安全阀的主要零部件作用、结构及选用材质

安全阀的零件结构、形状各异，品种繁多，以广泛使用的弹簧直接载荷式安全阀为例，说明安全阀的主要零部件的作用、结构和选用材质等，图14-6是波纹管平衡式安全阀的示意图。

安全阀是通过阀体、阀盖使零部件相互连接成为一个完整的产品，安全阀通过阀体的法兰、螺纹管接头或焊接连接在系统上。阀体和阀盖承受着被保护系统的压力作用，所以阀体和阀盖应有足够的强度和密封性，不允许出现变形或泄漏。阀体和阀盖应按有关 标准和规范的要求进行强度试验和气密性试验。

安全阀的阀体一般以角式为主，进出口通常以法兰式较多，螺纹连接较少（一般体积小的，压缩机、 泵等选用较多），焊接式一般用于电站，主要是为了减少泄漏点。

阀体结构可按标准或用户的要求做成各种形式， 但其强度和刚度是设计人员首先要考虑的，壁厚的设计通常采用查表法、线性插人法和计算法三种方法。

安全阀阀体的进出口法兰压力等级的确定是按照相应的标准，依据阀体的材质、工作温度和整定压力进行选取。

阀体和阀盖的选材主要根据使用场合而定（如介质、温度、压力等），大致的选用情况见表14-9，一 般情况下阀体与阀盖的材质相同，对于有背压平衡结构（背压平衡机构起隔离作用）的安全阀，阀盖的材质选用可以比阀体的档次低。

安全阀的密封性能主要是通过阀瓣和阀座这对元件来实现的，其加工精度对于密封性能有着极大的影响。采用在密封表面堆焊硬质合金的方法来达到提高密封性能和寿命的目的。堆焊的工艺比较复杂、较难控制，这是加工的难点之一。使用0形圈等非金属软密封结构，可以在较低的加工精度下就能实现可靠的密封，但由于这些材料不能用于高温，所以也受到了很大的限制。

阀座一般设计成可拆卸的结构形式，阀座流道设计成拉伐尔喷嘴的低阻力形状，同时还应减少阀座和阀瓣密封面的机械变形、热变形和侵蚀。阀座与阀体为一体（或焊成一体）这种安全阀，其阀座是由阀体自身带出或焊成一体，这就对阀体铸造质量的合格率要求非常高，否则在强度试验不合格时，只能连阀体一起报废，这样很不经济，所以国内厂家大都将阀座单独制造，这对密封面的研磨也带来很大的方便（密封面堆焊硬质合金的研磨较费时）。

阀瓣、阀座的密封面的结构设计是根据安全阀要达到的密封性能指标、密封面宽度和密封比压、受弹簧预紧力的大小、所使用的介质特性等诸多因素来考虑的，具体的结构形式如图14-7〜图14-12所示。

①锥面密封结构（图14-7）比较适用于小口径高压力的场合，对锥孔的圆度和光洁度要求很高，阀

瓣和阀座的表面是堆焊硬质合金，以提高密封面的硬度和耐磨性，为避免卡住，密封面的锥角应大于90°。

②平面密封结构（图14-8）大部分弹簧式安全阀的密封面都做成平面密封结构，主要是因为加工和研磨相当方便，维修时对密封面的修复也来得简单， 因此被广泛地用于中低压阀门的密封副上。

③弹性密封结构（图14-9）这种阀瓣带有弹性密封唇，作用在密封唇上的介质压力增加了密封比压，由于密封唇较薄，热传递较快，使密封面前后温差较小，当发生泄漏时，由于介质的膨胀降温而产生的温差也较小，从而减小了温差变形，提高了在高温 条件下的密封性能。

④双密封面弹性密封结构（图14-10）这种阀瓣带有的弹性密封唇被一个环形槽分割成两部分。外侧部分与阀座密封面成一个小的倾角，或者被适当磨低一些。内侧密封面起密封作用，而外侧密封面起保护内侧密封面作用。

⑤〇形圈软密封结构（图14-11）这种软密封结构主要用于大型石油液化气储罐、某些已知性质的油气等温度和压力不高的场合。它的密封可靠，但启闭压差比较大，起密封作用的0形圈应根据不同的介质采用不同的橡胶材料。

⑥聚四氟乙烯软密封结构（图14-12）聚四氟乙烯结构的密封性能较好，能适用于温度小于200°的气体、油品及其他有腐蚀性的介质，能承受的压力也比较高。缺点是密封面较软，做成平面密封的时候， 开启后容易压出印子来，造成泄漏，所以阀座一般都做成R形密封面，既增加密封接触面积，又避免密封面压出印痕。

对于金属硬密封结构的密封面，密封面应有硬度差，密封面较宽的硬度应比密封面较窄的硬度高，以 防止动作后密封面的损伤造成密封性能的失效。

阀座的强度是设计人员主要考虑的项目，因为标准规定安全阀进口侧的强度试验压力为公称压力的1.5倍。有些安全阀就是在高温下因强度不够，阀座密封面细微变形，导致密封失效而泄漏。而阀座、阀瓣的密封面的材料和宽度的选取不仅要考虑介质的腐 蚀性、密封比压，还需考虑安全阀回座对密封面的冲击。

安全阀阀座和阀瓣的材料必须能够抗冲击、耐腐蚀，不允许采用铸铁材料。工艺参数较高的安全阀， 其密封面推荐采用较硬的耐蚀材料。阀瓣的材料选用和阀座相比，应相同或更好一点，对美标安全阀来说，采用较多的是304、316和316L，当然，在所有腐蚀性强的地方，还应选用更好的如蒙乃尔、哈氏合金、钛合金等其他材料。

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