安全阀安装

重要的安装建议，包括搬运、设备条件、管道配置、标记和噪音考虑。

阀座密封性

阀座密封性是选择和安装安全阀时的重要考虑因素，因为它不仅可能导致系统流体的持续损失，而且泄漏还可能导致密封面劣化，从而导致阀门过早起跳。 阀座密封性受三个主要因素影响；首先是安全阀的特性，其次是安全阀的安装，第三是安全阀的操作。

安全阀的特性

为了使金属密封阀提供可接受的关闭效果，密封面需要具有高度的平面度和非常好的表面光洁度。阀瓣必须在阀杆上铰接，阀杆导向不能引起任何不当的摩擦效应。金属密封阀可接受关闭的典型数值为表面光洁度0.5 μm和两个光波带的平面度。此外，为了获得合理的使用寿命，配合面和密封面必须具有高耐磨性。 与普通隔离阀不同，作用在阀瓣上的净关闭力相对较小，因为系统压力作用在阀瓣上的力与弹簧反作用力之间的差值很小。 在系统条件允许的情况下，通常使用嵌入阀瓣中的弹性体或弹性密封件来改善关闭效果。但应注意，软密封通常比金属阀座更容易损坏。

安全阀安装

当阀门作为一般设备调试程序的一部分首次起跳时，阀座损坏经常发生，因为系统中通常存在污垢和碎屑。为确保异物不通过阀门，应在安装安全阀之前冲洗系统，并且阀门必须安装在污垢、水垢和碎屑不会积聚的位置。 在蒸汽应用中，减少泄漏倾向也很重要，通过安装阀门使冷凝水不能积聚在阀瓣的上游侧。这可以通过将安全阀安装在蒸汽管道上方来实现，如图9.5.1所示。 当安全阀安装在管道下方时，蒸汽会冷凝、充满管道并弄湿安全阀阀座的上游侧。不推荐这种安装方式，但为参考目的在图9.5.2中显示。 此外，必须始终确保下游管道排水良好，以防止下游积水（这也可能促进腐蚀和泄漏），如图9.5.3所示。

安全阀的操作

当污垢或水垢位于密封面上时，也可能出现泄漏。这通常发生在保险公司要求的定期起跳和例行维护计划期间。进一步操作手柄通常可以清除密封面上的任何污垢。 绝大多数安全阀阀座泄漏问题发生在初次制造和试验之后。这些问题通常由运输过程中的损坏造成，有时是由于误用和污染，或由于安装不良。 大多数安全阀标准不包括详细的关闭参数。对于那些包含的标准，要求和推荐的试验程序通常基于API 527标准，该标准在安全阀行业中被广泛使用。 在空气上设定阀门的试验程序包括阻塞所有二次泄漏路径，同时将阀门维持在设定压力的90%（见图9.5.4）。安全阀的出口连接到一根内径6 mm的管道，其末端保持在合适透明容器中水面以下12.7 mm。测量每分钟从该管排出的气泡数。对于大多数设定在70 bar g以下的阀门，验收标准为每分钟20个气泡。 对于在蒸汽或水上设定的阀门，应使用相应的设定介质评估泄漏率。对于蒸汽，在三分钟稳定期后，在黑色背景下一分钟内不得观察到可见泄漏。对于水，根据孔口面积有小的泄漏允许量，每英寸公称入口直径每小时10 ml。 上述程序可能耗时，因此制造商通常使用替代方法进行试验，例如使用根据API 527中设定的参数校准的精确流量测量设备。 在任何情况下都不应向手柄施加额外载荷，也不应夹紧阀门以增加阀座密封性。 **这将影响操作特性，并可能导致安全阀在超压条件下无法起跳。如果存在不可接受的阀座泄漏水平，可以翻新或修理阀门，但只能由获得授权的人员在制造商批准下使用制造商提供的信息进行。 常用的备件通常包括弹簧、阀瓣和喷嘴、弹性密封件和垫片。许多阀门的阀座环是不可拆卸的，有时可以在阀体内重新成形和重新研磨。但是，重要的是阀座孔口的尺寸必须严格按照原始图纸保持，因为这会改变有效面积并随后影响设定压力。 在阀体内直接研磨阀瓣到阀座上是不可接受的，因为会在阀瓣上产生凹槽，导致起跳后无法一致关闭。 对于弹性密封阀，通常密封件（通常是”O”形圈或阀瓣）可以在阀瓣组件中更换。 如果要保持独立机构批准，则维修者必须作为制造商批准的代理人行事是强制性的。对于ASME批准的阀门，维修者必须由National Board独立批准，随后被允许应用”VR”标记，表示阀门已被维修。

标记

安全阀标准通常对阀门上必须携带的信息非常具体。标记在壳体（通常铸造或冲压）和铭牌上都是强制性的，铭牌必须牢固地附着在阀门上。所需信息的一般总结如下： 壳体上：

• 尺寸代号。
• 壳体材料代号。
• 制造商名称或商标。
• 流动方向箭头。 铭牌上：
• 设定压力（欧洲阀门为bar g，ASME阀门为psi g）。
• 相关标准编号（或相关ASME标记）。
• 制造商型号参考。
• 降额排放系数或认证能力。
• 流道面积。
• 升程和超压。
• 制造日期或参考编号。 National Board批准的ASME标记如下应用： V ASME I批准的安全泄压阀。 UV ASME VIII批准的安全泄压阀。 UD ASME VIII批准的爆破片装置。 NV ASME III批准的泄压阀。 VR 授权的泄压阀维修商。 表9.5.1详细说明了TÜV要求的标记系统，表9.5.2详细说明了流体参考字母。

安装

安全阀是精密的安全设备；它们设定在紧密公差范围内，并具有精密加工的内部零件。如果搬运不当或安装不正确，它们容易出现错位和损坏。 阀门应尽可能竖直运输，绝不应通过手柄搬运或吊装。此外，保护塞和法兰保护器应直到实际安装时才拆除。在移动阀门时还应注意避免使其受到过度冲击，因为这可能导致相当大的内部损坏或错位。

入口管道

设计入口管道时，主要考虑因素之一是确保该管道中的压力降最小化。EN ISO 4126建议在排放时将压力降保持在设定压力的3%以下。当安全阀使用短”短管”连接时，入口管道必须至少与安全阀入口连接相同尺寸。对于较大管线或任何包含弯头或肘管的管线，支管连接应至少比安全阀入口连接大两个管道尺寸，在该点减小到安全阀入口尺寸（见图9.5.5a）。过度的压力损失可能导致”颤振”，这可能导致能力降低和密封面及其他阀门部件的损坏。为了减少入口压力损失，可以采用以下方法：

• 增加管道直径。（见图9.5.5(a)）。
• 确保任何拐角适当圆滑。标准EN ISO 4126：第1部分建议拐角的半径不应小于内径的四分之一（见图9.5.5(b)）。
• 减少入口管道长度。
• 将阀门安装在任何会聚或发散”Y”型管件或任何弯头下游至少8到10个管道直径处（见图9.5.5(c)）。
• 切勿将安全阀支管直接对着蒸汽管线下侧的支管。
• 避免在入口管道中设置引出支管（例如用于其他工艺），因为这会增加压力降。 安全阀应始终安装为阀帽垂直向上。将阀门安装在任何其他方向会影响性能特性。 API推荐实践520指南还规定，安全阀不应安装在通常没有流体通过的长水平管道末端。这可能导致管道中积累异物或冷凝水，可能对阀门造成不必要的损坏或干扰其操作。

出口管道

有两种可能的排放系统类型——开放式和封闭式。开放式系统直接排放到大气中，而封闭式系统与其他安全阀一起排放到集管中。 建议蒸汽和气体系统的排放管道应向上倾斜，而对于液体系统，应向下倾斜。水平管道应有至少1:100的远离阀门的向下坡度，确保任何排放都能自排。排放任何上升的排放管道很重要。垂直上升将需要单独的排水。注：所有系统排水点都受相同的预防措施约束，特别是不得影响阀门性能，任何流体必须排放到安全位置。 必须确保流体不能在安全阀的下游侧积聚，因为这会损害其性能并导致弹簧和内部零件的腐蚀。许多安全阀提供阀体排污连接，如果未使用或未提供，则应在靠近阀门出口处安装小口径排污管（见图9.5.3）。 封闭系统中的主要关注点之一是排放系统中的压力降或积聚背压。如模块9.2所述，这会严重影响安全阀的性能。EN ISO 4126：第1部分标准规定压力降应保持在设定压力的10%以下。为实现这一点，可以使用公式9.5.1确定排放管道的尺寸。 压力(P)应取为相关标准规定的最大允许压降。对于EN ISO 4126：第1部分，这将是设定压力的10%，vg即在此压力下取值。 示例9.5.1 计算需要排放1 000 kg/h饱和蒸汽的安全阀排放管道的公称直径；已知蒸汽通过管道排放到通气容器中，管道等效长度为25 m。安全阀的设定压力为10 bar g，可接受的背压为设定压力的10%。（假设容器排气口的压力降为零）。 解答：如果允许最大10%的背压，则安全阀出口处的表压将为： 因此，连接到安全阀出口的管道内径应至少为54 mm。对于Schedule 40管道，这将需要DN65管道。 如果无法将背压降低到设定压力的10%以下，应使用平衡式安全阀。 平衡式安全阀要求其阀帽通向大气排气。对于平衡波纹管式，不会有工艺流体排放，因此可以直接排向大气。主要的设计考虑是确保该排气口不会被堵塞，例如被异物或冰堵塞。对于平衡活塞式，必须考虑工艺流体可能通过阀帽排气口排放。如果排放到加压系统，排气口必须适当尺寸，使活塞上方不存在背压。 安装在建筑物外直接排放到大气中的安全阀应使用防护罩覆盖。防护罩允许流体排放，但防止污垢和其他碎屑在排放管道中积聚，这可能影响背压。防护罩还应设计为不影响背压。

集管

集管必须按尺寸确定，使得在最坏情况下（即所有集管阀门都在排放时），管道足够大以应对而不产生不可接受水平的背压。集管的体积理想情况下应随着每个阀门出口进入而增大，且这些连接应以不超过45°的角度进入集管（见图9.5.6）。集管还必须在必要时正确固定和排水。 对于蒸汽应用，通常不建议使用集管，但如果对设计和安装的所有方面都给予适当考虑，也可以使用。

排放时的反作用力

在开放式系统中，必须仔细考虑阀门起跳时排放系统中产生的反作用力的影响。在这些系统中，将有显著的合力作用在排放的相反方向。防止这些反作用力对阀门或入口连接施加过度载荷很重要，因为它们可能导致入口管道损坏。反作用力的大小可以使用公式9.5.2中的公式计算： 对于公称直径小于75 mm的安全阀，反作用力通常较小，但大于此尺寸的安全阀通常在阀体上有用于反力杆的安装法兰，以便固定阀门。 在封闭系统中，这些反作用力通常可以忽略不计，因此可以忽略。 无论反作用力的大小如何，安全阀本身绝不能用来支撑排放管道本身，应提供支撑以抵抗排放管道的重量。该支撑应尽可能靠近排气管中心线（见图9.5.7）。 图9.5.8和图9.5.9显示了开放式和封闭系统的典型安全阀安装。

切换阀

切换阀（见图9.5.10）允许并排安装两个阀门，一个在使用中，一个被隔离。这意味着可以进行定期维护而不会中断服务或被保护的容器。切换阀设计为在操作时通道面积不受限制。 切换阀也可用于连接安全阀出口，使排放管道不必复制。入口和出口切换阀的动作必须受限并同步以确保安全。这通常通过连接两个手轮的链传动系统实现。 在确定安全阀入口压力降时，必须考虑切换阀引起的压力损失，该压力降应限制在设定压力的3%以内。

噪音排放

虽然安全阀的排放不应频繁发生，但如果发生，产生的噪音通常可能是显著的。因此有必要确定安全阀的声级，以确保不超过相关的健康和安全法规水平。 假设声速喷嘴排放，可以使用公式9.5.3中给出的公式计算法兰出口处的声级LP的近似值（来源API 521）。 有几种方法可以降低噪音水平，最简单的是使用更大直径的排放管道，或对排放管道进行保温（但阀门不得保温）。在极端情况下也允许使用消音器，在这种情况下必须考虑产生的任何背压。