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安全阀的类型

充分说明了许多不同类型的安全阀，包括操作，结构材料和附件。

安全阀的类型

有各种各样的安全阀可供选择，以满足不同行业对许多不同应用和性能标准的要求。此外，国家标准规定了许多不同类型的安全阀。

用于锅炉和压力容器的ASME标准I和ASME标准VIII和ASME / ANSI PTC 25.3安全阀和浮雕阀标准提供以下定义。这些标准设置性能特性以及定义所用的不同类型的安全阀：

Asme i valve符合ASME压力容器规范第I部分要求的安全阀，适用于锅炉，在3%超压范围内开启，4%超压范围内关闭。它通常会有两个排污环，并由国家委员会的“V”印章标识。

ASME八世阀符合ASME压力容器规范第VIII节要求的安全阀，适用于压力容器，在超压10%范围内开启，在超压7%范围内关闭。由美国国家委员会(National Board)的“UV”标记确定。

低提升安全阀 -阀瓣的实际位置决定了阀门的排放面积。
全升降式安全阀-放电区域不是由光盘的位置来确定。
全通径安全阀- 孔中没有突起的安全阀，并且其中阀门提升到座椅处或座椅处或下方的任何部分的最小面积的程度，以成为控制孔口。
常规安全泄压阀-弹簧壳体排放到排放侧，因此，操作特性直接受到在背压阀的变化。
平衡安全阀-平衡阀包含一种最小化反压对阀门操作特性影响的方法。
先导操作压力释放阀-主要的缓解装置与自驱动的辅助压力释放装置相结合，并由自动辅助压力释放装置控制。
电源驱动的安全浮雕阀 -压力释放阀，其中的主要压力释放装置与相结合，并且通过，要求外部能量源的装置来控制。

以下类型的安全阀在DIN 3320标准中定义，涉及在德国和欧洲其他地区销售的安全阀:

标准安全阀-开口后，阀门达到质量流量所需的升力程度，以在不大于10％的压力上升的压力上升。（阀门的特征在于POP类型动作，有时被称为高升力）。
全升程(Vollhub)安全阀-一种安全阀，在升力开始后，在5％的压力上升到5％的压力范围内，通过设计的限制为5％。快速开口（比例范围）的升力量不得超过20％。
Dir装载安全阀 -其中阀盘下方的开启力由诸如弹簧或重量的闭合力相对的安全阀。
比例安全阀-安全阀，与压力的增加，或多或少地稳定地开放。10％升程范围内的突然间开口不会发生压力增加。在不超过10％的压力下开口后，这些安全阀可以实现待排出的质量流量所需的升力。
隔膜安全阀 -一种直接加载的安全阀，其中线性移动和旋转的元件和弹簧通过隔膜保护，免受流体的影响
波纹管安全阀 -一种直接装载的安全阀，其中滑动和（部分或完全）旋转元件和弹簧被波纹管抵抗流体的效果。波纹管可能具有这样的设计，它可以补偿背压的影响。
〇控制安全阀由一个主阀和一个控制装置组成。它还包括带有辅助负载的直接作用安全阀，在达到设定压力之前，一个额外的力会增加关闭力。

en ISO 4126列出了以下安全阀类型的定义：

安全阀-自动的安全阀,没有其他能源的援助比流体而言,排放数量的液体,防止被超过了预定的安全压力,旨在re-close和防止进一步的流体流动后的服务已经恢复正常压力条件。请注意;这种阀门的特点是，可以通过弹出动作(快速开启)或按超过设定压力的压力增加的比例(不一定是线性的)开启。

直接加载式安全阀-一种安全阀，在这种安全阀中，由于阀瓣下面的流体压力而产生的负载仅由一个直接的机械负载装置(如砝码、杠杆和砝码或弹簧)来抵消。
辅助安全阀。其通过动力辅助机构的装置，可另外在压力解除的安全阀低于设定压力和将，即使在辅助机构的故障的情况下，符合所有在给定的安全阀的要求标准。
补充负载安全阀-一种安全阀，在安全阀进口压力达到设定压力之前，附加一个力，增加密封力。

请注意;当安全阀的入口处的压力达到设定压力时，该额外的力（补充负载）可以通过外来电源提供。当压力达到设定压力时，可以可靠地释放。辅助量的量如此安排，如果不释放这样的补充载荷，则安全阀将在压力下实现其认证的放电容量，不大于要保护的设备的最大允许压力的1.1倍。

先导操作安全阀-一种安全阀，其操作由先导阀排出的流体启动和控制，先导阀本身是符合标准要求的直接加载安全阀。

下表总结了不同类型的安全阀设置了由不同标准的性能。

传统的安全阀

不同标准中传统安全阀定义的共同特点是，它们的操作特性受排放系统中任何反压力的影响。值得注意的是，总背压是由两个部分产生的;叠加背压和累积背压:

叠加背压-存在于关闭阀门出口侧的静压。
建成背压 - 当阀被排出在输出侧产生的附加压力。

随后，在常规安全阀中，只有叠加反压会影响开启特性和设定值，但组合反压会改变排污特性和复位值。

的ASME / ANSI标准进一步分类常规阀具有被排放到阀的排放侧上的弹簧壳体。如果弹簧壳体排放到大气中，任何叠加的背压仍然会影响的操作特性。Thiscan从图9.2.1中可以看出，其示出的阀门，其弹簧壳体被排放到阀的排出侧和到大气中的示意图。

通过考虑盘上的力(与当地广告),可以看出,所需的开放力(相当于进口压力的乘积(PV)和喷嘴面积(一个)是弹簧力的总和(FS)和力由于背压(PB)作用于盘的顶部和底部。如果弹簧外壳排在阀门的排放侧(ASME常规安全安全阀，见图9.2.1 (a))，则所需的开启力为:

PV AN = FS + PB AD - PB（AD-AN），其简单到等式9.2.1

因此，任何叠加的反压力都会增加关闭力，并且提升阀瓣所需的进口压力更大。

对于弹簧壳排到大气中的阀门(图9.2.1b)，所需的开启力为:

因此，叠加的反压作用与容器的压力来克服弹簧力，开口压力将低于预期。

在这两种情况下，如果存在显著的叠加背压，则在设计安全阀系统时需要考虑其对设置压力的影响。

一旦阀门开始打开，就必须考虑建立背压的效果。对于具有弹簧壳体的传统安全阀，弹簧壳体排出到阀的排出侧，参见图9.2.1（a），可以通过考虑等式9.2.1并通过注意阀门来确定建筑背压的效果开始打开，入口压力是设定压力，PS和超压，PO的总和。

(P_年代+ P_O）一个_N= F_年代+ P_B一个简单的等式9.2.3

因此，如果反压大于超压，阀门将趋向关闭，减少流量。这可能导致系统内部不稳定，并可能导致阀门的颤振或颤振。

通常，如果传统的安全阀用于应用中，那么有一个过多的建立背压，它们不会按预期执行。根据API 520推荐的实践指南：

当内置背压大于设定压力的10％以10％过压时，通常不应使用传统的减压阀。更高的最大允许的内置背压可用于超压大于10％。

然而，欧洲标准EN ISO 4126规定，当阀门以认证能力排放时，累积反压应限制在设置压力的10%。

对于大多数蒸汽应用场合，通过仔细确定排放管道的尺寸，可以将反压保持在这些限制范围内。这将在模块9.4中讨论。但是，如果不能降低反压力，则可能需要使用平衡安全阀。

平衡安全阀

平衡安全阀是那些包含消除背压效果的手段的安全阀。有两种基本设计可用于实现这一目标：

活塞式平衡式安全阀。

虽然活塞阀有几种不同的型式，但它们通常由活塞式阀瓣组成，阀瓣的运动受到通风导轨的限制。活塞顶面面积AP和喷嘴座面积AN的设计是相等的。这意味着暴露在反压力下的阀瓣顶部和底部表面的有效面积是相等的，因此任何额外的力都是平衡的。此外，如图9.2.2所示，弹簧阀盖是通风的，这样活塞的顶面就能承受大气压力。

通过考虑作用于活塞的力，很明显，这种类型的阀门不再受任何背压的影响：

波纹管式平衡安全阀。

用有效面积（AB）等同于喷嘴座区域（AN）的波纹管连接到盘的上表面和所述主轴导向件。

波纹管的配置防止了波纹管区域内阀瓣上部的反压力作用。超出波纹管的阀瓣面积和相对的阀瓣面积相等，因此作用在阀瓣上的力是平衡的，反压对阀门开启压力的影响很小。

通风口允许空气在自由流动和流出，因为它们扩展或收缩的波纹管的波纹管。

波纹管故障是使用波纹管平衡安全阀时的重要关注，因为这可能会影响阀门的设定压力和容量。因此，重要的是，有一些机制用于检测穿过波纹管通风口的任何无孔流体流动。此外，一些波纹管平衡安全阀包括辅助活塞，用于克服波纹管故障的情况下的背压的效果。这种类型的安全阀通常仅用于石油和石化行业的关键应用。

除了减少背压的影响，波纹管还可以将主轴导轨和弹簧与工艺流体隔离开来，这在流体具有腐蚀性时非常重要。

由于平衡减压阀通常比不平衡减压阀更昂贵，它们通常只用于不可避免的高压管汇，或需要非常精确的设置压力或排污的关键应用场合。

先导式安全阀

这种类型的安全阀使用流动的介质本身通过先导阀，将关闭力施加在安全阀盘上。先导阀本身是一个小的安全阀。

试点有两种基本类型的试验阀，即隔膜和活塞式。

膜片式通常仅适用于低压应用和它产生一个正比类型的动作，在液体系统中使用的安全阀的特征。因此很少使用他们在蒸汽系统，因此，他们不会在这个文本考虑。

活塞式阀由主阀，它采用形闭合装置（或插塞）的活塞，以及外部先导阀。图的典型活塞型的图9.2.4示出了，先导式安全阀。

主阀内的活塞和阀座结构的设计使暴露在进口流体中的活塞底部的面积小于活塞顶部的面积。由于活塞的两端以相同的压力暴露在流体中，这意味着在正常的系统运行条件下，由更大的顶部面积产生的关闭力大于进口力。因此，向下的合力将活塞牢牢地固定在其阀座上。

如果进口压力上升，活塞上的净关闭力也会增加，确保持续保持紧密关闭。然而，当进口压力达到设定压力时，先导阀将弹出，释放活塞上方的流体压力。由于作用在活塞上表面的流体压力小得多，进口压力产生一个向上的净力，活塞将离开其阀座。这将导致主阀门弹出，使工艺流体排出。

当入口压力已经充分减小时，先导阀将重新关闭，从而防止从活塞的顶部的流体的进一步释放，从而重新建立净向下的力，并且使活塞重新固定。

试验操作安全阀提供良好的超压和排污性能（可达到2％的排污）。因此，在设定压力和系统操作压力之间需要窄边距，使用它们。试验阀门也可提供更大的尺寸，使其成为更大容量的首选安全阀。

导频操作阀门的主要问题之一是小孔，飞行员连接管易于堵塞异物，或者由于这些管道中的冷凝物的收集。这可能导致阀门的故障，无论是在打开或关闭位置，取决于堵塞发生的位置。

全升程、高升程和低升程安全阀

术语充分提升，高提升和低升程指旅行盘经受的量，因为它从它的闭合位置移动至位置需要以产生认证的放电容量，并且这将如何影响阀的放电容量。

全升降式安全阀是指阀瓣能充分升降，使阀帘面积不再影响出料面积的安全阀。排放面积和阀门的能力随后由孔面积决定。当阀瓣提升距离至少为内径的四分之一时，就会发生这种情况。全举升式常规安全阀通常是一般蒸汽应用的最佳选择。

高升降机安全阀的盘提升孔径至少1/12的距离。这意味着窗帘区域和最终盘的位置决定了放电区域。高升降阀的放电容量往往明显低于全升降阀，并且对于给定的放电容量，通常可以选择具有比相应高升降阀小的标称尺寸的全升降阀，通常会引发成本优势。繁多，高升降阀往往适用于其动作更加成比例的可压缩液体。

在低升程阀门中，阀瓣只提升1/24孔径的距离。排放面积完全由阀瓣的位置决定，由于阀瓣只提升很小的量，其能力往往比全提升或高提升的阀门要低得多。

材料的建筑

除了安全阀在排放外，唯一被工艺流体浸湿的部件是进口通道(喷嘴)和阀瓣。由于安全阀在正常情况下很少工作，所以对于大多数应用，所有其他部件都可以用标准材料制造。然而，也有一些例外，在这种情况下，必须使用特殊材料，这些包括:

低温应用。
腐蚀性液体。
其中排出的流体的污染是不允许的。
当阀门排放到包含由另一个阀门排放的腐蚀性介质的歧管中时。

的安全阀元件的主要含热通常由以下材料之一构成：

铜-一般用于蒸汽、空气和热水应用(15 bar以下)的小型螺丝阀门。
铸铁,广泛用于ASME型阀门。它的使用通常限制在17巴g。
SG铁 -在欧洲阀常用和在较高的压力阀，以代替铸铁（高达25巴克）。
铸钢 -常用于更高的压力阀（最多40巴G）。工艺型阀通常由具有奥氏体全喷嘴型结构的铸钢体制成。
奥氏体不锈钢应用于食品，制药或洁净蒸汽应用。

对于极高的压力应用，可以从固体锻造或加工含压力组分。

对于所有的安全阀，重要的是可移动部件，特别是心轴和导向件是从不会轻易降解或腐蚀的材料制成。由于座位和光盘都在不断地与工艺流体接触，他们必须能够抵抗侵蚀和腐蚀的影响。

对于工艺应用，奥氏体不锈钢通常用于座椅和圆盘;有时它们是'Stellite面临'，以增加耐用性。对于极其腐蚀性的流体，喷嘴，圆盘和座椅由特殊合金制成，例如“Monel”或“哈斯泰洛利”。

弹簧是安全阀的关键元件，必须在要求的参数范围内提供可靠的性能。标准安全阀一般采用碳钢，适用于中等温度。钨钢用于更高的温度，无腐蚀性的应用，不锈钢用于腐蚀性或清洁的蒸汽负荷。对于酸性气体和高温应用，通常使用蒙乃尔、哈氏合金和铬镍铁合金等特殊材料。

安全阀选项和附件

由于安全阀的应用范围广泛，有许多不同的选择可供选择:

座位材料

一个关键的选择是用于座位的材料的类型。金属对金属的座椅，从不锈钢通常由，通常用于高温应用，如蒸汽。可替代地，弹性盘可被固定到一者或两者，其中紧密的关断是必需的，通常为气体或液体的应用落座表面。这些插入件可以由多种不同的材料制成，但氟橡胶，腈或EPDM是最常见的。软密封插入件通常不推荐用于蒸汽使用。

杠杆

标准安全阀通常配备一个放松杆，可以手动提升阀门，以确保在超过设定压力的75%的压力下工作。这通常是作为例行安全检查的一部分，或在维护期间，以防止卡住。杠杆的安装通常是蒸汽和热水应用的国家标准和保险公司的要求。例如，ASME锅炉和压力容器规范规定，如果要在空气、60°C以上的水和蒸汽上使用减压阀，则必须安装一个杠杆。

标准或打开的杆是最简单的可用杠杆。它通常用于少量流体对大气泄漏的应用是可接受的，例如在蒸汽和空气系统上（见图9.2.5（a））。

如果媒体逃脱是不可接受的，则必须使用包装的杆。这使用填充腺密封，以确保流体含有盖子，（参见图9.2.5（b））。