盧明軍

（寧波市勞動(dòng)安全技術(shù)服務(wù)公司，浙江寧波 315100）

0 引言

安全閥是保證鍋爐、壓力容器以及壓力管道等承壓設(shè)備安全運(yùn)行的一個(gè)附加裝置。在承壓設(shè)備承受的壓力超過(guò)預(yù)先設(shè)定的限制值時(shí)，安全閥就會(huì)利用系統(tǒng)介質(zhì)本身的壓力自動(dòng)打開(kāi)，然后釋放掉里面多余的介質(zhì)，防止壓力超過(guò)額定的安全值，從而保證工業(yè)鍋爐、壓力容器以及管道等設(shè)備的系統(tǒng)安全和操作人員的人身安全。等到壓力下降到預(yù)先設(shè)定的正常的范圍后，安全閥就會(huì)利用自身的機(jī)械加載裝置或動(dòng)力輔助裝置自動(dòng)關(guān)閉并且牢靠密封，避免系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)外泄。

1 安全閥的結(jié)構(gòu)類型和特點(diǎn)

一般鍋爐的水泵部分、汽包或者過(guò)熱器的出口部分都會(huì)安裝安全閥，但是由于各個(gè)部分的作用不同、工況不同，所以在選型和參數(shù)選擇時(shí)也會(huì)有所區(qū)別。同樣，壓力容器和管道上也會(huì)根據(jù)各自的工作壓力和使用介質(zhì)、工作溫度等工況，配置有相應(yīng)的安全閥。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式，安全閥可以分為靜重式、杠桿式、彈簧式和先導(dǎo)式4 種，目前常用的是彈簧式安全閥。

1.1 靜重式安全閥

此類安全閥相對(duì)而言結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外形笨重，是最原始的一種安全閥，主要是利用閥瓣上方加載物的物理重量形成關(guān)閉所需的負(fù)荷。雖然簡(jiǎn)單，制造容易且成本低，但是由于加載的負(fù)荷有限而且恒定，密閉性能較差，而且在調(diào)整開(kāi)啟壓力時(shí)有很大局限性，動(dòng)作靈敏度較差，所以只能用于一些工作壓力較小的工況。

1.2 杠桿式安全閥

杠桿式安全閥通過(guò)杠桿和閥桿的鏈接改變重錘作用到閥芯上的負(fù)荷，此類安全閥利用物理學(xué)的杠桿原理，同樣的加載物重量，可以得到更大的關(guān)閉負(fù)荷。但是它的結(jié)構(gòu)仍顯笨重，安裝時(shí)對(duì)空間有一定要求，而且在開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)容易振動(dòng)、導(dǎo)致閥桿發(fā)生偏移，從而影響回座的性能，密封性也滿足不了要求。

1.3 彈簧式安全閥

彈簧式安全閥改良了靜重式和杠桿重錘式安全閥存在的問(wèn)題，依靠彈簧的彈性壓力，將閥瓣和閥座鎖閉，一旦當(dāng)系統(tǒng)壓力超過(guò)彈簧的彈性壓力，閉鎖裝置就會(huì)被頂開(kāi)進(jìn)行泄壓。它不但有良好的開(kāi)啟和關(guān)閉性能，而且結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便，只需通過(guò)擰緊或放松調(diào)整螺桿來(lái)調(diào)節(jié)所需的排放壓力，適用于以液體或氣體為介質(zhì)的各種工況，所以成為目前廣泛使用的一種安全閥。

1.4 先導(dǎo)式安全閥

先導(dǎo)式安全閥由主閥和導(dǎo)閥組成，通過(guò)較小結(jié)構(gòu)的彈簧式導(dǎo)閥動(dòng)作控制較大結(jié)構(gòu)的主閥開(kāi)啟和關(guān)閉。由于排放和關(guān)閉穩(wěn)定可靠、靈敏，而且不受背壓影響。該類安全閥主要用在大口徑的高壓系統(tǒng)。

2 安全閥的校驗(yàn)

校驗(yàn)的意義是為了確定安全閥的整定壓力和確保關(guān)閉件的密封性能，主要分離線檢驗(yàn)和在線校驗(yàn)2 個(gè)類別。這里主要闡述離線部分。

2.1 校驗(yàn)單位、人員及設(shè)備的要求

安全閥校驗(yàn)單位必須具備國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局核準(zhǔn)的資質(zhì)，檢驗(yàn)單位應(yīng)當(dāng)遵守《特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)質(zhì)量管理體系的要求》，制定質(zhì)量手冊(cè)和程序文件、作業(yè)指導(dǎo)書和記錄檢驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果的各項(xiàng)表格，校驗(yàn)人員必須經(jīng)過(guò)相關(guān)知識(shí)和技能的培訓(xùn)并取得特種設(shè)備作業(yè)人員證，校驗(yàn)裝置、儀器以及相關(guān)的校準(zhǔn)場(chǎng)所必須符合文件規(guī)定，并制定統(tǒng)一操作規(guī)程。一般而言，安全閥校驗(yàn)設(shè)備包含校驗(yàn)臺(tái)、校驗(yàn)氣源和相關(guān)的管路。

2.2 校驗(yàn)的項(xiàng)目和要點(diǎn)

安全閥校驗(yàn)的主要項(xiàng)目是整定壓力和密封性試驗(yàn).整定壓力就是通過(guò)調(diào)節(jié)彈簧的松緊程度，來(lái)確定安全閥在校驗(yàn)系統(tǒng)介質(zhì)壓力的作用下開(kāi)始排放的臨界壓力值，這個(gè)壓力必須滿足用戶提供的要求整定壓力。由于整定壓力和密封都是離線狀態(tài)下試驗(yàn)，所以必須考慮使用中系統(tǒng)有無(wú)背壓、介質(zhì)是否高溫等，并進(jìn)行必要的修正。

（1）校驗(yàn)前，先對(duì)安全閥進(jìn)行宏觀檢查：銘牌是否合法，選型是否正確，參數(shù)是否符合要求，閥體和零部件是否完好無(wú)損，拆解時(shí)對(duì)于核心部件彈簧、密封件、導(dǎo)向裝置等重點(diǎn)檢查，發(fā)現(xiàn)腐蝕或者變形的進(jìn)行修理或更換。對(duì)于損壞程度評(píng)估嚴(yán)重的應(yīng)報(bào)廢處理。

（2）整定壓力實(shí)驗(yàn)結(jié)果的要求。整定壓力實(shí)驗(yàn)結(jié)果不少于3次，每次必須符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的合格要求。當(dāng)整定壓力≤0.5 MPa時(shí)，實(shí)測(cè)整定值和要求整定值允許誤差為±0.015 MPa；當(dāng)整定壓力>0.5 MPa，實(shí)測(cè)的整定值和要求整定值允許誤差為±3%整定壓力。

（3）整定壓力實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，緩慢增加安全閥入口壓力至整定壓力的90%后，升壓速度應(yīng)小于0.01 MPa/s，如果繼續(xù)升壓并超過(guò)整定壓力還沒(méi)開(kāi)啟就停止繼續(xù)升壓，釋放進(jìn)口壓力至整定壓力的70%，對(duì)于排放壓力超過(guò)和低于要求整定壓力的通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)螺栓來(lái)改變彈簧的預(yù)緊力，直到排放的壓力達(dá)到要求為止，同時(shí)擰緊鎖緊螺母進(jìn)行二次實(shí)驗(yàn)。二次實(shí)驗(yàn)合格后裝上閥罩，進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)。整定壓力的確定以聽(tīng)到測(cè)試介質(zhì)的連續(xù)排放為標(biāo)準(zhǔn)。

（4）密封性測(cè)試：整定壓力確定后，降低安全閥入口壓力至密封試驗(yàn)壓力要求值，當(dāng)整定壓力≤0.3 MPa，密封試驗(yàn)壓力比整定壓力<0.03 MPa。當(dāng)整定壓力>0.3 MPa，密封試驗(yàn)壓力為90%整定壓力。對(duì)于密封試驗(yàn)是否合格的判斷有2 個(gè)依據(jù)：①客觀判斷，主要適用于封閉式的安全閥，密封性要求相對(duì)較高的閥門，泄漏率用泄漏氣泡的數(shù)量來(lái)衡量，如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)泄漏的氣泡數(shù)量符合要求，視為合格；②主觀判斷，通過(guò)看壓力表指針有否下移、聽(tīng)閥門出口有否排放的聲音，來(lái)判定密封性是否合格。

2.3 安全閥校驗(yàn)記錄、鉛封和報(bào)告

校驗(yàn)過(guò)程中，校驗(yàn)員要及時(shí)記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)；校驗(yàn)合格的安全閥必須及時(shí)掛上合格牌并打上鉛封，合格牌上必須含有校驗(yàn)編號(hào)、整定壓力和下一次需要校準(zhǔn)的日期；并按照質(zhì)量體系要求出具安全閥的校驗(yàn)報(bào)告，審核批準(zhǔn)后蓋檢驗(yàn)章發(fā)給用戶，相關(guān)記錄存檔。

3 安全閥的密封面修理

安全閥的常見(jiàn)的故障主要有密封面泄露、動(dòng)作不靈活、動(dòng)作性能達(dá)不到要求等。引起故障的原因表較多，主要有密封面損傷、運(yùn)動(dòng)部件拉毛或雜質(zhì)卡阻、彈簧剛性太大或失效、長(zhǎng)期沒(méi)動(dòng)作鐵銹卡住等。排除安裝不當(dāng)和選型不當(dāng)，其中維修工作中碰到最多的屬于密封面損壞引起的泄漏，這里重點(diǎn)講訴密封面的修理過(guò)程的要點(diǎn)。安全閥修理要嚴(yán)格遵守安全閥技術(shù)規(guī)程，密封面的修理步驟有3 個(gè)：拆卸安全閥、研磨密封面、重新裝配。

3.1 拆卸安全閥

一般情況下拆卸安全閥需要首先移開(kāi)銷和軸，然后拿出橫桿，松開(kāi)閥罩固定螺釘，取下閥罩，用記號(hào)筆在調(diào)節(jié)螺栓的側(cè)面（鎖緊螺母的上端面橫截位置）做一個(gè)標(biāo)記，以便安裝時(shí)參考，然后依次松開(kāi)鎖緊螺母和調(diào)節(jié)螺栓，卸下彈簧的預(yù)緊力，擰開(kāi)連接閥蓋和閥體的螺母，取出閥蓋；然后取出包括閥桿、彈簧座和彈簧的組件。取出閥瓣和導(dǎo)向套；對(duì)于帶有調(diào)節(jié)環(huán)的安全閥，應(yīng)標(biāo)記導(dǎo)向套和上調(diào)節(jié)環(huán)的相對(duì)位置；擰下調(diào)節(jié)環(huán)的固定螺釘，標(biāo)記下調(diào)節(jié)環(huán)的位置，然后拆下調(diào)節(jié)環(huán)。安全閥拆卸后，應(yīng)檢查閥座和閥瓣的密封面。如果有任何缺陷，如凹痕和劃痕，則應(yīng)通過(guò)磨削來(lái)修復(fù)。如果密封面有嚴(yán)重?fù)p壞，則必須返工或更換。

3.2 研磨安全閥金屬密封面

安全閥的密封面有金屬和非金屬2 類，非金屬密封面損壞時(shí)一般將鑲?cè)Σ鹣抡{(diào)換或者車削，所以研磨只針對(duì)金屬密封面。研磨的原理是磨料在磨具和閥門密封面之間承受一定壓力后，并做適當(dāng)?shù)南鄬?duì)運(yùn)動(dòng)，使密封件的表面被去除非常薄的金屬層，從而獲得更小的平面粗糙度。

3.2.1 研磨方式

根據(jù)密封面的損壞程度和密封件的結(jié)構(gòu)形狀，通常使用手動(dòng)研磨和機(jī)械研磨2 種組合。機(jī)械研磨的研磨速度快比較省力，但是沒(méi)有手工研磨質(zhì)量高，因此手工研磨通常用于修復(fù)密封表面的輕微損壞或機(jī)械研磨后的精細(xì)研磨。

根據(jù)磨削過(guò)程中工件和磨具的活動(dòng)形式，磨削可分為動(dòng)態(tài)磨削和靜態(tài)磨削。動(dòng)態(tài)研磨意味著研磨工具不移動(dòng)，而工件（可以是圓盤或閥座）相對(duì)于研磨工具移動(dòng)。靜態(tài)磨削與此相反，即工件不移動(dòng)，磨削工具相對(duì)于工件移動(dòng)。對(duì)于一般結(jié)構(gòu)的安全閥，因?yàn)殚y瓣比閥座更容易組裝和拆卸，所以閥瓣密封面的研磨通常是動(dòng)態(tài)研磨，而閥座的密封面通常是靜態(tài)研磨。

3.2.2 安全閥平面密封面的研磨工藝過(guò)程

安全閥的密封面有許多類別，有刀形、錐形、球形等，但最多的是平面密封。對(duì)平面密封的研磨方法分為粗研磨、半細(xì)研磨和細(xì)研磨3 個(gè)過(guò)程，粗磨和半細(xì)磨由鑄鐵平板或磨頭經(jīng)研磨機(jī)研磨而成，細(xì)磨工的磨具一般由合金材料組成。粗磨研磨膏較粗，目的消除上一道工序在緊蓋上留下的加工痕跡或劃痕、壓碎痕跡、腐蝕斑點(diǎn)等缺陷，為細(xì)磨做第一道工序。細(xì)磨的目的是消除密封表面上的粗線，進(jìn)一步提高密封表面的表面粗糙度。平面研磨的過(guò)程可分為上料—研磨—擦拭—上料—再研磨—直到研磨達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，升降、旋轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、往復(fù)等操作模式從頭到尾貫穿始終。

3.2.3 研磨安全閥密封面的注意事項(xiàng)

在磨料制備和整個(gè)研磨過(guò)程中，必須注意清洗，不同粒徑或不同數(shù)量的磨料不能相互混合。研究工具必須保持水平。并且，不同粒度或不同數(shù)量的磨料不能同時(shí)用于同一平板或磨頭上，硬質(zhì)合金材料制成的磨盤不適合粗磨。一般來(lái)說(shuō)，研磨過(guò)程中的壓力不應(yīng)太大，以免因研磨而劃傷密封表面。盤和閥座密封面通常不允許彼此相對(duì)。

3.3 安全閥的裝配

安全閥裝配之前必須清洗干凈的所有零部件，除去密封面上附著的磨料之，然后反著之前拆卸的順序進(jìn)行安裝：將下調(diào)節(jié)環(huán)擰到閥座上，注意要保證下調(diào)節(jié)環(huán)的安裝位置與拆卸過(guò)程中記錄的標(biāo)記相同；之后就需要用柔軟的布料擦拭閥座部分或者閥瓣一側(cè)的封面，然后將它們安裝到閥體中。之后就需要將閥桿、彈簧座和彈簧等部件進(jìn)行安裝操作，然后將閥蓋的擋塊對(duì)準(zhǔn)上導(dǎo)向套。還需要注意各個(gè)部件之間的連接螺母一定要擰緊，并在擰緊過(guò)程中注意力的對(duì)稱性，以防止損壞密封表面，這些應(yīng)力或損壞可能會(huì)導(dǎo)致一些零件錯(cuò)位。將調(diào)整螺釘擰緊到與拆卸閥門前相同的位置，調(diào)整螺釘與閥蓋加工面之間的標(biāo)記距離相同；安裝防護(hù)罩和其他部件；然后需要對(duì)固定螺釘?shù)木o實(shí)度進(jìn)行檢查，保證螺釘在正確的位置處，以防止閥門調(diào)節(jié)環(huán)旋轉(zhuǎn)，但調(diào)節(jié)環(huán)上不應(yīng)施加側(cè)向壓力。裝配完成后，交由管理人員組織全面的檢查。

4 結(jié)語(yǔ)

安全閥雖然只是作為特種設(shè)備的安全附件，但是作用至關(guān)重要，其使用性能必須達(dá)到準(zhǔn)確的開(kāi)啟、穩(wěn)定的排放、及時(shí)的回座和可靠的密封。檢驗(yàn)和維修的任務(wù)就是為了保證安全閥的這4 個(gè)基本性能，同時(shí)也保證了承壓設(shè)備安全和經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)掌握和運(yùn)用好這項(xiàng)技能，從而更好地為生產(chǎn)安全服務(wù)。