一、 安(an)全(quan)閥概述
安全閥也稱安全門或保險閥，是一種安全保護用閥，它的啟閉件在外力作用下處于常閉狀態，當設備或管道內的介質壓力升高，超過規定值時自動開啟，通過向系統外排放介質來防止管道或設備內介質壓力超過規定數值。當壓力恢復正常后，在壓力回降到工作壓力或略低于工作壓力時閥門再行關閉并阻止介質外流。安全閥屬于自動閥類，主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過規定值，對人身安全和設備運行起重要保護作用。
二、安(an)全閥的(de)分類
安全閥的(de)分類見圖6.3.20。
1. 按結構(gou)及加(jia)載機(ji)構(gou)可以分(fen)為重錘(chui)杠桿式、彈(dan)簧式和脈沖式三種(zhong)。
①. 重錘(chui)杠桿式安全閥
重(zhong)錘(chui)(chui)杠(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)式安全閥(fa)是(shi)利用(yong)(yong)(yong)重(zhong)錘(chui)(chui)和(he)杠(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)來平衡(heng)作用(yong)(yong)(yong)在閥(fa)瓣上的(de)(de)力。根據杠(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)原理，它(ta)可以使用(yong)(yong)(yong)質量(liang)較小的(de)(de)重(zhong)錘(chui)(chui)通過杠(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)的(de)(de)增大作用(yong)(yong)(yong)獲得較大的(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)力，并(bing)通過移(yi)動(dong)重(zhong)錘(chui)(chui)的(de)(de)位置（或變換重(zhong)錘(chui)(chui)的(de)(de)質量(liang)）來調整安全閥(fa)的(de)(de)開啟壓力。重(zhong)錘(chui)(chui)杠(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)式安全閥(fa)結構簡單，調整容(rong)易(yi)(yi)而(er)又比(bi)較準確，所加的(de)(de)載荷不會因閥(fa)瓣的(de)(de)升(sheng)高(gao)(gao)而(er)有較大地(di)增加，適用(yong)(yong)(yong)于(yu)溫(wen)度(du)較高(gao)(gao)的(de)(de)場合，過去用(yong)(yong)(yong)得比(bi)較普(pu)遍，特別是(shi)用(yong)(yong)(yong)在鍋爐和(he)溫(wen)度(du)較高(gao)(gao)的(de)(de)壓力容(rong)器上。但重(zhong)錘(chui)(chui)杠(gang)(gang)桿(gan)(gan)(gan)式安全閥(fa)結構比(bi)較笨重(zhong)，加載機構容(rong)易(yi)(yi)振動(dong)，并(bing)常因振動(dong)而(er)產生泄漏(lou)；其(qi)回座壓力較低，開啟后不易(yi)(yi)關閉及保持嚴密。
②. 彈簧微啟式安全閥
彈(dan)(dan)(dan)簧(huang)微啟(qi)式(shi)安全(quan)閥(fa)(fa)(fa)是利用(yong)(yong)壓縮彈(dan)(dan)(dan)簧(huang)的(de)(de)力來平衡作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)閥(fa)(fa)(fa)瓣(ban)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)力。螺旋圈(quan)形彈(dan)(dan)(dan)簧(huang)的(de)(de)壓縮量(liang)可以(yi)通過轉動(dong)它(ta)上(shang)(shang)(shang)面(mian)的(de)(de)調整螺母來調節，利用(yong)(yong)這種結構(gou)就可以(yi)根據需要校(xiao)正安全(quan)閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)開啟(qi)（整定）壓力。彈(dan)(dan)(dan)簧(huang)微啟(qi)式(shi)安全(quan)閥(fa)(fa)(fa)結構(gou)輕便緊湊，靈(ling)敏度也(ye)比較(jiao)高，安裝位置不受限制(zhi)，而(er)且因(yin)為對(dui)振動(dong)的(de)(de)敏感性小(xiao)，所以(yi)可用(yong)(yong)于(yu)移動(dong)式(shi)的(de)(de)壓力容器上(shang)(shang)(shang)。這種安全(quan)閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)缺點(dian)是所加(jia)的(de)(de)載荷會(hui)(hui)隨著(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)開啟(qi)而(er)發生變化，即(ji)隨著(zhu)(zhu)閥(fa)(fa)(fa)瓣(ban)的(de)(de)升高，彈(dan)(dan)(dan)簧(huang)的(de)(de)壓縮量(liang)增大，作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)閥(fa)(fa)(fa)瓣(ban)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)力也(ye)跟(gen)著(zhu)(zhu)增加(jia)。這對(dui)安全(quan)閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)迅(xun)速開啟(qi)是不利的(de)(de)。另外，閥(fa)(fa)(fa)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)彈(dan)(dan)(dan)簧(huang)會(hui)(hui)由(you)于(yu)長(chang)期受高溫(wen)的(de)(de)影響而(er)使彈(dan)(dan)(dan)力減(jian)小(xiao)。用(yong)(yong)于(yu)溫(wen)度較(jiao)高的(de)(de)容器上(shang)(shang)(shang)時，常(chang)常(chang)要考慮(lv)彈(dan)(dan)(dan)簧(huang)的(de)(de)隔熱或散熱問題，從而(er)使結構(gou)變得復雜起來。
③. 脈沖式安全閥
脈(mo)沖式安全(quan)閥(fa)由(you)主(zhu)閥(fa)和輔閥(fa)構成，通(tong)過輔閥(fa)的脈(mo)沖作用(yong)帶動主(zhu)閥(fa)動作、其結構復雜(za)，通(tong)常只適用(yong)于安全(quan)泄放量(liang)很大(da)的鍋(guo)爐和壓力容器。
2. 按照介質(zhi)排放(fang)方式的不同(tong)安全閥又可以分(fen)為全封閉(bi)式、半封閉(bi)式和開放(fang)式等三種。
①. 全封閉安全閥
全(quan)封(feng)閉式安全(quan)閥排(pai)(pai)氣時，氣體(ti)全(quan)部(bu)通過(guo)排(pai)(pai)氣管(guan)排(pai)(pai)放，介質(zhi)不能間外泄漏，主(zhu)要用于介質(zhi)為有毒、易燃氣體(ti)的容器。
②. 半(ban)封閉式(shi)安全閥(fa)
半封閉式安(an)全閥(fa)所排出的(de)氣體一部分通過排氣管(guan)，也有一部分從(cong)閥(fa)蓋與閥(fa)桿間的(de)間隙中(zhong)漏(lou)出，多用于介質為不會污(wu)染(ran)環境的(de)氣體的(de)容器(qi)。
③. 開放(fang)式安全閥(fa)
開放(fang)式安全閥的(de)閥蓋是敞開的(de)，使彈簧(huang)腔室與(yu)大氣相通(tong)，這樣(yang)有利于(yu)降(jiang)低彈簧(huang)的(de)溫(wen)度，主要(yao)適(shi)用于(yu)介質為蒸汽，以(yi)及對大氣不(bu)產生污染的(de)高溫(wen)氣體的(de)容器。
3. 按照閥瓣開啟的最(zui)大高(gao)度與(yu)安(an)全(quan)閥流道直徑之比來劃分，安(an)全(quan)閥又可分為彈(dan)簧微啟封閉高(gao)壓式(shi)(shi)安(an)全(quan)閥和彈(dan)簧全(quan)啟式(shi)(shi)安(an)全(quan)閥兩種。
①. 彈簧微啟(qi)封閉式高壓(ya)安全閥
微啟式(shi)安(an)(an)全(quan)閥的(de)開(kai)啟高度小于(yu)流道直(zhi)徑(jing)的(de)1/4，通常為(wei)流道直(zhi)徑(jing)的(de)1/40～1/20。微啟式(shi)安(an)(an)全(quan)閥的(de)動作過程是(shi)比例(li)作用式(shi)的(de)，主(zhu)要用于(yu)液體場(chang)合，有時也用于(yu)排放量很小的(de)氣體場(chang)合。
②. 彈簧全啟式安全閥
全(quan)(quan)啟式安全(quan)(quan)閥(fa)(fa)的開啟高度(du)大于(yu)或(huo)等于(yu)流道(dao)直徑的1/4。全(quan)(quan)啟式安全(quan)(quan)閥(fa)(fa)的排放面積是(shi)閥(fa)(fa)座；喉部(bu)最小截面積。其動作過程是(shi)屬于(yu)兩段作用式，必須(xu)借助于(yu)一個升力機構才能(neng)達到(dao)全(quan)(quan)開啟，全(quan)(quan)啟式安全(quan)(quan)閥(fa)(fa)主要用于(yu)氣體(ti)介質的場合。
③. 中啟式安全閥
開啟(qi)高(gao)度介于微啟(qi)式(shi)與全啟(qi)式(shi)之(zhi)間。即可以(yi)做成(cheng)兩段(duan)作(zuo)用(yong)式(shi)，也(ye)可以(yi)做成(cheng)比例作(zuo)用(yong)式(shi)。
法蘭(lan)連接帶手柄(bing)波紋管全啟(qi)式(shi)安全閥如圖(tu)6.3.21所示(shi)，典型安全閥如圖(tu)6.3.22所示(shi)。
三、安全閥的工(gong)作原理及(ji)特點
（1）彈(dan)簧(huang)(huang)式(shi)仍然(ran)是(shi)最通用的(de)一種。彈(dan)簧(huang)(huang)式(shi)安全(quan)閥(fa)作用原(yuan)理(li)是(shi)，彈(dan)簧(huang)(huang)力(li)與介質作用于(yu)閥(fa)瓣(ban)(ban)的(de)正常壓力(li)相平衡，使(shi)密封面(mian)(mian)密合(he)；當介質壓力(li)過高(gao)時(shi)，彈(dan)簧(huang)(huang)受到(dao)壓縮，使(shi)閥(fa)瓣(ban)(ban)離開(kai)閥(fa)座，介質從中泄出；當壓力(li)回降到(dao)正常值(zhi)時(shi)，彈(dan)簧(huang)(huang)力(li)又將閥(fa)瓣(ban)(ban)推向閥(fa)座，密封面(mian)(mian)重新(xin)密合(he)。
（2）在(zai)一些重(zhong)要(yao)部位往(wang)往(wang)使用(yong)帶扳手的雙彈(dan)簧微啟(qi)式安全閥(fa)。這種(zhong)結構形狀如圖6.3.22（b）所示。
（3）脈沖式安(an)(an)全(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，就是一(yi)(yi)個大的(de)安(an)(an)全(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)（主閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)）和一(yi)(yi)個小的(de)安(an)(an)全(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)（輔閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)）配合動(dong)作，通(tong)過(guo)輔閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)脈沖作用帶動(dong)主閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)啟閉。大的(de)安(an)(an)全(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)比較遲鈍，小的(de)安(an)(an)全(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)則(ze)比較靈敏。將通(tong)向主閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)介質與輔閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)相連通(tong)，壓力(li)過(guo)高時(shi)，輔閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)開啟，介質從(cong)旁路(lu)進(jin)入主閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)下面的(de)一(yi)(yi)個活塞，推動(dong)活塞將主閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)打開。壓力(li)回降(jiang)(jiang)時(shi)，輔閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)關閉，主閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)活塞下的(de)介質壓力(li)降(jiang)(jiang)低(di)，主閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)瓣也(ye)跟著下降(jiang)(jiang)密合。這種安(an)(an)全(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)結構復雜，只有在通(tong)徑很(hen)大的(de)情(qing)況下才采用。
（4）杠桿(gan)式(shi)安(an)全(quan)閥(fa)(fa)（重錘(chui)式(shi)）安(an)全(quan)閥(fa)(fa)，是(shi)一種(zhong)古老(lao)的閥(fa)(fa)門。它依靠杠桿(gan)和重錘(chui)來平衡閥(fa)(fa)瓣的壓力。通過重錘(chui)在杠桿(gan)上(shang)的移(yi)動，調(diao)整壓力的大小。它與彈(dan)簧式(shi)安(an)全(quan)閥(fa)(fa)比較，顯得笨重而(er)遲鈍(dun)。好處是(shi)因為沒有彈(dan)簧，不怕介質的熱(re)影響，所以至今(jin)還在某(mou)些鍋爐上(shang)使用。結構形狀(zhuang)如圖6.3.22（e）、圖6.3.22（f）所示。
四、安全閥形(xing)式的選(xuan)擇(ze)
（1）排(pai)放氣體(ti)或蒸汽時，選(xuan)用全啟(qi)式安全閥。
（2）排放液體(ti)時，選用全啟(qi)式(shi)或微啟(qi)式(shi)安全閥。
（3）排放水蒸氣(qi)(qi)或空氣(qi)(qi)時(shi)，可選用帶扳(ban)手(shou)的安全閥。
（4）對(dui)設定壓力(li)大于(yu)3MPa，溫(wen)度超過(guo)235℃的氣體(ti)，則選用帶(dai)散(san)熱片的安全閥，以防(fang)止泄(xie)放介質直(zhi)接沖蝕彈簧(huang)。
（5）排放介(jie)質允許泄(xie)(xie)漏(lou)至(zhi)大氣的(de)，選用開式閥(fa)帽安(an)全閥(fa)；不允許泄(xie)(xie)漏(lou)至(zhi)大氣的(de)，選用閉式閥(fa)帽安(an)全閥(fa)。
（6）排放有(you)劇毒、有(you)強(qiang)腐(fu)蝕(shi)、有(you)極度危險(xian)的介質，選(xuan)用波紋(wen)管安全閥(fa)。
（7）高背壓(ya)的場(chang)合，選(xuan)用背壓(ya)平(ping)衡式(shi)(shi)安全(quan)閥(fa)(fa)或導閥(fa)(fa)控制式(shi)(shi)安全(quan)閥(fa)(fa)。
（8）在(zai)某些重要的場合，有時(shi)要安裝互為備用(yong)的兩個安全閥(fa)。兩個安全閥(fa)的進(jin)口和出口切斷(duan)閥(fa)宜采用(yong)機械(xie)聯鎖裝置(zhi)，以確保在(zai)任何時(shi)候（包(bao)括維修，檢修期(qi)間）都能(neng)滿足容(rong)器(qi)所要求(qiu)的泄放面積。
五(wu)、安全閥有關標準規范(fan)
GB/T 12241《安全閥一般要求》
GB/T 12242《安全閥性能試驗方法》
GB/T 12243《彈簧直接載荷式安全閥》
ZBJ 98013《電(dian)站安(an)全閥技(ji)術條件》
JB/T 53170《彈簧直接載荷式安全閥產品質量分等》
TSG ZF001《安全閥安全技術監察規程》
SY/T 0525.1《石油儲罐液壓安全閥》
SY/T 10006《海上井口地面安全閥和水下安全閥規范》
SY/T 10024《井下安全閥系統的設計、安裝、修理和操作的推薦作法》
GB/T 14087《船用空氣瓶安全閥》
JB/T 6441《壓縮機用安全閥》
JB/T 2203《彈簧式安全閥 結構長度》
JB/T 9624《電站安全閥技術條件》
JB/T 53170《彈簧直接載荷式安全閥產品質量分等》
ISO 4126-1《安(an)全(quan)閥 第1部分：通用要求》
ISO 10417《石油和天然氣工業 地下安(an)全閥系統設計、裝配、操作(zuo)和修理》
HG 3157《液化氣體罐車用彈(dan)簧(huang)安(an)全閥》
BS 6759《安全閥》
