大增強自身的可用率，同時還能夠保證最低的排放。在此方面，還減少實際應用過程出現的各種磨損，通過采取先進的技術措施，確保設備在運行過程中的安全性、可靠性及穩定性，有效地控制壓力容器安全閥的磨損。