安全閥穩(wěn)定問(wèn)題在石油化工設(shè)備的研究

陳梅榮

摘 要：安全閥作為石油化工生產(chǎn)過(guò)程中重要的組成部分，一般安裝在管道或壓力容器上，將整個(gè)管道的壓力控制在相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。但是當(dāng)安全閥出現(xiàn)磨損或因其他客觀因素出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)泄壓的現(xiàn)象。對(duì)此，需要對(duì)安全閥進(jìn)行定期檢查，以此來(lái)保證石油化工生產(chǎn)的安全可靠性。本文主要圍繞安全閥穩(wěn)定問(wèn)題在石油化工設(shè)備中的研究進(jìn)行了分析，以期能為相關(guān)生產(chǎn)人員后續(xù)工作提供借鑒意義。

關(guān)鍵詞：石油化工設(shè)備 安全閥 穩(wěn)定問(wèn)題 研究分析

中圖分類號(hào)：TQ050.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）11（a）-0133-02

在石油化工行業(yè)中，安全一直是其首要關(guān)注的問(wèn)題，因?yàn)橹苯記Q定著生產(chǎn)過(guò)程的可靠性及生產(chǎn)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。并且石油化工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)接觸到大量的易燃易爆的原材料，稍有不慎便會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)損失以及無(wú)法挽回的安全災(zāi)難。而其中，安全閥作為輸送管道上的重要部件，通過(guò)將石油化工設(shè)備內(nèi)部的壓力控制到標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，以此來(lái)保證生產(chǎn)人員安全及生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的安全性和可靠性。但是，安全閥可能會(huì)因?yàn)橐恍┩饬σ蛩囟鴮?dǎo)致其出現(xiàn)損壞情況，或者在使用前未經(jīng)過(guò)壓力試驗(yàn)，致使運(yùn)行過(guò)程中無(wú)法調(diào)準(zhǔn)壓力值。這都會(huì)影響到安全閥的正常使用，進(jìn)而導(dǎo)致石油化工設(shè)備無(wú)法順利運(yùn)行，制約企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1 石油化工安全閥概述

1.1 安全閥定義及作用

安全閥是一種較常應(yīng)用于鍋爐、壓力容器、管道及石油化工設(shè)備上的特殊閥門(mén)，因其受外力的作用而保持常閉狀態(tài)。在使用過(guò)程中，安全閥通常是根據(jù)設(shè)備或管道內(nèi)部的壓力大小來(lái)進(jìn)行啟閉操作的。當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)部壓力過(guò)大，已經(jīng)超過(guò)相關(guān)規(guī)定中明確的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，安全閥便會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，通過(guò)向外界排放介質(zhì)來(lái)保持內(nèi)部壓力的平衡[1]，并有效防止因設(shè)備或管道內(nèi)部壓力過(guò)大而產(chǎn)生的爆炸現(xiàn)象，使設(shè)備能夠安全運(yùn)行，為生產(chǎn)工作人員的安全提供有力的保障。

1.2 安全閥主要組成

安全閥因其整體結(jié)構(gòu)的不同可分為杠桿式、彈簧式以及脈沖式3種。其分類具體如下所述[2]。

1.2.1 重錘杠桿式安全閥

杠桿式安全閥是將質(zhì)量小的重錘通過(guò)運(yùn)用杠桿原理增大其作用力，然后利用位置的移動(dòng)來(lái)控制安全閥開(kāi)啟時(shí)的壓力，使安全閥能夠完全密閉。并且因?yàn)槠溟y桿受力均勻，所以穩(wěn)定性能較為顯著。但是這種類型的安全閥體積比較大，使用時(shí)非常笨重，占地面積大。除此之外，重錘核杠桿式安全閥結(jié)構(gòu)也容易振動(dòng)，而且會(huì)引起泄露，并且會(huì)嚴(yán)重影響安全閥閉合的緊密性。

1.2.2 彈簧式安全閥

彈簧式安全閥是通過(guò)利用壓縮彈簧使閥內(nèi)的閥瓣所受力度達(dá)到均勻，進(jìn)而使閥門(mén)能夠保持良好的密閉性。并且彈簧式安全閥遠(yuǎn)遠(yuǎn)不同于杠桿式安全閥，其體積小，運(yùn)用靈活，靈敏度也明顯增高，可將其運(yùn)用到移動(dòng)式的石油化工設(shè)備上來(lái)滿足石油化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)安全的需求。但是，彈簧式安全閥上面的彈簧會(huì)受外力的作用而加大壓縮，這樣一來(lái)會(huì)對(duì)安全閥的開(kāi)啟增加許多困難。因此，這需要在進(jìn)行彈簧式安全閥的選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作壓力需求來(lái)挑選。此外，在生產(chǎn)過(guò)程中，化工石油設(shè)備會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，過(guò)多的熱量會(huì)導(dǎo)致彈簧的彈力減弱，導(dǎo)致彈簧安全閥失去其應(yīng)有的作用。

1.2.3 脈沖式安全閥

脈沖式安全閥即先導(dǎo)式安全閥，其主要是利用主閥與輔閥的有效結(jié)合，然后使輔閥的脈沖作用有力地帶動(dòng)主閥進(jìn)行動(dòng)作。脈沖式安全閥應(yīng)用原理實(shí)質(zhì)上指的是：通過(guò)受小型彈簧直接作用的輔閥啟動(dòng)主閥進(jìn)行動(dòng)作，當(dāng)石油化工設(shè)備內(nèi)部壓力超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，輔閥先動(dòng)作，進(jìn)而引發(fā)主閥動(dòng)作，將內(nèi)部介質(zhì)排放掉，使其內(nèi)部壓力保持平衡，然后恢復(fù)至回座壓力。之后輔閥先進(jìn)行回座，接著主閥回座，使安全閥重新處于密閉，繼續(xù)進(jìn)行正常的工作。脈沖式安全閥有效地利用機(jī)械與電氣的安全裝置來(lái)達(dá)到操作過(guò)程安全的目的。但是，脈沖式安全閥相較其他種類的安全閥而言，結(jié)構(gòu)繁瑣復(fù)雜，購(gòu)買價(jià)格昂貴，并且對(duì)于介質(zhì)的要求較高，需要純凈、無(wú)雜質(zhì)的介質(zhì)才可達(dá)到其應(yīng)用條件。

2 影響安全閥穩(wěn)定的常見(jiàn)因素

眾所周知，石油化工本身具有一定的危險(xiǎn)性。而其生產(chǎn)工藝程序受安全因素的制約也是相當(dāng)復(fù)雜。安全閥作為重要的設(shè)備元件之一，存在的影響因素很多。但主要分為壓力容器問(wèn)題和壓桿問(wèn)題兩個(gè)主要類型[3]。以物理學(xué)為基礎(chǔ)，壓力容器問(wèn)題就是當(dāng)液體或氣體在注入到容器的運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的氣流對(duì)容器壁造成的壓力。當(dāng)產(chǎn)生的氣流過(guò)大時(shí)，致使壓力超過(guò)容器的最大壓力值時(shí)造成容器變形、損壞，甚至發(fā)生爆裂的問(wèn)題。而壓桿問(wèn)題又分為穩(wěn)定情況和不穩(wěn)定情況下壓桿問(wèn)題兩種。穩(wěn)定情況下的壓桿問(wèn)題就是當(dāng)對(duì)壓桿兩端施加大小相等、方向相反的作用力時(shí)，不受外力的影響使終保持平衡狀態(tài)。不穩(wěn)定情況與穩(wěn)定情況相對(duì)，即施加大小相等、方向相反的作用力時(shí)，在外力的干預(yù)下無(wú)法恢復(fù)到原有狀態(tài)的情況。

3 安全閥常見(jiàn)故障分析

3.1 密封不嚴(yán)，導(dǎo)致泄漏

安全閥最常見(jiàn)的故障就是因?yàn)槊芊馍系氖韬?，?dǎo)致管道內(nèi)液體或氣體出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。目前，最常見(jiàn)的密封不嚴(yán)情況多出現(xiàn)在彈簧、閥瓣或閥座之間。例如由于彈簧缺乏維護(hù)出現(xiàn)松動(dòng)或長(zhǎng)期磨損使彈簧性能下降甚至發(fā)生斷裂。閥瓣及閥座封面因塵土等雜質(zhì)的摩擦出現(xiàn)損毀，致使密封不嚴(yán)。當(dāng)密封面不能有效接觸時(shí)，也會(huì)存在密封不當(dāng)?shù)那闆r，例如當(dāng)安全閥啟動(dòng)時(shí)的壓力與工作壓力接近時(shí)，由于壓力的原因使密封面接觸不當(dāng)或發(fā)生偏移，也會(huì)出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象[4]。所以，安全閥必須進(jìn)行定期修護(hù)，保證各零件性能穩(wěn)定，從根本上杜絕密封不嚴(yán)導(dǎo)致的泄漏現(xiàn)象。

3.2 安全閥提前開(kāi)啟

導(dǎo)致安全閥提前開(kāi)啟即在設(shè)備壓力值在正常范圍內(nèi)時(shí)，因各種原因使安全閥提前開(kāi)啟。目前常見(jiàn)的原因有三個(gè)方面：第一，為安全閥的開(kāi)啟壓力在沒(méi)有調(diào)準(zhǔn)的情況下，使開(kāi)啟壓力低于正常壓力值，迫使安全閥提前開(kāi)啟。第二，因檢修不當(dāng)影響彈簧松動(dòng)或出現(xiàn)腐蝕斷裂，此時(shí)開(kāi)啟壓力會(huì)低于正常壓力值。第三，因外界溫度的升高，使彈簧性能下降，造成開(kāi)啟壓力低于正常壓力值。安全閥提前開(kāi)啟意味著平衡壓力失敗，進(jìn)而影響設(shè)備的正常使用。

3.3 閥門(mén)不動(dòng)

與安全閥提前開(kāi)啟相對(duì)的就是當(dāng)設(shè)備壓力達(dá)到或超過(guò)規(guī)定值時(shí)，閥門(mén)不開(kāi)啟，使設(shè)備內(nèi)壓力過(guò)大造成損毀。其原因除了因背壓過(guò)大時(shí)，介質(zhì)壓力達(dá)到規(guī)定值后閥門(mén)不能正常開(kāi)啟[5]，還有與提前開(kāi)啟相對(duì)存在三個(gè)原因：第一，開(kāi)啟壓力未調(diào)準(zhǔn)，并高于正常壓力值。第二，檢修時(shí)忽視閥瓣或閥門(mén)管道處的堵塞物，將轉(zhuǎn)動(dòng)零件卡住不動(dòng)。第三，當(dāng)外界溫度過(guò)低時(shí)凍住安全閥，使其不能正常開(kāi)啟。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在石油化工設(shè)備穩(wěn)定問(wèn)題上安全閥起著平衡、控制設(shè)備內(nèi)部壓力、保障設(shè)備安全運(yùn)行等關(guān)鍵作用。但其會(huì)因一些不確定因素的影響而出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致石油化工設(shè)備無(wú)法正常投入使用。對(duì)此，針對(duì)安全閥常見(jiàn)故障必須要加強(qiáng)巡查力度，安排專業(yè)技術(shù)人員定期對(duì)其進(jìn)行維護(hù)與處理，從根本上減小安全閥出現(xiàn)故障現(xiàn)象的可能性。除此之外，還要不斷地提高安全閥的密閉性與穩(wěn)定性，保障其各項(xiàng)功能正常運(yùn)行，進(jìn)而為我國(guó)石油化工原料安全輸送做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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