安全阀设计与制造.doc
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安全阀的设计
自从法国工程师1707年发明第一台重锤式安全阀以来,现在安全阀结构已有了很大的发展,主要有弹簧直接载荷式、重锤式、静重式、电磁辅助加载或卸载式、导阀控制式等几大类。
安全阀是一种自动阀门,不借助任何外力而是利用介质本身的压力,当压力超过预定值时,自动排出一定数量的介质,以防止系统内压力超过额定的安全值,当恢复正常压力后,阀门再自行关闭,阻止介质继续流出。所以,安全阀的设计是一个系统性问题,既要考虑安全阀本身的有关因素,又要考虑被保护系统的各种情况对最终的产品的影响。因此,在设计时需要对引起超压的各种因素进行综合分析、判断,只有这样才能确保安全阀设计的合理、安全和可靠。
系统对安全阀的基本要求是准确开启、适时全开、稳定排放、及时回座和可靠密封。
安全阀的设计主要考虑结构、材料和性能等方面内容。结构设计包括阀体结构、密封结构、阀座结构、阀瓣结构、背压平衡结构、紧急提升机构;材料方面主要考虑介质的可燃性、易爆性、有毒性和腐蚀性以及低温、高温、高压对材料的影响;性能设计包括阀座(喷嘴)、阀瓣、导向套、调节圈、弹簧的优化组合,以及被保护系统的各种情况。
设计依据和原则
一、设计依据
1.设计标准
安全阀相关标准是安全阀设计的基本依据。在表2-1中列出了国内和国外相关的安全阀标准。
表2-1 安全阀的相关标准
序号
标 准 代 号
标 准 名 称
1
GB/T12241-2005
安全阀 一般要求
2
GB/T12242-2005
压力释放装置 性能试验规范
3
GB/T12243-2005
弹簧直接载荷式安全阀
4
JB/T9624-1999
电站安全阀 技术条件
5
JB/T6441-1992
压缩机用安全阀
6
ISO4216-1:1991
安全阀 第一部分 一般要求
7
ISO4216-2:1991
安全阀 第二部分 可控制的压力泄放系统
8
ASME锅炉及压力容器规范Ⅰ
动力锅炉
9
ASME锅炉及压力容器规范Ⅱ
核动力设备
10
ASME锅炉及压力容器规范Ⅷ
压力容器
11
DIN3320
安全阀 安全关闭阀
12
TRD421
压力泄放装置-用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组蒸汽锅炉的安全阀
13
BS6759
蒸汽及热水用安全阀技术规范
14
BS6759第四部分
安全阀及安全阀弹簧
15
JIS B8210-1994
蒸汽及气体用弹簧安全阀
16
API 520.1-2000
精炼厂泄放装置尺寸、选用和安装-设计计算和选用
17
API520.2-2003
精炼厂泄放装置尺寸、选用和安装-设计计算和选用
18
API521-1997
泄压和降压系统指南
18
API 526-2002
钢制法兰端泄压阀
19
API 527-1991
泄压阀的阀座密封度
2.动作性能指标
(1)用于气体介质安全阀见表2-2
表2-2 用于气体介质安全阀动作性能指标 Mpa
标准
项目
GB/T12243
ISO4126
ASME标准第Ⅷ卷压力容器
JIS B8210
排放压力pd
≤1.10ps
≤1.10ps
≤1.10ps
启闭压差
Δpb1
ps
△pb1
(不可调)
△pb1 (可调)
△pb1(不可调)
ps
△pb1
0.2
≤0.03
(2.5%~7%)ps(d0≤15mm时△pb1≤15% ps
ps﹤0.3时
△pb1≤0.03)
≤15% ps
≤0.2
≤0.03
﹥0.2
≤15% ps
﹥0.2
≤15% ps
整定压力的允许偏差δps
ps
δps
ps
δps
ps
δps
ps
δps
﹤0.5
±0.015
﹤0.5
±0.015
≤70%ps
±2%ps
≤0.1
≤0.02
≤0.2
≤0.025
≥0.5
±3%ps
≥0.5
±3%ps
﹥70%ps
±3%ps
≤0.3
≤0.03
﹥0.3
≤15%ps
注:ps-整定压力;p-工作压力;do-流道直径
(2) 用于蒸汽介质安全阀见表2-3
表2-3 用于蒸汽介质安全阀动作性能指标 Mpa
标准
项目
GB/T12243
ASME标准第Ⅰ卷动力锅炉
JIS B8210
排放压力pd
≤1.03ps
≤1.03ps
ps≤0.1时: pd≤ ps+0.02
ps ﹥0.1时: pd≤1.03ps
启闭压差
Δpb1
ps
△pb1
4%ps且≥2po(直流蒸汽发生器及高温热水锅炉安全阀△pb1≤10% ps)
ps≤0.1时:Δpb1≤0.02
0.1<ps≤0.2时:Δpb1≤0.025
0.2<ps≤0.4时:Δpb1≤0.03
0.4<ps≤0.7时:Δpb1≤ 0.04
0.1<ps≤1.1时:Δp
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