安全阀常见故障及其解决方法

姜颖华 上海铁路局科研所

安全阀是一种自动阀门，它能够在被保护设备内介质压力超过预设的安全压力值时自动开启，排出一定量的流体，而后在设备内介质压力降至或略低于安全压力值时，又自动关闭，从而起到保护设备的作用。

安全阀作为特种设备的一种安全保护装置，在特种设备上起到了最后一关的保护作用，其重要程度不言而喻。一旦安全阀出现故障，起不到应有的保护作用，将会带来巨大的经济损失与人员伤亡，甚至导致灾难性的后果。

鉴此，本人结合多年的特种设备检验检测经历和安全阀的使用和故障处理经验，浅谈日常过程中安全阀的常见故障和解决的办法。

1 安全阀的密封面

安全阀的密封性好坏关系到设备能否正常运行以及设备运行的经济性。当介质为有害气体时，密封不好会造成大气污染，因而要求安全阀具有良好的密封性能。

1.1 安全阀密封面的形式

金属对金属的密封面有平面密封、锥形密封、球形密封等几种形式。其中，锥形密封要求较高的同轴度，所以一般用于压力和温度较高的环境中；球形密封由于球体的圆度较难加工，球体的材料如果太硬，则会损伤阀座，太软的话又会凹陷变形，所以球形密封一般用在小口径的简易结构上。

在高温环境中工作的安全阀的密封面可用硬质合金堆焊，一般为钴基硬质合金，其硬度在HRC40~45之间，具有优良的物理特性。密封面也可用含铬的不锈钢制成，这种材质一般用于水或其它带有腐蚀性的介质上。铜质材料的密封面由于硬度较低，一般用在空气及水介质中。

非金属材质的密封面一般选用聚四氟乙烯、尼龙或者是橡胶。

1.2 对密封面的要求

由于大多数安全阀都在较高的压力状态下运行，这就需要较高的预紧力，因而必须采用硬材料密封面。如果安全阀安装在高温受压设备上，必须采用耐高温的材料。因此，大多数工业安全阀都采用金属材料密封。对用作密封面的金属材料的要求是：有较高的强度，可以承受较高的密封比压；有一定的抗冲击韧性，可以承受阀芯快速起跳回座的冲击；有较高的硬度，可以承受介质冲刷；不能生锈，否则很容易导致安全阀泄漏；要耐高温，可以适应蒸汽介质，不至于高温下变软；要耐腐蚀，可以承受酸碱介质的侵蚀。蒸汽安全阀的密封面硬度一般为HRC40~45。

2 安全阀的常见故障

安全阀的常见故障主要有：安全阀泄漏、安全阀动作不灵活和安全阀动作性能达不到要求。

2.1 安全阀泄漏

安全阀泄漏是指在规定的密封试验压力下介质从阀座与阀瓣密封面之间泄漏出来的量超过允许值的现象。本人在日常工作中碰到的泄漏情况主要有以下几种原因。

2.1.1 阀座或阀瓣的密封面有损伤

造成这种损伤的原因可能是腐蚀性介质对金属密封面的侵蚀，也可能是安全阀在安装过程中，不小心带入了赃物，或者是留在安全阀进口管道内的焊渣、铁锈等在安全阀高速排放过程中，随着介质的流动，不断冲刷密封面造成划伤。

2.1.2 温度过高

使用于高温介质或安装在高温环境中的安全阀，在阀座或阀芯密封面堆焊层周围可能会产生不均匀的热膨胀以及弹簧受热后刚度变软、预紧力减小从而带来密封比压力下降等原因造成安全阀泄漏。

2.1.3 安全阀选用不当

所选用的安全阀的开启压力与设备实际工作压力过于接近时，由于设备工作压力的波动范围接近或者超过安全阀的密封压力，造成安全阀的泄漏。

2.1.4 安全阀的安装不当

安全阀的进出口连接管道因为安装不正确所形成的不均匀载荷使阀门同轴度遭到破坏，发生安全阀的泄漏。

2.2安全阀动作不灵活

安全阀动作不灵活主要是指安全阀开启、回座时动作不灵活、不清脆或者开启之后没有回座的现象。主要原因如下：

（1）运动部件有碰伤、拉毛、铁锈或者毛刺等缺陷，在装配时没有及时清理，从而造成排放时部件之间出现卡阻现象。

（2）管道或设备中的赃物如焊渣、铁锈等，随着安全阀排放出的介质冲到运动部件的间隙中引起运动部件间的卡阻。

（3）安全阀在长时间的运行中没有动作过，且又没有作定期的检查和维修，从而造成阀门运动部件之间出现卡阻。

2.3 安全阀动作性能达不到要求

这主要是指那些在制造厂出厂时性能合格的安全阀产品，在使用过程中由于安装、选型或者检修装配、调整不当等原因所引起的性能变化。

2.3.1 开启压力变化

整定压力误差、环境温度变化、选用非背压平衡式安全阀和随意调整螺杆与螺母的松紧等原因都会造成开启压力的变化。

整定压力的误差主要有：定压使用的介质与实际使用的介质不同，常温定压与高温介质之间的误差，定压所用的压力表与实际运行所用的压力表的精度等级不同，以及定压操作人员的操作水平与读数精度的误差。这些都会造成安全阀实际开启压力超过误差的允许范围。

安全阀在使用过程中，由于环境温度大幅度的变化也会造成弹簧刚度的变化，使其实际开启压力偏离设定的压力。一般情况下，随着温度的升高，开启压力下降。

当选用非背压平衡式安全阀时，其排出管既有背压力发生变化时，阀门的开启压力也会随之改变。一般情况下，排放管背压力增大，开启压力也会增大。

随意调整螺杆与螺母的松紧会造成弹簧的预紧力偏离预定值，从而造成开启压力发生变化。

2.3.2 排放压力或回座压力发生变化

调节圈位置变动或者排放管流动阻力增大都会使排放压力或者座压力发生变化。

安全阀出厂时，调节圈的位置都是经过测试后被固定在某一位置上的，并且都是铅封的。当随意调整调节圈的螺钉时，会造成调节圈偏离位置，从而使排放压力或者回座压力变化。

当所选用的排放管内径和长度不合理时，阀门排放时会因为排放管的阻力太大而造成排放压力或回座压力升高。

除了上述三种安全阀的常见故障外，还有一种情况，即，安全阀的阀门频跳。这主要是安全阀的阀芯迅速异常地来回运动，不停地冲击着阀座，造成部件损坏。造成阀门频跳的主要原因是：阀门通径选用不当，进口管和排放管的阻力过大，弹簧刚度不够和调节圈位置不当等。

3 安全阀常见故障的解决办法

3.1 安全阀泄漏故障的解决办法

（1）发生泄漏故障后，要根据损伤程度采用研磨或者车削后研磨的办法加以修复，修复后要保证密封面的平整度和光洁度不低于10。研磨是应用研具与研磨剂，在研磨剂承受一定的压力后，对工件表面进行微量的磨削，从而使工件表面磨去一层极薄的金属，同时研磨剂起化学作用形成一层氧化膜，最终使工件表面达到要求。

（2）属于选用不当时，应根据使用温度重新选用适合于高温介质的安全阀，如带散热器的安全阀或是其它特殊结构的安全阀。对因高温环境造成的泄漏应采取适当的隔热措施。

（3）根据弹簧的工作压力许可范围重新定压，若超出工作压力的范围，则应更换工作压力级与其相符的弹簧。

（4）可使用提升扳手或其它方法将阀门开启数次把赃物吹去，若无法吹走，则应该拆开阀门加以清洗。

绝对密封的接合，在安全阀中是难以实现的。随着时间的推移，通常都会有些许数量的介质经过密封面接合处渗漏出来。良好的密封主要是指渗漏出来的量很小，以至于可以忽略不计。

3.2 安全阀动作不灵活故障的解决办法

（1）应及时查明卡阻原因并予以消除。

（2）应根据损伤程度加以修复或更换。

（3）根据另件损坏情况重新拆洗或更换阀门并建立定期检修制度。

3.3 安全阀动作性能达不到要求故障的解决办法

（1）找出操作误差的原因并采取适当的措施消除。如重新调整调节螺杆，调整完后将防松螺栓并紧，找出背压力变动的原因并加以消除；当背压变化量较大时应选择背压平衡式波纹管安全阀；

（2）重新调试，调整后应将固定螺钉锁紧并加以铅封。

（3）根据设备不同的排量，重新计算并选用排量与其相近的安全阀。

（4）增大进口管和排放管的内径。

（5）检查弹簧，看其工作压力是否与阀门的开启压力相符合。

4总结

安全阀的维修和检验是一项严谨的工作。对安全法的维修和检验不当，工作上的微小失误或不慎都有可能导致安全阀的失效，从而导致严重的事故，给日常的生产生活带来巨大的危害。因此，我们一定要在日常工作中时刻怀有高度的责任心，多观察、多总结安全阀的各种故障形式，探索更为有效和安全的维修办法，为安全阀的有效运作，为生产的安全进行贡献力量。