一、 安(an)全閥概述
安全閥也稱安全門或保險閥，是一種安全保護用閥，它的啟閉件在外力作用下處于常閉狀態，當設備或管道內的介質壓力升高，超過規定值時自動開啟，通過向系統外排放介質來防止管道或設備內介質壓力超過規定數值。當壓力恢復正常后，在壓力回降到工作壓力或略低于工作壓力時閥門再行關閉并阻止介質外流。安全閥屬于自動閥類，主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過規定值，對人身安全和設備運行起重要保護作用。
二、安全(quan)閥的(de)分類(lei)
安(an)全閥的(de)分(fen)類見圖6.3.20。
1. 按結構及加載機(ji)構可(ke)以分為重錘杠桿式(shi)、彈簧式(shi)和脈(mo)沖(chong)式(shi)三種。
①. 重錘(chui)杠桿(gan)式安全閥
重(zhong)(zhong)錘(chui)(chui)(chui)杠桿式安(an)全(quan)閥(fa)(fa)是利用(yong)(yong)重(zhong)(zhong)錘(chui)(chui)(chui)和杠桿來平(ping)衡(heng)作用(yong)(yong)在(zai)(zai)閥(fa)(fa)瓣上的(de)力(li)。根據杠桿原理，它可以使用(yong)(yong)質量較(jiao)小的(de)重(zhong)(zhong)錘(chui)(chui)(chui)通(tong)過杠桿的(de)增(zeng)大(da)作用(yong)(yong)獲得較(jiao)大(da)的(de)作用(yong)(yong)力(li)，并(bing)通(tong)過移動重(zhong)(zhong)錘(chui)(chui)(chui)的(de)位置(zhi)（或變換重(zhong)(zhong)錘(chui)(chui)(chui)的(de)質量）來調(diao)整(zheng)安(an)全(quan)閥(fa)(fa)的(de)開(kai)啟壓(ya)力(li)。重(zhong)(zhong)錘(chui)(chui)(chui)杠桿式安(an)全(quan)閥(fa)(fa)結構(gou)簡(jian)單，調(diao)整(zheng)容易而又比較(jiao)準(zhun)確，所加的(de)載荷不會因閥(fa)(fa)瓣的(de)升高而有較(jiao)大(da)地增(zeng)加，適用(yong)(yong)于溫(wen)度較(jiao)高的(de)場(chang)合，過去(qu)用(yong)(yong)得比較(jiao)普(pu)遍，特別(bie)是用(yong)(yong)在(zai)(zai)鍋(guo)爐和溫(wen)度較(jiao)高的(de)壓(ya)力(li)容器(qi)上。但重(zhong)(zhong)錘(chui)(chui)(chui)杠桿式安(an)全(quan)閥(fa)(fa)結構(gou)比較(jiao)笨重(zhong)(zhong)，加載機構(gou)容易振動，并(bing)常因振動而產生(sheng)泄漏；其回座壓(ya)力(li)較(jiao)低(di)，開(kai)啟后(hou)不易關閉及保持嚴(yan)密(mi)。
②. 彈簧微啟式安全閥
彈(dan)(dan)簧(huang)微(wei)啟(qi)(qi)(qi)式安全(quan)(quan)(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)是利(li)用(yong)壓(ya)縮(suo)彈(dan)(dan)簧(huang)的(de)(de)(de)力來(lai)平衡(heng)作(zuo)用(yong)在閥(fa)(fa)(fa)(fa)瓣(ban)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)力。螺(luo)(luo)旋(xuan)圈形彈(dan)(dan)簧(huang)的(de)(de)(de)壓(ya)縮(suo)量可以通過轉動它上(shang)(shang)面的(de)(de)(de)調整螺(luo)(luo)母來(lai)調節，利(li)用(yong)這種結(jie)(jie)構就可以根據需要(yao)校正安全(quan)(quan)(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)開(kai)啟(qi)(qi)(qi)（整定）壓(ya)力。彈(dan)(dan)簧(huang)微(wei)啟(qi)(qi)(qi)式安全(quan)(quan)(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)結(jie)(jie)構輕便緊湊，靈敏度也比較高(gao)，安裝位置不(bu)受限制，而(er)(er)且因為對振動的(de)(de)(de)敏感(gan)性小，所以可用(yong)于(yu)移動式的(de)(de)(de)壓(ya)力容(rong)器上(shang)(shang)。這種安全(quan)(quan)(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)缺點是所加(jia)的(de)(de)(de)載荷會隨(sui)著閥(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)開(kai)啟(qi)(qi)(qi)而(er)(er)發(fa)生變化，即隨(sui)著閥(fa)(fa)(fa)(fa)瓣(ban)的(de)(de)(de)升(sheng)高(gao)，彈(dan)(dan)簧(huang)的(de)(de)(de)壓(ya)縮(suo)量增大，作(zuo)用(yong)在閥(fa)(fa)(fa)(fa)瓣(ban)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)力也跟(gen)著增加(jia)。這對安全(quan)(quan)(quan)(quan)閥(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)迅速(su)開(kai)啟(qi)(qi)(qi)是不(bu)利(li)的(de)(de)(de)。另外，閥(fa)(fa)(fa)(fa)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)彈(dan)(dan)簧(huang)會由(you)于(yu)長期受高(gao)溫(wen)(wen)的(de)(de)(de)影響而(er)(er)使(shi)彈(dan)(dan)力減小。用(yong)于(yu)溫(wen)(wen)度較高(gao)的(de)(de)(de)容(rong)器上(shang)(shang)時，常常要(yao)考慮彈(dan)(dan)簧(huang)的(de)(de)(de)隔熱(re)或散熱(re)問題，從而(er)(er)使(shi)結(jie)(jie)構變得復雜(za)起來(lai)。
③. 脈(mo)沖式安全閥
脈沖式安全閥(fa)(fa)由主(zhu)閥(fa)(fa)和輔(fu)閥(fa)(fa)構(gou)成，通過輔(fu)閥(fa)(fa)的脈沖作(zuo)用帶動主(zhu)閥(fa)(fa)動作(zuo)、其結構(gou)復(fu)雜，通常只適用于安全泄放量很大的鍋爐(lu)和壓力容(rong)器。
2. 按照介(jie)質排放方式(shi)(shi)的不同安全(quan)閥又(you)可以(yi)分為(wei)全(quan)封閉式(shi)(shi)、半封閉式(shi)(shi)和開放式(shi)(shi)等(deng)三種。
①. 全封閉安全閥
全封(feng)閉式安全閥排(pai)氣時，氣體全部通(tong)過(guo)排(pai)氣管排(pai)放，介質不能間外泄漏，主要用于介質為有(you)毒、易燃氣體的容器(qi)。
②. 半封閉式安全(quan)閥
半(ban)封(feng)閉式安全閥(fa)所排出的氣(qi)體一部分(fen)通過排氣(qi)管(guan)，也有一部分(fen)從(cong)閥(fa)蓋與閥(fa)桿間的間隙(xi)中漏出，多(duo)用于介質為不會污染環境的氣(qi)體的容器。
③. 開(kai)放式安(an)全閥
開放式安全閥的(de)閥蓋是(shi)敞開的(de)，使(shi)彈(dan)簧腔室與大氣(qi)相通，這樣(yang)有利于降低彈(dan)簧的(de)溫度(du)，主(zhu)要適用于介質(zhi)為蒸汽，以及對大氣(qi)不產生污染的(de)高溫氣(qi)體的(de)容器。
3. 按照閥(fa)瓣開啟的最大高度與安全(quan)閥(fa)流道直徑之比(bi)來劃分，安全(quan)閥(fa)又可分為彈(dan)簧微(wei)啟封閉高壓式安全(quan)閥(fa)和彈(dan)簧全(quan)啟式安全(quan)閥(fa)兩種。
①. 彈簧微(wei)啟封(feng)閉(bi)式高壓安(an)全閥
微啟(qi)(qi)式安全閥的開啟(qi)(qi)高度小于(yu)(yu)流道直(zhi)徑的1/4，通常為(wei)流道直(zhi)徑的1/40～1/20。微啟(qi)(qi)式安全閥的動(dong)作過程是比例(li)作用(yong)式的，主要用(yong)于(yu)(yu)液體(ti)場合(he)，有(you)時也(ye)用(yong)于(yu)(yu)排放量很小的氣體(ti)場合(he)。
②. 彈(dan)簧(huang)全啟式安全閥
全(quan)啟(qi)(qi)式安全(quan)閥的開啟(qi)(qi)高度大于(yu)或等于(yu)流道直徑的1/4。全(quan)啟(qi)(qi)式安全(quan)閥的排放面積是(shi)(shi)閥座；喉部最小截面積。其動(dong)作過程是(shi)(shi)屬于(yu)兩段作用(yong)式，必須借(jie)助于(yu)一個(ge)升(sheng)力機構才(cai)能(neng)達到(dao)全(quan)開啟(qi)(qi)，全(quan)啟(qi)(qi)式安全(quan)閥主(zhu)要用(yong)于(yu)氣體(ti)介質(zhi)的場(chang)合。
③. 中啟式安(an)全閥
開啟高度(du)介于微啟式與全(quan)啟式之(zhi)間(jian)。即(ji)可以(yi)(yi)做成兩段作用式，也可以(yi)(yi)做成比(bi)例作用式。
法(fa)蘭連接帶(dai)手柄波紋管全啟式安(an)全閥如圖(tu)6.3.21所(suo)示，典型(xing)安(an)全閥如圖(tu)6.3.22所(suo)示。
三、安全閥(fa)的(de)工作原理及特點
（1）彈(dan)簧(huang)式仍(reng)然是(shi)(shi)最(zui)通用(yong)的一種(zhong)。彈(dan)簧(huang)式安全閥(fa)作用(yong)原理是(shi)(shi)，彈(dan)簧(huang)力(li)與(yu)介(jie)質(zhi)(zhi)作用(yong)于閥(fa)瓣(ban)的正常(chang)(chang)壓(ya)力(li)相平(ping)衡，使(shi)密(mi)封面(mian)密(mi)合；當介(jie)質(zhi)(zhi)壓(ya)力(li)過高時，彈(dan)簧(huang)受到(dao)壓(ya)縮，使(shi)閥(fa)瓣(ban)離(li)開閥(fa)座，介(jie)質(zhi)(zhi)從(cong)中泄出；當壓(ya)力(li)回(hui)降到(dao)正常(chang)(chang)值時，彈(dan)簧(huang)力(li)又將閥(fa)瓣(ban)推向閥(fa)座，密(mi)封面(mian)重新密(mi)合。
（2）在一些重要部位往(wang)往(wang)使用(yong)帶扳手的雙彈(dan)簧微啟式安全閥。這種結構形狀如圖6.3.22（b）所示。
（3）脈沖(chong)式安全(quan)閥(fa)，就是(shi)一個大的(de)安全(quan)閥(fa)（主閥(fa)）和一個小的(de)安全(quan)閥(fa)（輔(fu)閥(fa)）配合(he)動作，通(tong)過輔(fu)閥(fa)的(de)脈沖(chong)作用(yong)帶動主閥(fa)啟閉。大的(de)安全(quan)閥(fa)比較(jiao)遲鈍，小的(de)安全(quan)閥(fa)則比較(jiao)靈敏。將通(tong)向主閥(fa)的(de)介質(zhi)與(yu)輔(fu)閥(fa)相連通(tong)，壓力過高時(shi)，輔(fu)閥(fa)開啟，介質(zhi)從旁路進入主閥(fa)下面的(de)一個活塞，推動活塞將主閥(fa)打(da)開。壓力回(hui)降時(shi)，輔(fu)閥(fa)關閉，主閥(fa)活塞下的(de)介質(zhi)壓力降低，主閥(fa)瓣也跟著下降密(mi)合(he)。這(zhe)種安全(quan)閥(fa)結構(gou)復雜，只(zhi)有在通(tong)徑很大的(de)情況下才(cai)采用(yong)。
（4）杠(gang)桿式安全(quan)(quan)閥(fa)（重(zhong)錘(chui)式）安全(quan)(quan)閥(fa)，是一種古老的(de)閥(fa)門。它依靠(kao)杠(gang)桿和重(zhong)錘(chui)來平(ping)衡(heng)閥(fa)瓣的(de)壓力(li)。通過重(zhong)錘(chui)在杠(gang)桿上(shang)的(de)移動，調整壓力(li)的(de)大小。它與彈(dan)簧(huang)(huang)式安全(quan)(quan)閥(fa)比較，顯得笨(ben)重(zhong)而遲(chi)鈍。好處是因為沒有彈(dan)簧(huang)(huang)，不怕介質的(de)熱影響，所(suo)以(yi)至今還在某些(xie)鍋爐上(shang)使用(yong)。結構(gou)形(xing)狀如圖(tu)6.3.22（e）、圖(tu)6.3.22（f）所(suo)示(shi)。
四、安全閥形式的(de)選擇(ze)
（1）排放氣體或(huo)蒸汽時，選用全啟(qi)式(shi)安全閥。
（2）排放液體(ti)時，選用全啟式(shi)或微啟式(shi)安(an)全閥。
（3）排放水蒸氣或空氣時(shi)，可選用帶(dai)扳手的安全閥(fa)。
（4）對設定(ding)壓力(li)大于3MPa，溫度超過235℃的氣體，則選用(yong)帶散熱片(pian)的安全(quan)閥(fa)，以防止泄放介質直(zhi)接(jie)沖蝕彈簧。
（5）排放介質(zhi)允許泄漏至大氣(qi)的(de)，選用(yong)開式閥(fa)帽安全(quan)閥(fa)；不允許泄漏至大氣(qi)的(de)，選用(yong)閉(bi)式閥(fa)帽安全(quan)閥(fa)。
（6）排放有劇毒(du)、有強腐(fu)蝕、有極度危險的介質(zhi)，選用波紋管安(an)全閥。
（7）高(gao)背壓(ya)的(de)場合，選用背壓(ya)平衡式安全閥(fa)或(huo)導閥(fa)控制式安全閥(fa)。
（8）在某些重要的場合(he)，有時(shi)要安(an)裝(zhuang)互為備(bei)用的兩(liang)個安(an)全(quan)(quan)閥。兩(liang)個安(an)全(quan)(quan)閥的進(jin)口和出(chu)口切(qie)斷閥宜采用機械聯(lian)鎖裝(zhuang)置，以(yi)確保在任何時(shi)候(hou)（包括維修(xiu)，檢修(xiu)期間）都能滿足(zu)容器所要求的泄放面積(ji)。
五、安全閥有(you)關標(biao)準規(gui)范
GB/T 12241《安全閥一般要(yao)求(qiu)》
GB/T 12242《安全閥性能試驗方法》
GB/T 12243《彈簧直接載荷式安全閥》
ZBJ 98013《電站安全閥技術條(tiao)件》
JB/T 53170《彈簧直接載荷式安全閥產品質量分等》
TSG ZF001《安(an)全閥安(an)全技術監察規程》
SY/T 0525.1《石油儲罐液壓安全閥》
SY/T 10006《海上井口地面安全閥和水下安全閥規范》
SY/T 10024《井下安全閥系統的設計、安裝、修理和操作的推薦作法》
GB/T 14087《船用空氣瓶安全閥》
JB/T 6441《壓縮機用安全閥》
JB/T 2203《彈簧式安全閥 結構長度》
JB/T 9624《電站安全閥技術條件》
JB/T 53170《彈簧直接載荷式安全閥產品質量分等》
ISO 4126-1《安全閥 第1部(bu)分：通用要求》
ISO 10417《石(shi)油(you)和天然氣工業 地下安全(quan)閥系統(tong)設(she)計(ji)、裝配、操作和修理》
HG 3157《液化(hua)氣體罐車用(yong)彈(dan)簧安全閥》
BS 6759《安全閥》
