安全阀稳定问题在石油化工设备的研究

陈梅荣

摘 要：安全阀作为石油化工生产过程中重要的组成部分，一般安装在管道或压力容器上，将整个管道的压力控制在相关规定的标准内。但是当安全阀出现磨损或因其他客观因素出现问题时，便会出现泄压的现象。对此，需要对安全阀进行定期检查，以此来保证石油化工生产的安全可靠性。本文主要围绕安全阀稳定问题在石油化工设备中的研究进行了分析，以期能为相关生产人员后续工作提供借鉴意义。

关键词：石油化工设备 安全阀 稳定问题 研究分析

中图分类号：TQ050.7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）11（a）-0133-02

在石油化工行业中，安全一直是其首要关注的问题，因为直接决定着生产过程的可靠性及生产人员的生命财产安全。并且石油化工企业在生产过程中，会接触到大量的易燃易爆的原材料，稍有不慎便会造成重大经济损失以及无法挽回的安全灾难。而其中，安全阀作为输送管道上的重要部件，通过将石油化工设备内部的压力控制到标准范围内，以此来保证生产人员安全及生产设备运行时的安全性和可靠性。但是，安全阀可能会因为一些外力因素而导致其出现损坏情况，或者在使用前未经过压力试验，致使运行过程中无法调准压力值。这都会影响到安全阀的正常使用，进而导致石油化工设备无法顺利运行，制约企业经济发展。

1 石油化工安全阀概述

1.1 安全阀定义及作用

安全阀是一种较常应用于锅炉、压力容器、管道及石油化工设备上的特殊阀门，因其受外力的作用而保持常闭状态。在使用过程中，安全阀通常是根据设备或管道内部的压力大小来进行启闭操作的。当设备或管道内部压力过大，已经超过相关规定中明确的标准值时，安全阀便会自动开启，通过向外界排放介质来保持内部压力的平衡[1]，并有效防止因设备或管道内部压力过大而产生的爆炸现象，使设备能够安全运行，为生产工作人员的安全提供有力的保障。

1.2 安全阀主要组成

安全阀因其整体结构的不同可分为杠杆式、弹簧式以及脉冲式3种。其分类具体如下所述[2]。

1.2.1 重锤杠杆式安全阀

杠杆式安全阀是将质量小的重锤通过运用杠杆原理增大其作用力，然后利用位置的移动来控制安全阀开启时的压力，使安全阀能够完全密闭。并且因为其阀杆受力均匀，所以稳定性能较为显著。但是这种类型的安全阀体积比较大，使用时非常笨重，占地面积大。除此之外，重锤核杠杆式安全阀结构也容易振动，而且会引起泄露，并且会严重影响安全阀闭合的紧密性。

1.2.2 弹簧式安全阀

弹簧式安全阀是通过利用压缩弹簧使阀内的阀瓣所受力度达到均匀，进而使阀门能够保持良好的密闭性。并且弹簧式安全阀远远不同于杠杆式安全阀，其体积小，运用灵活，灵敏度也明显增高，可将其运用到移动式的石油化工设备上来满足石油化工企业生产过程中对安全的需求。但是，弹簧式安全阀上面的弹簧会受外力的作用而加大压缩，这样一来会对安全阀的开启增加许多困难。因此，这需要在进行弹簧式安全阀的选择时，应根据实际工作压力需求来挑选。此外，在生产过程中，化工石油设备会产生大量的热量，过多的热量会导致弹簧的弹力减弱，导致弹簧安全阀失去其应有的作用。

1.2.3 脉冲式安全阀

脉冲式安全阀即先导式安全阀，其主要是利用主阀与辅阀的有效结合，然后使辅阀的脉冲作用有力地带动主阀进行动作。脉冲式安全阀应用原理实质上指的是：通过受小型弹簧直接作用的辅阀启动主阀进行動作，当石油化工设备内部压力超过标准值时，辅阀先动作，进而引发主阀动作，将内部介质排放掉，使其内部压力保持平衡，然后恢复至回座压力。之后辅阀先进行回座，接着主阀回座，使安全阀重新处于密闭，继续进行正常的工作。脉冲式安全阀有效地利用机械与电气的安全装置来达到操作过程安全的目的。但是，脉冲式安全阀相较其他种类的安全阀而言，结构繁琐复杂，购买价格昂贵，并且对于介质的要求较高，需要纯净、无杂质的介质才可达到其应用条件。

2 影响安全阀稳定的常见因素

众所周知，石油化工本身具有一定的危险性。而其生产工艺程序受安全因素的制约也是相当复杂。安全阀作为重要的设备元件之一，存在的影响因素很多。但主要分为压力容器问题和压杆问题两个主要类型[3]。以物理学为基础，压力容器问题就是当液体或气体在注入到容器的运行过程中产生的气流对容器壁造成的压力。当产生的气流过大时，致使压力超过容器的最大压力值时造成容器变形、损坏，甚至发生爆裂的问题。而压杆问题又分为稳定情况和不稳定情况下压杆问题两种。稳定情况下的压杆问题就是当对压杆两端施加大小相等、方向相反的作用力时，不受外力的影响使终保持平衡状态。不稳定情况与稳定情况相对，即施加大小相等、方向相反的作用力时，在外力的干预下无法恢复到原有状态的情况。

3 安全阀常见故障分析

3.1 密封不严，导致泄漏

安全阀最常见的故障就是因为密封上的疏忽，导致管道内液体或气体出现泄漏现象。目前，最常见的密封不严情况多出现在弹簧、阀瓣或阀座之间。例如由于弹簧缺乏维护出现松动或长期磨损使弹簧性能下降甚至发生断裂。阀瓣及阀座封面因尘土等杂质的摩擦出现损毁，致使密封不严。当密封面不能有效接触时，也会存在密封不当的情况，例如当安全阀启动时的压力与工作压力接近时，由于压力的原因使密封面接触不当或发生偏移，也会出现泄漏现象[4]。所以，安全阀必须进行定期修护，保证各零件性能稳定，从根本上杜绝密封不严导致的泄漏现象。

3.2 安全阀提前开启

导致安全阀提前开启即在设备压力值在正常范围内时，因各种原因使安全阀提前开启。目前常见的原因有三个方面：第一，为安全阀的开启压力在没有调准的情况下，使开启压力低于正常压力值，迫使安全阀提前开启。第二，因检修不当影响弹簧松动或出现腐蚀断裂，此时开启压力会低于正常压力值。第三，因外界温度的升高，使弹簧性能下降，造成开启压力低于正常压力值。安全阀提前开启意味着平衡压力失败，进而影响设备的正常使用。

3.3 阀门不动

与安全阀提前开启相对的就是当设备压力达到或超过规定值时，阀门不开启，使设备内压力过大造成损毁。其原因除了因背压过大时，介质压力达到规定值后阀门不能正常开启[5]，还有与提前开启相对存在三个原因：第一，开启压力未调准，并高于正常压力值。第二，检修时忽视阀瓣或阀门管道处的堵塞物，将转动零件卡住不动。第三，当外界温度过低时冻住安全阀，使其不能正常开启。

4 结语

总而言之，在石油化工设备稳定问题上安全阀起着平衡、控制设备内部压力、保障设备安全运行等关键作用。但其会因一些不确定因素的影响而出现问题，导致石油化工设备无法正常投入使用。对此，针对安全阀常见故障必须要加强巡查力度，安排专业技术人员定期对其进行维护与处理，从根本上减小安全阀出现故障现象的可能性。除此之外，还要不断地提高安全阀的密闭性与稳定性，保障其各项功能正常运行，进而为我国石油化工原料安全输送做出贡献。

参考文献

[1] 李楠.石油化工装置安全阀的配管设计研究[J].广东化工，2017，44（4）：110-111.

[2] 李鹤.浅析石油化工装置安全阀的配管设计[J].黑龙江科技信息，2016（25）：62.

[3] 李德安.石油化工装置中安全阀常见的损坏原因及处理措施[J].企业技术开发，2016，35（15）：110，118.

[4] 贺志伟，仲小慧，熊双.石油化工装置安全阀的配管设计研究[J].化工管理，2016（2）：256.

[5] 颜勤伟，丁无极，陈海云，等.基于背压修正的安全阀排量精确计算方法[J].压力容器，2015，32（6）：40-48.endprint