Предпазният клапан е предпазно устройство, използвано за предотвратяване на превишаване на допустимата стойност на налягането в съоръжението под налягане. Функцията на предпазния клапан се реализира чрез следния процес на действие: Когато системата достигне максимално допустимото налягане, предпазният клапан може да се отвори точно и бързо да достигне номиналната височина на отваряне, като освободи номиналното количество работна течност; предпазният клапан е в отворено състояние. Изпускането трябва да е стабилно; когато налягането в системата падне до определена стойност, предпазният клапан трябва да се затвори навреме, а в затворено състояние трябва да се държи в херметично състояние. По-долу са описани основните изисквания за работа на предпазните клапани.
1. Отваряйте точно
Предпазният клапан трябва надеждно да се отваря до определената височина на отваряне под предварително определеното налягане и да достига зададения капацитет на изпускане. Това е основното изискване към предпазния клапан. Тоест, когато входното налягане на предпазния клапан достигне предварително определеното налягане, той трябва да се отваря точно и бързо да достига определената височина на отваряне.
Когато налягането в системата достигне максимално допустимото налягане, нечувствителната реакция на предпазния клапан към повишаването на налягането ще доведе до опасни ситуации, като например спукване и повреда на котли, съдове под налягане и тръбопроводи. Особено за свиваеми газови среди опасността е по-висока.
Зададеното налягане на предпазния клапан не трябва да бъде по-голямо от проектната стойност на налягането на котела, съда под налягане и тръбопровода.
Отклонението на положителното налягане на предпазния клапан е ясно определено в съответните разпоредби и стандарти. Когато предпазният клапан се регулира за зададеното налягане, неговото отклонение трябва да се контролира стриктно в рамките на определения диапазон.
2. Стабилни емисии
След като предпазният клапан достигне определената височина на отваряне, той поддържа стабилно състояние на изпускане и може да изпуска номинално количество работна среда. По време на процеса на изпускане на средата трябва да има добри механични свойства (без честотни скокове, вибрации и др.). Това изискване е много важно.
Предпазният клапан трябва да има разумна конструкция и пружина с разумна твърдост, за да поддържа добри механични характеристики и стабилен капацитет на изпускане. Размерът на прохода на предпазния клапан трябва да отговаря на необходимите параметри за изчислението. Ако площта на напречното сечение на прохода е твърде малка, след отваряне на предпазния клапан, свръхналягащата част от средата не може да се освободи навреме и налягането в системата продължава да се повишава, което е много опасно. Напротив, ако площта на напречното сечение на прохода е твърде голяма, след отваряне на предпазния клапан налягането ще падне рязко под работното налягане и дискът на предпазния клапан ще се затвори и ще предизвика силен удар върху седалката на клапана. Тъй като обаче коефициентът на повишаване на налягането в системата не е елиминиран, дискът ще се отвори отново, образувайки честотен скок, и в резултат на това седалката на клапана и уплътнителната повърхност на диска ще се повредят поради многократни удари. Когато предпазните клапани се използват за несвиваеми течности, честотните скокове могат също да причинят воден удар в системата.
Входното налягане на предпазния клапан, когато достигне номиналната височина на отваряне, се нарича изходно налягане. То се използва в различни среди или в една и съща среда при различни работни условия, а номиналното му изходно налягане е различно, което е ясно посочено в съответните разпоредби и стандарти. Обикновено се изразява като процент от зададеното налягане, надвишаващ стойността. Структурният дизайн на предпазния клапан трябва да гарантира, че номиналното изходно налягане е стриктно контролирано в рамките на определения диапазон.
3. Близо във времето
Когато изпускането на предпазния клапан намали средното налягане до определена стойност, клапата на клапана влиза в контакт с уплътнителната повърхност на седалката на клапана и отново достига затворено състояние. Предпазният клапан може да се затвори и затвори навреме и ефективно, което е важен показател за добра работа.
Действието на предпазния клапан не изисква непременно спиране или ремонт на оборудването или системата. Понякога действието на предпазния клапан се причинява от случайни фактори, като например неправилна работа в системата. В този случай не е желателно връщащото налягане на предпазния клапан да е твърде по-ниско от работното налягане. Твърде ниското връщащо налягане означава прекомерна загуба на енергия и среда и нарушава нормалната работа на цялата система. Напротив, налягането в облегалката не е твърде високо. Ако връщащото налягане е близко до налягането на отваряне, е лесно да се предизвика повторно отваряне на предпазния клапан, което води до често прескачане на предпазния клапан и не е благоприятно за възстановяване на уплътнението след затваряне. Освен това, в случай че предпазният клапан не може да се затвори надеждно, тъй като средата между уплътнителните повърхности не е напълно прекъсната, е невъзможно да се възстанови уплътнителната функция при нормално работно налягане на системата.
Конструкцията на предпазния клапан трябва да гарантира, че той може да се затваря бързо и ефективно. Бързото и мощно връщане на седалката е по-благоприятно за установяване на херметичност, отколкото постепенното и бавно връщане на седалката.
Производителността на връщане на седалката на предпазния клапан се измерва относително чрез стойността на налягането на отваряне, която обикновено се определя от разликата в налягането на отваряне и затваряне. Предпазните клапани, използвани за различни среди, имат различни разлики в налягането на отваряне и затваряне, които са ясно посочени в съответните разпоредби и стандарти.
4. Надеждно уплътняване
Когато защитената система е под нормално работно налягане, затвореният предпазен клапан има добри и надеждни уплътнителни характеристики. Поради течове от предпазния клапан, работната среда (понякога много скъпа или опасна) ще се загуби, консумацията на енергия ще се увеличи, а околната среда и атмосферата ще бъдат замърсени от работната среда. Прекомерните течове ще повлияят дори на нормалната работа на оборудването или системата и дори ще принудят устройството да спре да работи. Непрекъснатите течове също ще корозират уплътнителната повърхност на предпазния клапан, което ще доведе до пълна повреда на предпазния клапан.
Възстановяването на уплътнението след задействане на предпазния клапан е по-трудно от поддържането на първоначалното състояние на уплътнението. Тъй като предпазният клапан е затворен, средното налягане действа върху по-голямата площ на диска на клапана, но преди отваряне то действа само върху по-малката площ, ограничена от уплътнителната повърхност. Следователно, уплътнителната ефективност на предпазния клапан вероятно ще бъде намалена след операцията и по този начин ще бъде загубена. По-специално, по-трудно е да се реши проблемът с уплътнението на задната седалка на предпазния клапан с директно действие. При предпазните клапани със спомагателни работни механизми този проблем се решава чрез принудително уплътняване.
По-трудно е да се изисква предпазните клапани да поддържат херметичност, отколкото клапаните, обикновено използвани за спирателни клапани. Тъй като между уплътненията не се прилага голяма сила, дискът на предпазния клапан се прилепва към седалката на клапана само за да образува уплътнително налягане с малко специфично налягане на уплътнението. Уплътнителното налягане се определя от разликата между налягането на настройка на предпазния клапан и работното налягане на оборудването, обикновено малка стойност (обикновено 10% от налягането на настройка), така че размерът и грапавостта на повърхността на уплътняващата повърхност на предпазния клапан са много строги.
Изискванията за херметичност на предпазния клапан варират в зависимост от средата или работните условия. Най-общо казано, трудно е да се постигне предпазен клапан с метално-метална уплътнителна повърхност, която да не допуска течове. Предпазният клапан с мека уплътнителна структура от метал-неметал има много по-добри уплътнителни характеристики.
Време на публикуване: 02 септември 2021 г.