全啟式安全閥主要用于氣體介質的場合。

微啟式安全閥主要用于液體場合，有時也用于排放量很小的氣體場合。

一、安全閥分類及特點

1、按整體結構及加載機構分類

安全閥按其整體結構及加載機構的不同可以分為重錘杠桿式、脈沖式和彈簧式三種。用得比較普遍的是彈簧式安全閥。

①重錘杠桿式安全閥 

重錘杠桿式安全閥是利用重錘和杠桿來平衡作用在閥瓣上的力。根據杠桿原理，它可以使用質量較小的重錘通過杠桿的增大作用獲得較大的作用力，并通過移動重錘的位置(或變換重錘的質量)來調整安全閥的開啟壓力。

優點：重錘杠桿式安全閥結構簡單，調整容易而又比較準確，所加的載荷不會因閥瓣的升高而有較大的增加，適用于溫度較高的場合，過去用得比較普遍，特別是用在鍋爐和溫度較高的壓力容器上。

缺點：但重錘杠桿式安全閥結構比較笨重，加載機構容易振動，并常因振動而產生泄漏；其回座壓力較低，開啟后不易關閉及保持嚴密。

②脈沖式安全閥 

脈沖式安全閥由主閥和輔閥構成，通過輔閥的脈沖作用帶動主閥動作、其結構復雜，通常只適用于安全泄放量很大的鍋爐和壓力容器。

③彈簧式安全閥 

彈簧式安全閥是利用壓縮彈簧的力來平衡作用在閥瓣上的力。螺旋圈形彈簧的壓縮量可以通過轉動它上面的調整螺母來調節，利用這種結構就可以根據需要校正安全閥的開啟(整定)壓力。

優點：彈簧式安全閥結構輕便緊湊，靈敏度也比較高，安裝位置不受限制，而且因為對振動的敏感性小，所以可用于移動式的壓力容器上。

缺點：所加的載荷會隨著閥的開啟而發生變化，即隨著閥瓣的升高，彈簧的壓縮量增大，作用在閥瓣上的力也跟著增加。這對安全閥的迅速開啟是不利的。另外，閥上的彈簧會由于長期受高溫的影響而使彈力減小。用于溫度較高的容器上時，常常要考慮彈簧的隔熱或散熱問題，從而使結構變得復雜起來。

2、按閥瓣開啟的最大高度和流道之比分類

按照閥瓣開啟的最大高度與安全閥流道直徑之比來劃分，安全閥主要分為全啟式安全閥和微啟式安全閥兩種。

① 全啟式安全閥 

全啟式安全閥的開啟高度大于或等于流道直徑的1/4。全啟式安全閥的排放面積是閥座喉部最小截面積。其動作過程是屬于兩段作用式，必須借助于一個升力機構才能達到全開啟，全啟式安全閥主要用于氣體介質的場合。

② 微啟式安全閥 

微啟式安全閥的開啟高度小于流道直徑的1/4，通常為流道直徑的1/40一1/20。其動作過程是比例作用式的，主要用于液體場合，有時也用于排放量很小的氣體場合。

3、按介質排放方式分類

按照介質排放方式的不同，安全閥又可以分為開放式、半封閉式和全封閉式等三種。

①開放式安全閥

開放式安全閥的閥蓋是敞開的，使彈簧腔室與大氣相通，這樣有利于降低彈簧的溫度，主要適用于介質為蒸汽，以及對大氣不產生污染的高溫氣體的容器。

②半封閉安全閥 

半封閉式安全閥所排出的氣體一部分通過排氣管，也有一部分從閥蓋與閥桿間的間隙中漏出，多用于介質為不會污染環境的氣體的容器。

③全封閉安全閥 

全封閉式安全閥排氣時，氣體全部通過排氣管排放，介質不能向外泄漏，主要用于介質為有毒、易燃氣體的容器。

4、按作用原理分類

可以分為非直接作用式安全閥和直接作用式安全閥。

①非直接作用式安全閥

這類安全閥可以分為帶動力輔助裝置的安全閥、先導式安全閥。

帶動力輔助裝置的安全閥：借助于一個動力輔助裝置，在低于正常開啟壓力的情況下強制安全閥開啟。適用于開啟壓力很接近于工作壓力的場合，或需定期開啟安全閥以進行檢查或吹除粘著、凍結的介質的場合。同時，也提供了一種在緊急情況下強制開啟安全閥的手段。

先導式安全閥：依靠從導閥排出的介質來驅動或控制的，而導閥本身是一個直接作用式安全閥，有時也采用其他形式的閥門。適用于高壓、大口徑的場合。先導式安全閥的主閥還可以設計成依靠工作介質來密封的形式，或者可以對閥瓣施加比直接作用式安全閥大得多的機械載荷，因而具有良好的密封性能。同時，它的動作很少受背壓的影響。這種安全閥的缺點在于它的可靠性同主閥和導閥有關，動作不如直接作用式安全閥那樣迅速、可靠，而且結構較復雜。

②直接作用式安全閥 

直接作用式安全閥是在工作介質的直接作用下開啟的，即依靠工作介質壓力的作用克服加載機構加于閥瓣的機械載荷，使閥門開啟。

這種安全閥具有結構簡單，動作迅速，可靠性好等優點。但因為依靠結構加載，其載荷大小受到限制，不能用于高壓、大口徑的場合。

二、安全閥選型須知

1、安全閥各種參數的確定

①確定安全閥公稱壓力

根據工作溫度、閥門材料和最大工作壓力選定公稱壓力。

②確定安全閥的工作壓力等級

根據壓力容器的設計溫度和設計壓力選定工作壓力等級，彈簧的工作壓力級與安全閥的工作壓力有著不同的含義。彈簧的工作壓力級則是指某一根彈簧所允許使用的工作壓力范圍，在該壓力范圍內，安全閥的開啟壓力（即整定壓力）可以通過改變彈簧的預緊壓縮量進行調節。而安全閥的工作壓力是指安全閥正常運行時閥前所承受的靜壓力，它與被保護系統或設備的工作壓力相同。同一公稱壓力的安全閥，根據彈簧設計要求，可以分為多種不同的工作壓力級。選用安全閥時，應根據所需開啟壓力值確定閥門的工作壓力級。

③確定安全閥的排放壓力Pd

蒸汽鍋爐安全閥的排放壓力為整定壓力的1.03倍，安全閥的排放壓力一般為整定壓力（開啟壓力）的1.1倍。

④材質的確定

選用安全閥的材質應考慮介質的工作溫度、工作壓力，介質性能以及材料的工藝性，經濟性等多種因素。

⑤確定安全閥的通徑

根據必需排放量來確定，安全閥的排放能力≥必需排放量。被保護系統所必需的排放量是指系統發生異常超壓時為防止超壓所必須排除的量，它是由系統或設備的工作條件、容量以及可能引起超壓等因素決定的。

2、安全閥特殊結構的確定

①對于開啟壓力大于3MPa蒸汽用的安全閥或介質溫度超過320℃的氣體用的安全閥，應選用帶散熱器(翅片)的安全閥。

②對于易燃、毒性為極度或高度危害介質必須采用封閉式安全閥，如需采用帶有提升機構的，則應采用封閉式帶板手安全閥。

③對承受附加背壓力的安全閥，而且其背壓力變化量超過整定壓力10％時，應選用波紋管安全閥。另外對使用有腐蝕性介質的安全閥，為防止彈簧及導向機構受介質腐蝕，也應選用波紋管安全閥。

④液化槽(罐)車，應采用內置式安全閥。

⑤對空氣、60℃以上熱水或蒸汽等非危害介質，應采用帶板手安全閥。

⑥工作壓力低的固定式容器，可采用靜重式（高壓鍋）或杠桿重錘式安全閥。移動式設備應采用彈簧式安全閥。

⑦對于泄放量大的工況，應選用全啟式；對于工作壓力穩定、泄放量小的工況，宜選用微啟式；對于容器長度超過6m的應設置兩個或兩個以上安全閥；對于高壓、泄放量大的工況，宜選用非直接起動式，如脈沖式安全閥。

⑧對于介質較稠且易堵塞的，宜選用安全閥與爆破片的串聯組合式的泄放裝置。

三、安全閥選型須知

1、安裝要求

①對于高毒性介質，要選用密封性良好的安全閥類型。

②對于腐蝕性介質，安全閥要與爆破片組合安裝。

③對于重要安全閥，或者易受火災影響的安全閥，要設置噴淋保護。

④對于高溫介質安全閥，高溫對彈簧影響較大，應避免選用彈簧式安全閥。

⑤安全閥要設置靜電跨線。

⑥為了防止安全閥反復啟閉，產生顫振，損壞閥門，要減少安全閥入口管道的壓力降，即加大入口管徑、縮短入口管段。

⑦對于球罐用安全閥，要安裝雙安全閥，且其中任何一個安全閥的泄壓能力，都能滿足球罐安全泄壓要求。

2、安裝位

①安裝位置，盡量靠近被保護的設備或管道。

②垂直向上安裝。

③安裝在易于檢修和調節之處，周圍有足夠空間。

④對于盛裝易燃、毒性、黏性介質的容器、設備，可在安全閥前裝截止閥，但截止閥的流通面積，不得小于安全閥的最小流通面積，并加裝鉛封，保證截止閥處于全開、常開狀態。

⑤壓力容器的安全閥，安裝在容器本體液面以上氣相空間，也可以安裝在連接點位于壓力容器氣相空間的管道上。

⑥對于可能被物料堵塞或腐蝕的安全閥，在其入口前設爆破片，并在安全閥與爆破片之間，加裝檢查閥，在其入口管道上采取反吹掃、伴熱或保溫等防堵措施。

⑦安全閥要與截止閥反向安裝，減少閥門自重力影響，避免出現應力疲勞和排放振動疲勞。

⑧在管道上安裝的安全閥，應設置在流體壓力比較穩定且距波動源有一定距離的地方，不能安裝在水平管道的死角處。

⑨對空緊急排放，管口要平整、不尖銳，沒有毛刺，以防產生靜電放電。

⑩對于液體介質的管道、換熱器或壓力容器等，當閥門關閉可能會出現熱膨脹，造成壓力憋高的問題時，設置的安全閥可水平安裝，直接向下排出液體。

?安全閥的閥體，要支撐平穩。

?安全閥安裝點，不能使安全閥承受過大的背壓值，應在規定允許范圍內。

?介質為極度和高度危害或易燃易爆介質的容器，安全閥的排出口應引至安全地點，并進行妥善處理。

兩個以上的安全閥若共用一根排放管時，排放管的截面積應不小于所有安全閥出口截面積的總和，但氧氣或可燃氣體以及其他能相互產生化學反應的兩種氣體不能共用一根排放管。

四、安全閥失效模式及應對措施

不正常開啟

超整定壓力開啟，即超過設備最高允許工作壓力才開啟。這就失去了安全閥的過載保護功能，造成這種情況的原因及應對措施如下：

(1)整定壓力不準，整定壓力調得過高。應對措施：重新調整彈簧的壓縮量。

(2)閥瓣與閥座粘住。因安全閥在長時間運行中未曾動作，又未作定期檢查、維修而造成生銹，導致閥瓣與閥座粘連。應對措施：定期對安全閥作手動放氣或放水試驗，在使用過程中注意防濕防潮。

(3)內部異物卡阻，閥瓣不能克服障礙物上升，導致開啟壓力增大或者無法開啟。應對措施：檢查清除異物。

(4)外部異物卡阻，靜重式或者杠桿式安全閥外部人為加重或者其他原因阻礙閥瓣正常開啟。應對措施：檢查清除異物。

(5)工作溫度降低，導致開啟壓力升高。應對措施：在常溫下調整而用于低溫時，常溫下的整定壓力值應略低于要求的開啟壓力值。

低于整定壓力開啟，即不到整定壓力開啟。主要是：

(1)整定壓力不準。應對措施：重新調整彈簧的壓縮量；

(2)彈簧老化彈力下降。由于長期使用或者介質腐蝕，導致彈簧老化，進而彈力下降。應對措施：適當旋緊調整螺桿或更換彈簧。

(3)工作溫度升高，導致開啟壓力降低。應對措施：在常溫下調整而用于高溫時，常溫下的整定壓力值應略高于要求的開啟壓力值。

(4)因泄漏等原因，安全閥使用環境高于彈簧允許工作溫度造成彈簧彈力下降。應對措施：及時研磨密封面消除泄漏并更換新彈簧。

(5)安全閥傾斜，由于安裝或者觸碰擠壓，導致安全閥傾斜。應對措施：安全閥尤其是靜重式安全閥和杠桿式安全閥須垂直安裝，并設置堅固防護圈。

安全閥泄漏

在設備正常工作壓力下，閥瓣與閥座密封面之間發生超過允許程度的滲漏。

(1)閥瓣與閥座密封面之間有雜質。應對措施：可使用提升扳手將閥開啟幾次，把雜質或者贓物沖洗掉；

(2)密封面損傷。由于密封面的材質、硬度、裝配等原因，安全閥起跳回座過程致使密封面變形、錯位，或者因密封介質溫度變化引起密封面膨脹變形，都可能導致介質泄漏。應對措施：根據密封介質的性質、可能的溫度變化等選用合適材質的安全閥，對安全閥密封面的缺陷或者損傷，應視情形不同而采用研磨、車削后研磨的方法加以修復，同時注意研磨方式，以防止出現溝槽。

(3)密封墊損傷。因雜質或者硬物卡、擠、壓等致使密封墊損傷，更換合格密封墊，同時注意安放密封墊時首先清潔安裝位置及安裝物件；

(4)閥桿彎曲、傾斜，使閥瓣與閥座錯位。應對措施：重新裝配或更換；

(5)彈簧彈性降低或失去彈性，因彈簧被介質腐蝕或者介質溫度升高導致彈簧變軟，預緊力減小，發生滲漏。應對措施：加強彈簧防銹蝕和隔熱措施，及時更換彈簧或者重新調整開啟壓力。

(6)彈簧斷裂。應對措施：重新更換彈簧。

(7)裝配不當或有關零件尺寸不合適，裝配過程中閥芯閥座未完全對正或結合面有透光現象，原因是閥芯閥座密封面過寬不利于密封。應對措施：檢查閥芯周圍配合間隙大小及均勻性，保證閥芯頂尖孔與密封面同正度；檢查各部間隙不允許抬起閥芯；圖紙要求適當減小密封面寬度實現有效密封。

(8)閥體結合面滲漏，結合面螺栓拴緊力不夠或緊偏，造成結合面密封不好；閥體結合面密封墊不符合標準。應對措施：調整螺栓緊力，緊螺栓時一定要按對角把緊方式進行，最好是邊緊邊測量各處間隙，將螺栓緊到緊不動為止，并使結合面各處間隙一致，其次，應采用合乎標準的密封墊。

(9)閥桿與閥瓣接觸處銹蝕，造成閥瓣自就位能力喪失，在外露閥桿受到擾動時，閥瓣隨著偏移，造成密封失效，發生泄漏。應對措施：定期檢查閥桿與閥瓣接觸槽，采取合理的防銹措施。

(10)整定壓力與設備工作壓力過于接近，由于設備工作壓力波動范圍接近或者超過安全閥的密封壓力，可能引起泄漏。應對措施：選用適當的安全閥，合理設定安全閥整定壓力。

安全閥閥瓣不穩

閥瓣頻跳或顫振。頻跳指的是安全閥回座后，待壓力稍一升高，安全閥又將開啟，反復幾次出現，這種現象稱為安全閥的“頻跳”。發生頻跳現象對安全閥密封極為不利，極易造成密封面泄漏。安全閥在排放過程中出現的抖動現象，稱其為安全閥的顫振，顫振現象發生極易造成金屬疲勞，使安全閥機械性能下降，造成嚴重設備隱患。其不穩主要是：

(1)彈簧剛度太大，閥瓣上升不到開啟高度，排放量過小，安全閥開啟后壓力繼續上升，導致重新開啟。應對措施改用剛度適當的彈簧；

(2)調節圈調整不當，通道面積過大，安全閥開啟后，壓力急劇下降到工作壓力以下，閥門將隨著閥瓣對閥座的劇烈撞擊而關閉，由于壓力升高根源并未消除，閥瓣再次開啟，形成頻跳。應對措施：重新調整調節圈位置。

(3)排放管道阻力過大，流出的介質動量急劇減小，造成過大的排放背壓。應對措施：減小排放管道阻力，清除排放管道障礙。

(4)閥門使用不當，選用閥門排放能力太大。應對措施：使選用的閥門額定排量盡可能接近設備必需的排放量。

安全閥動作后回座不正常

排氣后壓力繼續上升。這主要是：

(1)選用的安全閥排量小于設備的安全泄放量，安全閥開啟后，來不及將超壓部分介質排掉，壓力容器壓力繼續上升。應對措施：重新選用合適的安全閥。

(2)閥桿中線不正或彈簧生銹，使閥瓣不能升到應有的高度，使得安全閥排放量減小。應對措施：重新裝配閥桿或更換彈簧，并注意彈簧的防銹措施；

(3)排氣管截面不夠，使得安全閥排量小于設備的安全泄放量。應對措施：采用符合安全排放面積的排氣管。

(4)彈簧級別不符合要求，由于剛度過小，調整時彈簧壓縮量過大，造成開啟高度不夠。應對措施：更換相應級別的彈簧，彈簧的剛度要適當。

排放后閥瓣不回座。這主要是：

(1)彈簧彎曲閥桿、閥瓣安裝位置不正或被卡住。應對措施：應重新裝配，認真檢驗運動部件是否有碰傷、拉毛、鐵銹或者毛刺等缺陷，并及時清除。

(2)安全閥彈簧在使用過程中斷裂，開啟后，斷裂處錯位，造成閥瓣不能正常回座。應對措施：及時更換新彈簧。