安全閥的主要零部件作用、結構及選用材質

安全閥的零件結構、形狀各異，品種繁多，以廣泛使用的彈簧直接載荷式安全閥為例，說明安全閥的主要零部件的作用、結構和選用材質等，圖14-6是波紋管平衡式安全閥的示意圖。

安全閥是通過閥體、閥蓋使零部件相互連接成為一個完整的產品，安全閥通過閥體的法蘭、螺紋管接頭或焊接連接在系統上。閥體和閥蓋承受著被保護系統的壓力作用，所以閥體和閥蓋應有足夠的強度和密封性，不允許出現變形或泄漏。閥體和閥蓋應按有關 標準和規范的要求進行強度試驗和氣密性試驗。

安全閥的閥體一般以角式為主，進出口通常以法蘭式較多，螺紋連接較少（一般體積小的，壓縮機、 泵等選用較多），焊接式一般用于電站，主要是為了減少泄漏點。

閥體結構可按標準或用戶的要求做成各種形式， 但其強度和剛度是設計人員首先要考慮的，壁厚的設計通常采用查表法、線性插人法和計算法三種方法。

安全閥閥體的進出口法蘭壓力等級的確定是按照相應的標準，依據閥體的材質、工作溫度和整定壓力進行選取。

閥體和閥蓋的選材主要根據使用場合而定（如介質、溫度、壓力等），大致的選用情況見表14-9，一 般情況下閥體與閥蓋的材質相同，對于有背壓平衡結構（背壓平衡機構起隔離作用）的安全閥，閥蓋的材質選用可以比閥體的檔次低。

安全閥的密封性能主要是通過閥瓣和閥座這對元件來實現的，其加工精度對于密封性能有著極大的影響。采用在密封表面堆焊硬質合金的方法來達到提高密封性能和壽命的目的。堆焊的工藝比較復雜、較難控制，這是加工的難點之一。使用0形圈等非金屬軟密封結構，可以在較低的加工精度下就能實現可靠的密封，但由于這些材料不能用于高溫，所以也受到了很大的限制。

閥座一般設計成可拆卸的結構形式，閥座流道設計成拉伐爾噴嘴的低阻力形狀，同時還應減少閥座和閥瓣密封面的機械變形、熱變形和侵蝕。閥座與閥體為一體（或焊成一體）這種安全閥，其閥座是由閥體自身帶出或焊成一體，這就對閥體鑄造質量的合格率要求非常高，否則在強度試驗不合格時，只能連閥體一起報廢，這樣很不經濟，所以國內廠家大都將閥座單獨制造，這對密封面的研磨也帶來很大的方便（密封面堆焊硬質合金的研磨較費時）。

閥瓣、閥座的密封面的結構設計是根據安全閥要達到的密封性能指標、密封面寬度和密封比壓、受彈簧預緊力的大小、所使用的介質特性等諸多因素來考慮的，具體的結構形式如圖14-7?圖14-12所示。

①錐面密封結構（圖14-7）比較適用于小口徑高壓力的場合，對錐孔的圓度和光潔度要求很高，閥

瓣和閥座的表面是堆焊硬質合金，以提高密封面的硬度和耐磨性，為避免卡住，密封面的錐角應大于90°。

②平面密封結構（圖14-8）大部分彈簧式安全閥的密封面都做成平面密封結構，主要是因為加工和研磨相當方便，維修時對密封面的修復也來得簡單， 因此被廣泛地用于中低壓閥門的密封副上。

③彈性密封結構（圖14-9）這種閥瓣帶有彈性密封唇，作用在密封唇上的介質壓力增加了密封比壓，由于密封唇較薄，熱傳遞較快，使密封面前后溫差較小，當發生泄漏時，由于介質的膨脹降溫而產生的溫差也較小，從而減小了溫差變形，提高了在高溫 條件下的密封性能。

④雙密封面彈性密封結構（圖14-10）這種閥瓣帶有的彈性密封唇被一個環形槽分割成兩部分。外側部分與閥座密封面成一個小的傾角，或者被適當磨低一些。內側密封面起密封作用，而外側密封面起保護內側密封面作用。

⑤〇形圈軟密封結構（圖14-11）這種軟密封結構主要用于大型石油液化氣儲罐、某些已知性質的油氣等溫度和壓力不高的場合。它的密封可靠，但啟閉壓差比較大，起密封作用的0形圈應根據不同的介質采用不同的橡膠材料。

⑥聚四氟乙烯軟密封結構（圖14-12）聚四氟乙烯結構的密封性能較好，能適用于溫度小于200°的氣體、油品及其他有腐蝕性的介質，能承受的壓力也比較高。缺點是密封面較軟，做成平面密封的時候， 開啟后容易壓出印子來，造成泄漏，所以閥座一般都做成R形密封面，既增加密封接觸面積，又避免密封面壓出印痕。

對于金屬硬密封結構的密封面，密封面應有硬度差，密封面較寬的硬度應比密封面較窄的硬度高，以 防止動作后密封面的損傷造成密封性能的失效。

閥座的強度是設計人員主要考慮的項目，因為標準規定安全閥進口側的強度試驗壓力為公稱壓力的1.5倍。有些安全閥就是在高溫下因強度不夠，閥座密封面細微變形，導致密封失效而泄漏。而閥座、閥瓣的密封面的材料和寬度的選取不僅要考慮介質的腐 蝕性、密封比壓，還需考慮安全閥回座對密封面的沖擊。

安全閥閥座和閥瓣的材料必須能夠抗沖擊、耐腐蝕，不允許采用鑄鐵材料。工藝參數較高的安全閥， 其密封面推薦采用較硬的耐蝕材料。閥瓣的材料選用和閥座相比，應相同或更好一點，對美標安全閥來說，采用較多的是304、316和316L，當然，在所有腐蝕性強的地方，還應選用更好的如蒙乃爾、哈氏合金、鈦合金等其他材料。

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