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試驗(yàn)用介質(zhì)對(duì)安全閥性能的影響

文檔作者：繆富聲文檔來(lái)源：中國(guó)航天工業(yè)總公司第1l研究所		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年05月08日
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闥 門 t997年第4期
0．02ram時(shí)，介質(zhì)泄漏可以在某種條件下隨時(shí)
間推移而停止。一般金屬材料的彈性模數(shù)都很
大，遠(yuǎn)不能影響吻合間隙。只有依靠加工工藝來(lái)
保證凹凸球面的吻合間隙，以滿足所要求的密
封性能。
對(duì)于凸球面的加工，在銑床或車床上用范
成法加工的凸球面，圓度一般都能控制在
0．OlSmm以內(nèi)，再經(jīng)拋光或研磨，圓度一般可
達(dá)0．013～0．Olmm，表面粗糙度可達(dá)0．2,urn。
但加工較理想的凹球面就困難了，一般的加工
設(shè)備及手段難以控制凹球面的形位公差。這里
我們提出用密封點(diǎn)斜率法；bn-,-，即先加工一個(gè)
與密封面相切的斜率面，經(jīng)與標(biāo)準(zhǔn)球面研磨或
配對(duì)研磨形成凹球面(圖4)，這是獲得理想凹
球面的一種方法。斜率面加工容易，經(jīng)一般的
車、磨加工就可形成形位公差很小的斜率面。形
成的凹球面其研磨量也是可以接受的，如球的
直徑D為l50ram、斜率面L為5ram，求得最大
研磨量為O．0416mm。研磨時(shí)可在斜率面上均
勻地涂上一層研磨砂，然后在斜率面相配的錐
體面上拍打，如同研磨汽車汽門一樣，讓一部分
研磨砂鑲嵌在斜率面上，再與球體研磨，這樣研
磨時(shí)間可太大縮短。用密封點(diǎn)斜率法~n-r-成的
凹球面與凸球面的吻合性好，保證了金屬密封
副的良好密封性能。
圖4 閥座密封圈凹球面的形成
8．結(jié)論 。
我國(guó)目前使用的高溫球閥多是從國(guó)外進(jìn)口
的。國(guó)內(nèi)太部分球閥生產(chǎn)廠只能生產(chǎn)常溫球閥，
究其原因美鍵是密封副方面的問(wèn)題。在設(shè)計(jì)球
閥的金屬密封副時(shí)，如能根據(jù)球閥的使用條件，
綜合考慮上述問(wèn)題，那么金屬密封辭j的問(wèn)題是
可以解決的
參考文獻(xiàn)
1 宗雛鎊．金屬學(xué)．北京：冶金工韭出版社，1980
z 祛囝梅卡球閥工業(yè)公司球閥樣本
【 一273
試驗(yàn)用介質(zhì)對(duì)安全閥性能的影響
中盈航夭工生意公司第1l研究所 t，富聲
- — — — ’ ’ ’ 一
TH／)牛
摘要敘迷了安全閥在檢測(cè)試驗(yàn)中，試驗(yàn)介質(zhì)特性對(duì)其性能曲影響。以垂氣和譽(yù)為介質(zhì)對(duì)同一
狀態(tài)安全聞作了對(duì)比性試驗(yàn)，分析了安全l闕在試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生不同蛄果的原因。提出 了安全閩在調(diào)試或
驗(yàn)收時(shí)應(yīng)根據(jù)其應(yīng)用系統(tǒng)的適用介質(zhì)而選用試驗(yàn)介質(zhì)的蛄論。
1．概述
彈簧直接載荷式安全閥是一種自動(dòng)閥門，
它不借助外力而是利用介質(zhì)自身的力排出一額
定流量的流體．以防止系統(tǒng)內(nèi)的壓力超過(guò)額定
值a由于安全閥的設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試技術(shù)比較成
熟，其結(jié)構(gòu)緊湊且性能可靠，作為安全保護(hù)裝置
而廣泛地應(yīng)甩在鍋爐、壓力容器和譬路系坑中
在近幾年的安芻J爵售詹服務(wù)中。發(fā)斑有的
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1997年第4期 閥 門
用戶在驗(yàn)收安全閥時(shí)，提出安全閥的性能參數(shù)
不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，整定壓力不準(zhǔn)確和閥門泄
漏等指 過(guò)實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)處理，發(fā)現(xiàn)除了安全閥在
運(yùn)輸過(guò)程中的損壞、驗(yàn)收系統(tǒng)不潔凈和驗(yàn)收手
段及設(shè)備精度低以外t還有一個(gè)重要的因素是
用于氣體系統(tǒng)的安全閥用水驗(yàn)收或檢測(cè)，而用
于液體系統(tǒng)的安全閥用氣體進(jìn)行驗(yàn)收或檢測(cè)。
2．試驗(yàn)性能分析
目前經(jīng)常使用的兩種安全閥結(jié)構(gòu)型式如圖
1和母2所示，分別用空氣和水調(diào)試和檢測(cè)，并
加以比較，試驗(yàn)數(shù)據(jù)列入表1。
圖丑
{ F
墓
圖2
試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，以空氣為試驗(yàn)介質(zhì)的排放
壓力要比以水為試驗(yàn)介質(zhì)舶排放壓力低，有可
裹1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)
佯 ．陣 l 2 3 { 5 6 7 8
結(jié)構(gòu)型式 見圖1 見圖2
整定壓力MPa 0 65 O．65 O．S5 0 75 1．5O ．44E 0．74E D S0
排放壓 永 0 79 0．82 0．BO O．B9 l 65 O 56 0．88 口．57
MPa 空氣 0． 68 O．67 0 66 D 75S l_55 0．45 O 75 0 5 1
超壓 永 21．5 26．2 23．1 l8．7 lO 25．B l8 1 12．日
空氣 4．6 3 l 1．5 O 7 3．3 1．1 0 ? t，5
回座壓力 永 O S3 0 52 0 5O 0．66 1．25 O 40 m 58 0．42
MPa 空氣 0 5B O． 5S 0 56 0 4l O 79 0．36 0 42 0．3】
啟用臣差 水 L8 5 20 23．1 l2 16 7 1O．1 22 l l6
空氣 tO 8 15 4 I3．8 45．3 47．3 32．6 43．6 3B．S
注 {芏件8為進(jìn)口閥，MB—A—c
能造成用于氣體系統(tǒng)l舶安全閥用空氣介質(zhì)調(diào)試
合格后，用水為介質(zhì)進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)，排放壓力不滿
足小于1·1 的要求。而用空氣調(diào)試合格的安
全閥在液體系統(tǒng)的運(yùn)行中，其排放壓力可能超
過(guò)液體安全閥排放壓力的規(guī)定值．安全閥因此
而喪失安全保護(hù)作用，對(duì)系統(tǒng)造成一定的危險(xiǎn)
隱患。
圖i結(jié)構(gòu)型式的安全閥．以空氣為試驗(yàn)介
質(zhì)的回座壓力要比以水為試驗(yàn)介質(zhì)的回座壓力
高 圖2結(jié)構(gòu)型式的安全閥，以空氣為試驗(yàn)介質(zhì)
的回座壓力要比以水為試驗(yàn)介質(zhì)的回座壓力
低t兩者啟用壓差差值甚至大于3O ，出現(xiàn)用
水測(cè)試圖1結(jié)構(gòu)型式的安全閥回座壓力不合格
的現(xiàn)象。同樣，用空氣測(cè)試圖2結(jié)構(gòu)型式的安全
閥會(huì)出現(xiàn)回座性能差的現(xiàn)象，致使用戶不敢將
這種安全閥用于液體系統(tǒng)中，防止安全閥排放
后回座壓力過(guò)低而造成大量有用介質(zhì)的損耗。
出現(xiàn)以上數(shù)據(jù)差別的原因，主要在于安全
閥的結(jié)構(gòu)型式和試驗(yàn)用介質(zhì)的特性。由于空氣
和水兩者性質(zhì)(主要是其可壓縮性)的不同，使
得空氣和水在同一結(jié)構(gòu)和狀態(tài)的安全閥動(dòng)作過(guò)
程中所產(chǎn)生的升力和閥瓣的運(yùn)動(dòng)過(guò)程均有所不
同，從而直接影響了安全閥的性能參數(shù)
在和用戶的接觸中，反映有的安全闊整定
壓力低于規(guī)定的設(shè)定值，安全閥提前開啟．根據(jù)
GBI2~41中的定義 整定壓力為安全阿的閥瓣
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一2O一 閆 門 1997年第4期
在運(yùn)行條件下開始升起時(shí)的進(jìn)口壓力。在該壓
力下，開始有可測(cè)量的開啟高度·介質(zhì)星可由視
覺(jué)或聽覺(jué)感知的連續(xù)排出狀態(tài)。目前絕大多數(shù)
的閥門用戶不具備對(duì)開始有可測(cè)量的開啟高度
的檢測(cè)手段，均按視覺(jué)或聽覺(jué)感知介質(zhì)的連續(xù)
排出狀態(tài)對(duì)安全閥進(jìn)行整定。
用空氣和水兩種介質(zhì)對(duì)同一狀態(tài)的安全閥
作對(duì)比性試驗(yàn)，得到部分?jǐn)?shù)據(jù)如表2。從中可以
看出．當(dāng)用氣體對(duì)液體用的安全閥進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，
有可能出現(xiàn)安全閥的整定壓力偏低的現(xiàn)象，排
放壓力甚至低于規(guī)定的整定壓力值。
寰2 對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)(整定壓力) MPa
介質(zhì)樣件9 樣件lO 樣件ll 樣件12 樣件13
空氣0．565 0 550 0．490 1 20 1-20
永 0．583 札5S3 O．5O7 l 26 1．32
3．試驗(yàn)泄漏分析
在使用氣體對(duì)安全閥進(jìn)行泄漏試驗(yàn)時(shí)．是
在密封壓力下．從低于水面13ram， 8×lmm
的管中所冒出的氣泡數(shù)應(yīng)不超過(guò)規(guī)定值。而用
水進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，在密封壓力下閥門密封處不得
有流淌的水珠，即為合格．(ASME鍋爐及壓力
容器規(guī)范'中說(shuō)明當(dāng)用水或蒸汽為試驗(yàn)介質(zhì)作
氣密試驗(yàn)時(shí)，沒(méi)有目視可見的泄漏則應(yīng)認(rèn)為密
封合格。
試驗(yàn)用介質(zhì)流體分子的體積、流體的粘性、
表面張力和對(duì)密封面浸潤(rùn)性對(duì)安全閥閥瓣和閥
座密封面的密封性能影響很大。粘性大的流體
受其內(nèi)摩擦的影響，在泄漏通道內(nèi)的流動(dòng)阻力
大，不易泄漏。氣體介質(zhì)的粘度遠(yuǎn)小于液體，故
空氣密封比水密封困難得多 一般講，用氣體檢
漏符合要求的安全閥，用水進(jìn)行檢漏可以滿足
標(biāo)準(zhǔn)要求，而用水檢漏合格的安全閥．用氣體在
密封壓力下進(jìn)行檢漏時(shí)，往往有的安全閥泄精
量超過(guò)氣體用安全閥的泄漏標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
目前國(guó)家尚未制訂有關(guān)安全閥試驗(yàn)檢鍘用
氣相和液相的對(duì)照密封試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，以致于用水
檢查合格而用氣體檢查不合格的不宜判定為不
合格品 另外，由于氣、液的整定壓力之間可能
存在的差 U，導(dǎo)致以氣體為試驗(yàn)介質(zhì)時(shí)，實(shí)際的
密封壓力已超過(guò)90 ，s(氣體)·也能造成密
封不合格。雖然用氣體檢漏是提高液體用安全
閥密封的一種措施，但用于閥門的驗(yàn)收時(shí)，還需
根據(jù)實(shí)際的使用介質(zhì)而定。因此 對(duì)為了提高液
體介質(zhì)用安全閥密封性能而采用氣體介質(zhì)檢漏
時(shí)，應(yīng)在產(chǎn)品供貨臺(tái)同中有所注明a
在研制過(guò)程中，安全閥出現(xiàn)過(guò)用空氣調(diào)試
發(fā)生顫振，而用水進(jìn)行校驗(yàn)對(duì) 無(wú)顫撮現(xiàn)象 相
反，用水調(diào)試發(fā)生顫振的安全閥 用空氣進(jìn)行校
驗(yàn)時(shí)，無(wú)顫振現(xiàn)象。經(jīng)分析，這些現(xiàn)象與試驗(yàn)介
質(zhì)的特性有關(guān)，從而影響了安全閥的機(jī)械特性。
4．結(jié)語(yǔ)
試驗(yàn)用介質(zhì)的特性對(duì)不同結(jié)構(gòu)安全閥的影
響有所不同。~ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范》中
要求液體用的安全閥應(yīng)用水或適宜的液體作試
驗(yàn)以證實(shí)其爆鳴點(diǎn)或整定壓力。GB12241-
1989中要求用于液體舶安全閥，可用水或其他
已知其性質(zhì)的液體進(jìn)行測(cè)定動(dòng)作特性的試驗(yàn)。
法國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)NFE29-41l—l984中規(guī)定，對(duì)
預(yù)定用于液體的安全閥，用水或其他已知其性
質(zhì)的液體作為試驗(yàn)介質(zhì)。英國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
BS6759-1984中要求，確定排放水的安全閥動(dòng)
作特性試驗(yàn)應(yīng)用水作試驗(yàn)介質(zhì)，不允許用蒸汽、
空氣或其他氣體作安全閥的流動(dòng)特性試驗(yàn)，反
之，也不允許用水或其他液體作蒸汽安全閥的
流動(dòng)特性試驗(yàn)，這些規(guī)定都說(shuō)明了氣、液介質(zhì)對(duì)
安全閥動(dòng)作特性有麓不同的影響。
在調(diào)試或驗(yàn)收安全閥時(shí)，應(yīng)考慮安全閥所
應(yīng)用系統(tǒng)的介質(zhì)狀態(tài)商選用試驗(yàn)介l質(zhì)。若在驗(yàn)
收安全閥中試驗(yàn)數(shù)據(jù)與制造商攝供的不相符
時(shí)，應(yīng)詢問(wèn)驗(yàn)收用介質(zhì)與系統(tǒng)或涌試用介質(zhì)特
性是否一致，不可輕易調(diào)整閥內(nèi)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)．如
調(diào)節(jié)圈或i阿整螺釘?shù)?。否則，安全阿在實(shí)際的系
統(tǒng)中不能達(dá)到i廚試時(shí)(檢鍘能力足夠)的參數(shù)要
求．甚至起不到安全保護(hù)作用。
參考文獻(xiàn)
l ASME锝爐及壓力容器規(guī)范．Ⅶ(2)
2 GB12241-1989安全閥—般要求
3 NF E29_4ll一19B‘工業(yè)蛹門安全閥一般設(shè)計(jì)、排量計(jì)
算、標(biāo)記、包裝
4 BS6759-1984蒸汽和熱水安全闊規(guī)范
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03-05