Sprężynowy zawór bezpieczeństwa. Sprężynowe zawory bezpieczeństwa

Sprężynowy zawór bezpieczeństwa (PPV)- pogląd armatura rurociągowa, przeznaczony automatyczna ochrona urządzenia i rurociągi przed przekroczeniem ciśnienia powyżej określonej wartości poprzez uwolnienie nadmiaru płynu roboczego i zapewnienie zatrzymania wypływu po przywróceniu ciśnienia zamykającego i ciśnienia roboczego.

Główne zespoły zaworów i części:

1 - korpus, 2 - gniazdo, 3 - szpula, 4 - pokrywa, 5 - pręt, 6 - nakrętka, 7 - sworzeń, 8 - sprężyna, 9 - mieszek (montowany w zaworach mieszkowych), 10 - śruba zabezpieczająca, 11 - regulacja tuleja, 12 - tuleja prowadząca, 13 - przegroda, 14 - śruba regulacyjna, 15 - kołpak, 16 - kołnierz gwintowany.

Zasada działania. Przy normalnym ciśnieniu roboczym siła ściśniętej sprężyny dociska szpulę do gniazda (przejście odprowadzenia czynnika roboczego jest zamknięte). Gdy ciśnienie wzrośnie powyżej ustawionej wartości, na szpulę zaczyna działać przeciwnie skierowana siła, która ściska sprężynę, a szpula podnosi się, otwierając kanał do odprowadzania czynnika roboczego. Po spadku ciśnienia przed zaworem do ciśnienia zamknięcia, suwak pod działaniem sprężyny ponownie dociska się do gniazda, zatrzymując wypływ medium.

Pozycja montażowa – pionowa, zaślepka do góry.

Szczelność migawki– klasa „B” GOST R 54808. Na życzenie klienta istnieje możliwość wykonania w innych klasach szczelności.

Możliwe konstrukcje zaworów:

  • Zamknięta zakrętka z mechanizmem wymuszonego otwierania i bez niego.
  • Mieszki równoważące.
  • Bariera termiczna.
  • „Otwarta” pokrywa.
  • Element blokujący uniemożliwiający uruchomienie zaworu.

Podłączenie rurociągu:

  • kołnierzowe;
  • do uszczelki soczewki (kołnierz zgodnie z GOST 9399);
  • dopasowywanie;
  • czapkowo.

Zawory z mieszkiem.

Mieszek jest mechanizmem kompensującym wpływ przeciwciśnienia na wylocie zaworu. Mieszek ma za zadanie chronić sprężynę zaworu przed Szkodliwe efekty agresywne środowisko pracy w wysokich lub niskich temperaturach. Zawory mieszkowe wykonane są ze stali gatunków 12Х18Н9ТЛ i 12Х18Н12МЗТЛ i są przeznaczone do środowisk pracy o temperaturach od minus 60 °С i niższych. Oznaczenie zaworów mieszkowych: KPP4S, KPPS.

Konstrukcja powierzchni uszczelniających i wymiary przyłączeniowe kołnierzy zaworów są zgodne z GOST 12815-80, rząd 2, długości zabudowy są zgodne z GOST 16587-71.

Zawory DN 25 PN 100 kgf/cm2 mogą być wykonane ze złączkami do podłączenia do rurociągu zgodnie z GOST 2822-78, a także z przyłączem kołnierzowym zgodnie z GOST 12815-80, rząd 2.

Zawory bezpieczeństwa o ciśnieniu nominalnym PN 250 kgf/cm2 i PN 320 kgf/cm2, podobnie jak pozostałe modele, mają za zadanie chronić urządzenia przed niedopuszczalnym nadciśnieniem poprzez automatyczne uwalnianie nadmiaru płynu roboczego. Stosowany w urządzeniach z ciekłymi i gazowymi czynnikami roboczymi, które nie powodują korozji części ciała większej niż 0,1 mm.

Zawory bezpieczeństwa z tłoczonym, spawanym korpusem mogą być produkowane z indywidualną długością zabudowy (L i L1), wysokością (H) i wymiary łączące kołnierze, co pozwala na ich zastosowanie jako zamienników importowanej armatury bez zmiany już zainstalowanych urządzeń i rurociągów.

Obliczanie wydajności zaworu - zgodnie z GOST 12.2.085-2002.

Ustawianie ciśnienia, pH– największy nadciśnienie na wejściu do zaworu bezpieczeństwa, przy którym zawór jest zamknięty i zapewniona jest określona szczelność zaworu.

Ciśnienie początkowe otwarcia, Рн.о.(ciśnienie początkowe; ciśnienie nastawy) – nadciśnienie na wlocie do zaworu bezpieczeństwa, przy którym siła otwierająca zawór równoważy się siłami utrzymującymi element ryglujący na gnieździe. Kiedy zaczyna się ciśnienie otwierające, ustalona szczelność w przesłonie zaworu zostaje zerwana i element blokujący zaczyna się podnosić.

Pełne ciśnienie otwarcia, Рп.о.– nadciśnienie na wlocie do zaworu bezpieczeństwa, przy którym zawór się porusza i osiąga maksymalną przepustowość.

Ciśnienie zamknięcia, Рз(ciśnienie ponownego zamknięcia) – nadciśnienie na wlocie do zaworu bezpieczeństwa, przy którym po wypłynięciu czynnika roboczego element ryglujący osadza się na gnieździe, zapewniając określoną szczelność zaworu. Ciśnienie zamknięcia zaworu, Рз – nie mniej niż 0,8 Рн.

Ciśnienie zwrotne– nadciśnienie na wylocie armatury (w szczególności z zaworu bezpieczeństwa).

Przeciwciśnienie to suma ciśnienia statycznego w układzie wydechowym (jeśli zamknięty system) i ciśnienie wynikające z jego oporu podczas przepływu czynnika roboczego.

Obowiązkowy minimalne informacje do zamówienia.

Zamawiając zawory należy wypełnić ankietę (załącznik B):

  • typ wyrobu, oznaczenie, oznaczenie typu (wg tabeli rycin);
  • średnica nominalna rury wlotowej, DN, mm;
  • ciśnienie nominalne, PN, kgf/cm2;
  • ustawienie ciśnienia (Рн, kgf/cm2) lub numeru sprężyny (w przypadku podania tylko numeru sprężyny zawór jest ustawiany na minimalną wartość z zakresu określonej sprężyny);
  • materiał korpusu;
  • obecność ręcznej jednostki detonacyjnej w konstrukcji zaworu;
  • obecność mieszka w konstrukcji zaworu.

Przykład oznaczenia przy zamawianiu sprężynowego zaworu bezpieczeństwa:

Przykładowe oznaczenie przy zamawianiu sprężynowego zaworu bezpieczeństwa DN 50 PN 16 kgf/cm2 wykonanego ze stali 12Х18Н9ТЛ z ręcznym zespołem detonacyjnym, nastawa ciśnienia – Рн=16 kgf/cm2, model KPP4R wg TU 3742-005-64164940-2013:

Zawór bezpieczeństwa KPP4R 50-16 DN 50 PN 16 kgf/cm2, pH=16 kgf/cm2, 17nzh17nzh. Przy składaniu zamówienia wyraźnie określa się konieczność uzupełnienia zaworów o pasujące części (pasujące kołnierze, uszczelki, kołki, nakrętki; dla zaworów DN 25 PN 100 - nyple z nakrętkami złączkowymi i uszczelkami).

Wszystkie zbiorniki pracujące pod podwyższonym ciśnieniem muszą być wyposażone w urządzenia zabezpieczające przed podwyższonym ciśnieniem. W tym celu używamy:

    komputery z obciążeniem dźwigniowym;

    urządzenia zabezpieczające ze składanymi membranami;

Na statkach mobilnych nie wolno używać komputerów stacjonarnych obciążonych dźwignią.

Schematy ideowe głównych typów komputerów PC pokazano na rysunkach 6.1 i 6.2. Obciążenie zaworów dźwigniowych (patrz rys. 6.1,6) musi być bezpiecznie zamocowany w określonym położeniu na dźwigni po kalibracji zaworu. Konstrukcja sprężyny PC (patrz ryc. 6.1, c) musi wykluczać możliwość dokręcenia sprężyny powyżej ustalonej wartości i zapewniać urządzenie do

Ryż. 6.1. Schematy ideowe głównych typów zawory bezpieczeństwa:

1 - ładunek z bezpośrednim załadunkiem; B - obciążenie dźwigniowe; c - sprężyna z obciążeniem bezpośrednim; 1 - ładunek; 2 - ramię dźwigni; 3 - rurociąg wylotowy; 4 - wiosna.

sprawdzenie poprawności działania zaworu w stanie roboczym poprzez wymuszenie jego otwarcia w trakcie pracy. Konstrukcję sprężynowego zaworu bezpieczeństwa pokazano na ryc. 6.3. Liczbę komputerów, ich rozmiary i przepustowość należy obliczyć tak, aby na ryc. 6.2. Membrana zabezpieczająca przed rozerwaniem nie przekraczała więcej niż 0,05 MPa dla zbiorników o ciśnieniu do 0,3 MPa, przy

15% - dla zbiorników o ciśnieniu od 0,3 do 6,0 MPa, o 10% - dla zbiorników o ciśnieniu większym niż 6,0 MPa. Podczas obsługi komputerów dozwolone jest przekroczenie ciśnienia w naczyniu o nie więcej niż 25%, pod warunkiem, że nadwyżka ta jest przewidziana w projekcie i odzwierciedlona w paszporcie statku.

Przepustowość komputera jest określana zgodnie z GOST 12.2.085.

Wszystkie urządzenia zabezpieczające muszą posiadać karty katalogowe i instrukcje obsługi.

Przy określaniu wielkości sekcji przepływu i liczby zaworów bezpieczeństwa ważne jest obliczenie wydajności zaworu na G (w kg/h). Wykonuje się je zgodnie z metodologią określoną w SSBT. Dla pary wodnej wartość oblicza się ze wzoru:

G=10B 1 B 2 α 1 F(P 1 +0,1)

Ryż. 6.3. Urządzenie sprężynowe

Zawór bezpieczeństwa:

1 - ciało; 2 - szpula; 3 - wiosna;

4 - rurociąg wylotowy;

5 - statek chroniony

Gdzie bi - współczynnik uwzględniający właściwości fizykochemiczne pary wodnej przy parametrach pracy przed zaworem bezpieczeństwa; można określić za pomocą wyrażenia (6-7); waha się od 0,35 do 0,65; współczynnik uwzględniający stosunek ciśnień przed i za zaworem bezpieczeństwa, zależny jest od wskaźnika adiabatycznego k i wskaźnik β, z β<β кр =(2-(k+1)) k/(k-1) коэффициент B 2 = 1, показатель β вычисляют по фор муле (6.8); коэффициент B 2 waha się od 0,62 do 1,00; α 1 - współczynnik przepływu podany w kartach katalogowych zaworów bezpieczeństwa, dla nowoczesnych konstrukcji zaworów niskiego skoku α 1 = 0,06-0,07, zaworów wysokiego skoku - α 1 = 0,16-0,17, F- powierzchnia przepływu zaworu, mm 2; R 1 - maksymalne nadciśnienie przed zaworem, MPa;

B 1 =0,503(2/(k+1) k/(k-1) *

Gdzie V\ - określona objętość pary przed zaworem przy parametrach P 1 i T 1, ) m 3 /kg - temperatura czynnika przed zaworem przy ciśnieniu Pb°C.

(6.7)

β = (P2 + 0,1)/(P1 +0,1), (6,8)

Gdzie P2 - maksymalne nadciśnienie za zaworem, MPa.

Wykładnik adiabatyczny k zależy od temperatury pary wodnej. Przy temperaturze pary wynoszącej 100°C k = 1,324, w temperaturze 200°C k = 1.310, w temperaturze 300°C k= 1,304, w temperaturze 400°C k= 1,301, przy 500 ° ck= 1,296.

Całkowita przepustowość wszystkich zainstalowanych zaworów bezpieczeństwa nie może być mniejsza niż maksymalny możliwy awaryjny dopływ medium do chronionego naczynia lub aparatury.

Membrany bezpieczeństwa (patrz rysunki 6.2 i 6.4) to specjalnie osłabione urządzenia z precyzyjnie obliczonym progiem zaniku ciśnienia. Są proste w konstrukcji, a jednocześnie zapewniają wysoką niezawodność ochrony sprzętu. Membrany całkowicie uszczelniają otwór wylotowy zabezpieczanego naczynia (przed uruchomieniem), są tanie i łatwe w produkcji. Do ich wad należy konieczność wymiany po każdym uruchomieniu, brak możliwości dokładnego określenia ciśnienia zadziałania membrany, co powoduje konieczność zwiększenia marginesu bezpieczeństwa zabezpieczanego sprzętu.

Zamiast dźwigniowych i sprężynowych zaworów bezpieczeństwa można zainstalować membranowe urządzenia zabezpieczające, jeśli zawory te nie mogą być stosowane w określonym środowisku ze względu na ich bezwładność lub z innych powodów. Instaluje się je również przed komputerem PC w przypadkach, gdy komputer nie może działać niezawodnie ze względu na specyfikę wpływu środowiska pracy na zbiorniku (korozja, krystalizacja, przywieranie, zamarzanie). Membrany są również instalowane równolegle z komputerem PC, aby zwiększyć wydajność systemów redukcji ciśnienia. Membrany są również instalowane równolegle z komputerem PC, aby zwiększyć przepustowość systemów redukcji ciśnienia. Membrany mogą pękać (patrz ryc. 6.2), pękać, rozdzierać (ryc. 6.4), ścinać, wyrywać się. Grubość płytek bezpieczeństwa A (w mm) oblicza się ze wzoru:

P.D./(8σ wr K T )((1+(δ/100))/(1+((δ/100)-1)) 1/2

Gdzie D - średnica robocza; R- ciśnienie reakcji membrany, σ BP - wytrzymałość na rozciąganie materiału membrany (nikiel, miedź, aluminium itp.); DO 1 - współczynnik temperaturowy wahający się od 0,5 do 1,8; δ oznacza względne wydłużenie materiału membrany przy zerwaniu, w%.

Dla membran zrywalnych wartością określającą ciśnienie zadziałania jest:

jest średnica D H (patrz ryc. 6.4), co oblicza się jako

D n = D(1+P/σ czas) 1/2

 Membrany muszą być oznakowane zgodnie z Regulaminem Treści. Urządzenia zabezpieczające należy zainstalować na rurach lub rurach bezpośrednio podłączonych do zbiornika. Podczas instalowania kilku urządzeń zabezpieczających na jednej rurze odgałęzionej (lub rurociągu) pole przekroju rury odgałęzionej (lub rurociągu) musi wynosić co najmniej 1,25 całkowitego pola przekroju zainstalowanych na niej urządzeń zabezpieczających .

Niedopuszczalne jest instalowanie jakichkolwiek zaworów odcinających pomiędzy zbiornikiem a urządzeniem zabezpieczającym, jak również za nim. Ponadto urządzenia zabezpieczające muszą być umieszczone w miejscach dogodnych do ich konserwacji.

Urządzenia bezpieczeństwa. Urządzenia zabezpieczające (zawory) muszą automatycznie zapobiegać wzrostowi ciśnienia powyżej dopuszczalnego poziomu poprzez uwolnienie płynu roboczego do atmosfery lub systemu utylizacji. Należy zainstalować co najmniej dwa urządzenia zabezpieczające.

W kotłach parowych o ciśnieniu 4 MPa należy instalować wyłącznie impulsowe zawory bezpieczeństwa.

Średnica przejścia (warunkowa) zainstalowana w kotłach dźwigniowych; zawory obciążeniowe i sprężynowe muszą wynosić co najmniej 20 mm. Tolerancja polega na zmniejszeniu tego przelotu do 15 mm dla kotłów o wydajności pary do 0,2 t/h i ciśnieniu do 0,8 MPa przy montażu dwóch zaworów.

Całkowita wydajność urządzeń zabezpieczających zainstalowanych na kotłach parowych nie może być mniejsza niż wydajność znamionowa kotła. Obliczanie wydajności urządzeń ograniczających kotłów parowych i gorącej wody należy przeprowadzić zgodnie z 14570 „Zawory bezpieczeństwa kotłów parowych i gorącej wody. Wymagania techniczne".

Określone są miejsca montażu urządzeń zabezpieczających. W szczególności w kotłach wodnych montuje się je na kolektorach wylotowych lub bębnie.

Sposób i częstotliwość regulacji zaworów bezpieczeństwa w kotłach podano w instrukcji montażu i instrukcjach. Zawory muszą chronić naczynia przed przekroczeniem w nich ciśnienia o więcej niż 10% obliczonego (dopuszczalnego) ciśnienia.

Krótka odpowiedź: Wszystkie zbiorniki pracujące pod podwyższonym ciśnieniem muszą być wyposażone w urządzenia zabezpieczające przed podwyższonym ciśnieniem. W tym celu używamy:

    sprężynowe zawory bezpieczeństwa (SC);

    komputery z obciążeniem dźwigniowym;

    impulsowe urządzenia zabezpieczające składające się z głównego komputera PC i bezpośrednio działającego zaworu sterującego impulsami;

    urządzenia zabezpieczające z membranami zabezpieczającymi;

    inne urządzenia zabezpieczające, których użycie zostało zatwierdzone przez Gosgortekhnadzor Rosji.

Aby uwolnić nadciśnienie do atmosfery, stosuje się sprężynowe zawory bezpieczeństwa, które są specjalnymi łącznikami rurociągów, które zapewniają niezawodną ochronę rurociągu przed awarią i uszkodzeniami mechanicznymi. Urządzenie odpowiada za automatyczne odprowadzanie nadmiaru cieczy, pary i gazu ze zbiorników i instalacji do czasu normalizacji ciśnienia.

Cel zaworu sprężynowego

Niebezpieczne nadciśnienie w układzie powstaje na skutek działania czynników zewnętrznych i wewnętrznych. Wzrost jest spowodowany zarówno nieprawidłowym montażem obwodów termomechanicznych, co powoduje nieprawidłowe działanie sprzętu, przedostawaniem się ciepła do systemu ze źródeł zewnętrznych, jak i wewnątrzsystemowymi procesami fizycznymi, które nie są przewidziane w standardowych warunkach pracy, które okresowo występują w system.

Produkty zabezpieczające są istotną częścią każdego domowego lub przemysłowego systemu ciśnieniowego. Montaż mechanizmów zabezpieczających odbywa się na rurociągach w tłoczniach, w autoklawach i kotłowniach. Zawory pełnią funkcje ochronne na rurociągach, którymi transportowane są nie tylko substancje gazowe, ale także płynne.

Budowa i zasada działania zaworów sprężynowych

Zawór składa się z korpusu stalowego, którego dolna złączka służy jako element łączący zawór z rurociągiem. W przypadku wzrostu ciśnienia w układzie medium jest odprowadzane poprzez boczną złączkę. Docisk szpuli do siedziska zapewnia sprężyna regulowana w zależności od ciśnienia panującego w układzie. Regulacja sprężyny odbywa się za pomocą specjalnej tulei, którą wkręca się w górną pokrywę umieszczoną na korpusie urządzenia. Pokrywa znajdująca się w górnej części ma za zadanie chronić tuleję przed zniszczeniem na skutek naprężeń mechanicznych. Obecność specjalnego ucha do uszczelnienia pozwala chronić system przed zakłóceniami zewnętrznymi.

W przypadku zaworów, w których sprężyna pełni rolę mechanizmu równoważącego, dobiera się siłę elementu roboczego. Jeżeli parametry zostaną dobrane prawidłowo, w normalnym stanie instalacji suwak odpowiedzialny za wypuszczenie nadciśnienia z rurociągu powinien być dociśnięty do gniazda. Kiedy wydajność wzrasta do poziomu krytycznego, w zależności od rodzaju urządzenia sprężynowego, szpula przesuwa się na określoną wysokość.

Sprężynowy zawór bezpieczeństwa, który zapewnia terminowe zwolnienie ciśnienia, jest wykonany z różnych materiałów:

  • Stal węglowa. Urządzenia takie nadają się do układów, w których ciśnienie mieści się w zakresie 0,1-70 MPa.
  • Stal nierdzewna. Zawory ze stali nierdzewnej przeznaczone są do instalacji, w których ciśnienie nie przekracza 0,25-2,3 MPa.

Klasyfikacja i charakterystyka zaworów sprężynowych

Sprężynowy zawór bezpieczeństwa dostępny jest w trzech wersjach:

  • Urządzenia niskiego podnoszenia nadaje się do systemów rurociągów gazowych i parowych, w których ciśnienie nie przekracza 0,6 MPa. Wysokość podnoszenia takiego zaworu nie przekracza 1/20 średnicy gniazda
  • Urządzenia typu mid-lift, w którym wysokość podnoszenia szpuli wynosi od 1/6 do 1/10 średnicy dyszy.
  • Urządzenia z pełnym podnośnikiem, w którym wysokość wzniosu zaworu sięga aż do ¼ średnicy gniazda.

Znana jest klasyfikacja zaworów ze względu na sposób ich otwierania:

  • Zawór sprężynowy zwrotny. Do sterowania sprężynowymi zaworami zwrotnymi wykorzystuje się pośrednie zewnętrzne źródło ciśnienia. Sprężynowe zawory zwrotne, zwane impulsowymi urządzeniami zabezpieczającymi, mogą być zasilane energią elektryczną.
  • Zawór prosty. W urządzeniach typu bezpośredniego ciśnienie robocze medium ma bezpośredni wpływ na szpulę, która wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia.

Atrakcja zawory otwarte I typ zamknięty. W przypadku zastosowania urządzenia typu bezpośredniego, po otwarciu zaworu medium jest odprowadzane bezpośrednio do atmosfery. Zawory typu zamkniętego pozostają całkowicie szczelne w stosunku do otoczenia, uwalniając ciśnienie do specjalnego rurociągu.

Zalety

Istnieją różne rodzaje urządzeń, które zapewniają odprowadzenie nadmiaru ciśnienia z układu, ale sprężynowe zawory bezpieczeństwa są popularne ze względu na obecność ważnych zalet:

  • Prostota i niezawodność konstrukcji.
  • Łatwość ustawiania parametrów pracy i łatwość montażu.
  • Różnorodność rozmiarów, typów i wzorów.
  • Montaż produktu zabezpieczającego jest możliwy zarówno w pozycji poziomej, jak i pionowej.
  • Stosunkowo małe gabaryty.
  • Duży obszar przepływu.

Wady zaworów bezpieczeństwa obejmują obecność ograniczeń w wysokości podnoszenia szpuli, zwiększone wymagania dotyczące jakości produkcji sprężyny do zaworów bezpieczeństwa, które mogą zawieść podczas pracy w agresywnym środowisku lub ciągłej ekspozycji na wysokie temperatury.

Jak wybrać zawór sprężynowy?

Wybierając bezpiecznik, należy kierować się kilkoma ważnymi zasadami, których uwzględnienie decyduje o nieprzerwanej pracy systemu i zdolności bezpiecznika do wykonywania niezbędnych funkcji:

  • Sprężynowe zawory bezpieczeństwa mają najmniejsze wymiary w porównaniu do innych typów zaworów bezpieczeństwa, dlatego należy je wybierać w przypadkach, gdy nie ma wystarczającej ilości wolnego miejsca.
  • Cechy zastosowania zaworów wiążą się z obecnością zwiększonych wibracji, które negatywnie wpływają na właściwości użytkowe urządzenia i mogą szybko sprawić, że stanie się ono niezdatne do użytku. Na przykład urządzenia typu dźwigniowego są bardziej podatne na awarie z powodu narażenia na wibracje ze względu na obecność w konstrukcji długiej dźwigni z ciężarkiem i zawiasami. Dlatego w przypadku układów, w których obserwuje się znaczne skutki drgań, warto wybrać sprężynowy zawór bezpieczeństwa.
  • W zależności od cech konstrukcyjnych urządzenia sprężyna może z czasem zmieniać siłę nacisku. Wynika to z faktu, że ciągłe podnoszenie szpuli powoduje zmiany w strukturze metalu.

Niuanse instalacyjne

Sprężynowy zawór bezpieczeństwa montowany jest w dowolnym miejscu instalacji, w którym występuje zwiększone ciśnienie i jest narażony na uszkodzenia mechaniczne. Urządzenie nie wymaga dużo wolnego miejsca, co jest znaczącą zaletą w porównaniu do innych typów urządzeń zabezpieczających.

Aby uniknąć problemów eksploatacyjnych, nie instaluj żadnych zaworów odcinających przed zaworem bezpieczeństwa. Aby usunąć medium gazowe, instaluje się specjalne urządzenia lub zrzut następuje bezpośrednio do atmosfery. Aby zaalarmować personel, montowany jest specjalny gwizdek wraz z zaworami sprężynowymi, który umieszcza się na rurze tłocznej. Po uruchomieniu zaworu zabrzmi gwizdek informujący o wzroście ciśnienia w układzie i otwarciu zaworu w celu uwolnienia medium.

Możliwe przyczyny awarii zaworu bezpieczeństwa

Zawory bezpieczeństwa to trwałe i niezawodne urządzenia zapewniające stałą ochronę instalacji przed nadciśnieniem. Zawór sprężynowy bezpośredni lub odwrotny nie działa z kilku powodów:

  • Obecność zwiększonych wibracji;
  • Stałe narażenie na agresywne środowisko na dławiku bezpieczeństwa.
  • Nieprawidłowy montaż przepustnicy lub zaworu ze sprężyną bezpieczeństwa.

Aby uniknąć wypadków i nieprawidłowości w działaniu systemów, zawory bezpieczeństwa poddawane są okresowym kontrolom pod kątem nieprawidłowego działania. Zawory przed oddaniem do eksploatacji są sprawdzane pod kątem wytrzymałości i szczelności. Wykonuje się także okresowe kontrole pod kątem szczelności powierzchni uszczelniających i połączeń dławnicowych.

Przy właściwym doborze zabezpieczeń z uwzględnieniem parametrów instalacji, okresowych przeglądach i terminowym usuwaniu usterek, sprężynowe zawory bezpieczeństwa zapewnią niezawodną pracę instalacji i bezawaryjną ochronę przed nadciśnieniem przez długi czas.

Zawory bezpieczeństwa- rodzaj armatury rurociągowej przeznaczonej do ochrony instalacji grzewczej przed nadmiernym ciśnieniem. Zawór bezpieczeństwa jest zaworem bezpośredniego działania, tj. armatura działająca bezpośrednio pod kontrolą samego czynnika roboczego (a także regulatory ciśnienia bezpośredniego działania).

Oznaczenie zdjęcia Nazwa Du, mm Ciśnienie robocze (kgf/cm2) Materiał obudowy Środowisko pracy Rodzaj połączenia Cena, pocierać
20 16 brązowy para wodna sworzeń sprzęgający 3800
Sprężynowy zawór bezpieczeństwa 25 16 brązowy woda, para, gaz pasujące do związku 12000
Sprężynowy zawór bezpieczeństwa o niskim wzroście 15-25 16 stal amoniak, freon typu pinowego 1200-2000
Stalowy zawór bezpieczeństwa 50 16 stal nieagresywne medium ciekłe lub gazowe, amoniak kołnierzowe 6660-10800
50-80 25 stal kołnierzowe 6000
zawór bezpieczeństwa z podwójną dźwignią 80-125 25 stal Woda, powietrze, para wodna, amoniak, gaz ziemny, produkty naftowe kołnierzowe 9000-19000
Sprężynowy zawór bezpieczeństwa o pełnym skoku 25 40 stal woda, powietrze, para wodna, amoniak, olej, ciekłe produkty naftowe kołnierzowe 20000
Zawór bezpieczeństwa kątowy 50-80 16 stal woda, para, powietrze kołnierzowe 12500-16000
Zawór bezpieczeństwa jednodźwigniowy 25-100 16 żeliwo woda, para, gaz kołnierzowe 1500-7000
Zawór bezpieczeństwa z podwójną dźwignią 80-150 16 żeliwo woda, para, gaz kołnierzowe 6000-30000
Sprężynowy zawór bezpieczeństwa 15-25 25 stal freon, amoniak pasujące do związku 5000-7000
Zawór bezpieczeństwa niskiego skoku VALTEC 15-50 16 mosiądz woda, para wodna, powietrze sprzęganie 860-10600
Zawór bezpieczeństwa 34-52 0,7 stal para wodna kołnierzowe 15000
Sprężynowy zawór bezpieczeństwa 50-150 16 stal kołnierzowe 20200-53800
Sprężynowy zawór bezpieczeństwa 50-150 40 stal woda, powietrze, para wodna, amoniak, gaz ziemny, olej, produkty naftowe kołnierzowe 20000-53800
Sprężynowy zawór bezpieczeństwa 50-150 16 stal woda, powietrze, para wodna, amoniak, gaz ziemny, olej, produkty naftowe kołnierzowe 20200-53800
Zawór bezpieczeństwa ze sprężyną kątową. 50 100 stal gaz, woda, para, kondensat kołnierzowe 37900
80 100 stal gaz, woda, para, kondensat kołnierzowe 39450
Sprężynowy zawór bezpieczeństwa z amortyzatorem kątowym 50 64 stal para kołnierzowe 37300
Sprężynowy zawór bezpieczeństwa z amortyzatorem kątowym. 80 64 stal gaz, woda, para, kondensat kołnierzowe 46500

Klasyfikacja zaworów bezpieczeństwa:

W zależności od charakteru elewacji narządu zamykającego:

  • zawory o działaniu proporcjonalnym (stosowane w mediach nieściśliwych);
  • zawory włączające/wyłączające;

W zależności od wysokości podnośnika organu zamykającego:

  • niski skok (wysokość podnoszenia elementu blokującego (szpula, płytka) nie przekracza 1/20 średnicy gniazda);
  • średni skok (wysokość podnoszenia talerza od 1/20 do ¼ średnicy siodełka);
  • pełny skok (wysokość podnoszenia wynosi 1/4 średnicy siodełka lub więcej);

Według rodzaju obciążenia na szpuli:

  • wiosna
  • ładunek lub ładunek dźwigniowy
  • dźwignia-sprężyna
  • sprężyna magnetyczna

W zaworach o niskim i średnim skoku wznios suwaka nad gniazdo zależy od ciśnienia medium, dlatego nazywane są również zaworami działanie proporcjonalne. Zawory takie stosowane są głównie do cieczy, gdzie nie jest wymagana duża przepustowość. W zaworach pełnego skoku otwarcie następuje jednocześnie, dlatego nazywane są one również zaworami działanie włączające/wyłączające. Zawory takie charakteryzują się wysoką wydajnością i są stosowane zarówno do mediów płynnych, jak i gazowych.

Zawory bezpieczeństwa dźwigniowe (dźwigniowe), zasada działania:

Załaduj do 17:18 nzh, 17:18 br

Zasada działania dźwigniowego zaworu bezpieczeństwa polega na przeciwdziałaniu sile działającej na suwak od ciśnienia czynnika roboczego - sile od obciążenia przenoszonego przez dźwignię na trzpień zaworu. Podstawą mechanizmu tego typu zaworu jest dźwignia i zawieszony na niej ciężar. Działanie urządzenia uzależnione jest od ciężaru ładunku i jego umiejscowienia na dźwigni. Im większy ciężar i im dalej znajduje się dźwignia, tym wyższe ciśnienie działa na zawór. Zawory dźwigniowe dostosowuje się do ciśnienia otwarcia poprzez przesuwanie ciężarka wzdłuż dźwigni (masa ładunku może ulec zmianie). Dźwignie służą również do ręcznego płukania zaworu. Zawory dźwigniowe są zabronione do stosowania w przenośnych urządzeniach grzewczych.

Struktura wewnętrzna dźwigniowego zaworu bezpieczeństwa:

1.Wlot; 2. Wylot; 3. Gniazdo zaworu; 4. Szpula; 5. Ładunek; 6. Dźwignia.

Uszczelnianie gniazd o dużej średnicy wymaga użycia dużych ciężarów na długich ramionach, co może powodować silne wibracje urządzenia. W takich przypadkach stosuje się zawory, wewnątrz których przekrój tłoczny czynnika tworzą dwa gniazda, które zamykane są dwoma szpulami za pomocą dwóch dźwigni z obciążnikami (patrz np.:,). Zastosowanie tych zaworów dwudźwigniowych z dwoma zasuwami, co zmniejsza ciężar ładunku i długość dźwigni, zapewniając normalną pracę układu.

Regulacja zaworu dźwigniowo-obciążnikowego, jak wspomniano powyżej, odbywa się poprzez przesuwanie ciężarka wzdłuż dźwigni. Po ustawieniu wymaganego ciśnienia ładunek zabezpiecza się śrubami, przykrywa osłoną ochronną i blokuje. Ma to na celu zapobieganie nieautoryzowanym zmianom ustawień. Kołnierze są często używane jako obciążniki.

Cechy zaworów dźwigniowych:

Zawory dźwigniowe to łączniki rurociągów opracowane przed latami 40. ubiegłego wieku. Jest to zawór przestarzały, kupowany wyłącznie w celu konserwacji punktów kotłowych i podobnych obiektów z czasów sowieckich przedsiębiorstw użyteczności publicznej.

Cechą szczególną zaworu jest konieczność szlifowania powierzchni roboczych (szpula i gniazdo - pierścień uszczelniający z tłoczonego brązu) bezpośrednio w miejscu montażu zaworu. Docieranie oznacza obróbkę brązowego gniazda materiałami ściernymi w celu uzyskania ściślejszego kontaktu szpuli z gniazdem. Suwak w korpusie zaworu nie jest zabezpieczony, a podczas transportu i załadunku łatwo ulegają uszkodzeniu jego powierzchnie robocze. Zawór bez docierania nie zostanie uszczelniony.

Zalety dźwigniowych zaworów bezpieczeństwa:

  • Prostota konstrukcji;
  • Łatwość konserwacji;
  • Ręczna regulacja działania zaworu;

Wady dźwigniowych zaworów bezpieczeństwa:

  • Konieczność szlifowania powierzchni roboczych;
  • Krótka żywotność zaworu;
  • Masywna konstrukcja;

Sprężynowe zawory bezpieczeństwa, zasada działania:

Zawór bezpieczeństwa

Zasada działania sprężynowego zaworu bezpieczeństwa polega na przeciwdziałaniu sile sprężyny - sile działającej na szpulę od ciśnienia czynnika roboczego (chłodziwa). Płyn chłodzący wywiera nacisk na sprężynę, która ulega ściskaniu. Po przekroczeniu ustawionego ciśnienia szpula podnosi się, a chłodziwo jest odprowadzane przez rurę wylotową. Po spadku ciśnienia w układzie do wartości zadanej zawór zamyka się i zatrzymuje się przepływ płynu chłodzącego.

Struktura wewnętrzna sprężynowego zaworu bezpieczeństwa:

1 - korpus; 2 - dysze; 3 - dolna tuleja regulacyjna; 4, 5 - śruba blokująca; 6, 19, 25, 29 - uszczelka; 7 - górny rękaw regulacyjny; 8 - poduszka; 9 - szpula; 10 - tuleja prowadząca; 11 - specjalna nakrętka; 12 - przegroda; 13 - pokrywa; 14 - pręt; 15 - wiosna; 16 - podkładka podpierająca; 17 - śruba regulacyjna; 18 - nakrętka zabezpieczająca; 20 - czapka; 21 - kamera; 22 - tuleja prowadząca; 23 - nakrętka; 24 - wtyczka; 25 - wałek krzywkowy; 27 - klucz; 28 - dźwignia; 30 - piłka.

Ciśnienie zadziałania sprężynowego zaworu bezpieczeństwa ustawia się poprzez wyposażenie zaworu w różne sprężyny. Wiele zaworów jest produkowanych ze specjalnym mechanizmem (dźwignia, grzyb itp.) do ręcznej detonacji w celu kontrolnego przedmuchu zaworu. Odbywa się to w celu sprawdzenia funkcjonalności zaworu, ponieważ podczas pracy mogą pojawić się różne problemy, takie jak przyklejanie się lub przymarzanie szpuli do gniazda. Jednakże w gałęziach przemysłu stosujących agresywne i toksyczne środowiska, wysokie temperatury i ciśnienia, przedmuchy kontrolne mogą być bardzo niebezpieczne. Dlatego w przypadku zaworów sprężynowych stosowanych w takich gałęziach przemysłu nie jest zapewniona możliwość ręcznego przedmuchu, a nawet jest zabroniona.

Podczas pracy z agresywnymi mediami chemicznymi sprężynę izoluje się od środowiska pracy za pomocą uszczelki wzdłuż pręta z dławnicą, mieszkiem lub elastyczną membraną. Uszczelnienia mieszkowe stosuje się także tam, gdzie nie jest dopuszczalny wyciek czynnika do atmosfery, np. w elektrowniach jądrowych. Maksymalna temperatura pracy sprężynowych zaworów bezpieczeństwa wynosi do +450°C, ciśnienie do 100 bar.

Zawór bezpieczeństwa otwiera się przed osiągnięciem ustawionego ciśnienia. Zawór otwiera się całkowicie, gdy ciśnienie przekroczy wartość zadaną o 10-15% (w zależności od modelu). Urządzenie zamyka się całkowicie dopiero wtedy, gdy ciśnienie jest o 10-20% mniejsze od ciśnienia ustawionego, ponieważ wyciekający płyn chłodzący wytwarza dodatkowe ciśnienie dynamiczne.

Jeśli instalacja grzewcza pracuje stabilnie, bez awarii i nadciśnienia, nadmiarowy zawór bezpieczeństwa przez dłuższy czas nie „działa” i może ulec zatkaniu. Dlatego zaleca się okresowe czyszczenie.

Zalety zaworów sprężynowych :

  • prosta konstrukcja sprzętu;
  • mały rozmiar i waga przy dużych przekrojach przepływu;
  • Możliwość montażu zarówno w pozycji pionowej, jak i poziomej;
  • możliwość uzyskania dużej przepustowości.

Wady zaworów sprężynowych :

  • gwałtowny wzrost siły sprężyny podczas jej ściskania podczas podnoszenia szpuli;
  • możliwość otrzymania uderzenia wodnego podczas zamykania zaworu;

Zawory bezpieczeństwa ze sprężyną magnetyczną, zasada działania:

Zawory bezpieczeństwa ze sprężyną magnetyczną wykorzystują siłownik elektromagnetyczny. Elektromagnes zapewnia dodatkowe dociśnięcie szpuli do gniazda. Po osiągnięciu ciśnienia zadziałania elektromagnes wyłącza się i tylko sprężyna przeciwdziała ciśnieniu, a zawór zaczyna działać jak zwykły zawór sprężynowy. Elektromagnes może również wytworzyć siłę otwierającą, to znaczy przeciwdziałać sprężynie i wymuszać otwarcie zaworu. Istnieją zawory, w których napęd elektromagnetyczny zapewnia zarówno dodatkową siłę docisku, jak i otwierania; w tym przypadku sprężyna służy jako siatka zabezpieczająca w przypadku awarii zasilania. Zawory ze sprężynami magnetycznymi są zwykle stosowane w złożonych impulsowych urządzeniach zabezpieczających jako zawory sterujące lub impulsowe.

Zawór bezpieczeństwa to urządzenie zabezpieczające, które zapobiega cofaniu się substancji przez rurociąg i uwalnia jej nadmiar do obszaru niskiego ciśnienia lub atmosfery. Jest to urządzenie niezbędne, gdyż pozwala na uratowanie pomp, sprzętu i samego rurociągu w sytuacjach awaryjnych.

Jakie są rodzaje zaworów bezpieczeństwa?

Konstrukcja urządzenia jest tak prosta, jak to tylko możliwe: element blokujący i nastawa, która dostarcza do niego napięcie zasilania. Element blokujący składa się z kolei ze sworznia i gniazda.

Istnieje kilka rodzajów zaworów:

  • sprężynowy zawór bezpieczeństwa - naciskowi substancji roboczej przeciwstawia się siła ściśniętej sprężyny. Wielkość ciśnienia zależy od siły ściskającej, a zakres możliwych ustawień zaworu zależy od elastyczności części;
  • dźwignia - substancja robocza jest ograniczana za pomocą mechanizmu dźwigniowego. Rozmiar, ciśnienie i całkowity zakres działania zależą od ciężaru ładunku i długości dźwigni;
  • niski skok - śruba podnosi się tylko o 0,05 średnicy gniazda. Mechanizm otwierania jest proporcjonalny. Urządzenia takie wyróżniają się niską przepustowością, niskim kosztem i prostą konstrukcją;
  • pełny skok - śruba unosi się na wysokość średnicy gniazda lub nieco więcej. Mechanizm jest dwupozycyjny. Zwykle instalowane na rurociągach przenoszących parę lub sprężone powietrze. Wyróżnia się zdolnością do przepuszczania dużej ilości substancji roboczej i wyższym kosztem.

Jakie są zalety urządzeń zabezpieczających?

  • najprostsza konstrukcja - gwarantuje łatwość i szybkość naprawy oraz wymiany zużytych części;
  • mały rozmiar i niewielka waga;
  • szeroki przedział cenowy, co pozwala na zakup produktu w najkorzystniejszej cenie.

Zawór bezpieczeństwa pozwala na sprawną pracę rurociągu w warunkach wysokiego ciśnienia i nagłych zmian ciśnienia.