先导式安全泄压阀是一种新颖结构的安全阀。主要用于石油天然气、化工、电力、冶金和城市燃气等领域，是受压设备、容器或管路上的最佳超压保护装置。其主要优点是变弹簧直接作用为导阀间接作用，提高了动作的灵敏度，而且主阀采用套筒活塞式，双重密封阀座结构，动作精度高、重复性好、回座快、不泄漏、能带高背压排放、工作等命长、工作稳定可靠，它还可在线调校，反复启跳排放后，仍然能自动回座，关闭严密，操作维护方便。
先导式安全阀(又称脉冲式安全阀),是一种依靠从导阀排出介质来驱动或控制主阀的安全阀，导阀本身是标准的弹簧直接载荷式安全阀。随着现代工业的发展,石油化工、热电、燃气输送等行业纷纷扩大生产规模，越来越多的先导式安全阀应用于石油储罐、热电锅炉和燃气管道等重要设备上。先导式安全阀的好坏，直接影响着设备的安全运行，笔者依据上海禹轩A46F先导式安全阀分析其结构特点、应用范围和工作原理，解析常见故障，以期提高安全阀的管理水平。
结构特点
先导式安全阀由主阀、导阀及控制回路组成。导阀为弹簧式安全阀,主要零件有阀体、阀瓣、弹簧和阀杆等,通过调整弹簧压缩量来调节安全阀的整定压力,使得主阀根据此压力来开启和关闭。
主阀有单排汽和双排汽两种结构,主要由阀体、阀瓣、弹簧、活塞室和导向套等零件组成。主阀和导阀之间有上下两根连接导管,在导管上通向主阀活塞室和导阀进口腔的通道节点上设置一浮动堵阀。先导式安全阀正常工作时,浮动堵阀呈悬浮状态,一旦安全阀开启,则堵阀迅速靠向一边起密封作用。
工作原理
根据导阀上导管连接主阀活塞室的上下不同腔室,可将先导式安全阀分成两种不同形式:
对于导阀上导管连接主阀活塞式阀瓣下腔的结构如图1所示,正常工作状态下,阀瓣上腔和下腔均为外界大气压力,在开启状态下,下腔为介质压力;对于导阀上导管连接主阀活塞式阀瓣上腔的结构如图2所示,正常工作状态下,主阀上腔为介质压力,导阀开启瞬间,上腔压力向大气排放。导管连接形式不同,工作原理就有差别。
应用范围
根据先导式安全阀的结构特点,其适用于以下几种场合:
a.密封要求高的工况。先导式安全阀的主阀可以设计成依靠工作介质来密封的形式,也可对阀瓣施加比直接作用式安全阀大得多的机械载荷,密封比压大,因而具有非常良好的密封性能。
b.排放面积要求大或整定压力要求高的工况。主阀通径易于设计成大口径形式,导阀的整定压力可以达到入口法兰的额定磅级。
c.出口有较大附加背压的工况。先导式安全阀的导阀原理上是平衡设计的,排放通向大气或内部平衡,动作性能不受出口附加背压的影响。
d.设备操作压力与整定压力非常接近的场合。动作过程由主阀和导阀二者配合控制,不像单个弹簧直接载荷式安全阀那样灵敏。
e.大型低压储罐。整定压力可控制得很小,如低压膜片式。
f.工艺要求控制超压位置与允许排放位置较远的场合。可通过导管的长短设计来达到使用要求,如锅炉汽包和过热器集箱上的安全阀。对于工作介质中含有较多的杂质,一方面容易堵塞导管较小的通道,另一方面容易对活塞缸体表面增大摩擦力,使用中应加装过滤器或采取测量管线净化处理措施。
常见故障及解决方法
先导式安全阀使用过程中,常出现主阀导阀泄漏、导阀超压不动作和导阀动作主阀不动作等现象。
主阀导阀泄漏
先导式安全阀泄漏是由于密封失效引起,主要的原因及解决方法有:
a.密封面夹杂脏物。通过开启排放冲跑杂物。
b.密封面机械损伤,出现裂纹泄漏。根据缺陷大小,可通过堆焊、车削、研磨和更换零部件方式解决。
c.机械部分动作不灵敏,锈蚀卡塞不复位。可通过解体清洗、润滑解决。
d.材料失效。密封垫、O形圈等易老化变形,要做到定期检查更换。
导阀超压不动作
导阀超压不动作的原因及解决措施如下:
a.导阀密封面锈蚀粘合或材料变形。此问题与直接载荷式安全阀类似,通过修理更换解决。
b.导阀下导管堵塞。由于介质物性、管路夹杂焊渣杂质等原因,容易堵塞较细的导管,造成压力输送不畅,导阀进口压力远低于主阀进口压力,使用中应做好过滤和定期吹扫工作。
c.导阀弹簧过紧,超过要求的预紧力,应重新检测。
导阀动作而主阀拒动导阀动作而主阀拒动的原因及解决措施如下：
a.主阀活塞运动卡阻,摩擦力过大。检修过程中,要对活塞室内表面、活塞环进行清洁润滑处理,活塞环与活塞套间隙根据力和通径大小有一适中值,过大或过小都将影响动作性能。
b.导阀排气量过小,不足以引起主阀活塞运动。解决方法是选择匹配的主阀和导阀,增大导阀的行程和关小节流阀开度,增加进入主阀活塞室的气量,推动主阀动作。
c.主阀活塞腔漏气,作用于活塞上的力小, 不能运动。主要原因是长期使用后,活塞磨损严重,达不到气密性要求,需更换匹配的活塞及活塞环。
先导式安全阀是设备安全保护的最后一道防线,只有充分掌握其结构特点和工作原理,了解常见故障并进行合理分析,才能避免问题的发生或在发生问题时从容解决,最终保证设备的安全运行。
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