Het veiligheidsventiel is een veiligheidsvoorziening die wordt gebruikt om te voorkomen dat de druk in drukapparatuur de toegestane waarde overschrijdt. De functie van het veiligheidsventiel wordt gerealiseerd door het volgende actieproces: Wanneer het systeem de maximaal toegestane druk bereikt, kan het veiligheidsventiel nauwkeurig openen en snel de nominale openingshoogte bereiken en de nominale hoeveelheid werkmedium afvoeren; het veiligheidsventiel staat in de open toestand. De afvoer moet stabiel zijn; wanneer de systeemdruk tot een bepaalde waarde daalt, moet het veiligheidsventiel tijdig worden gesloten en in gesloten toestand moet het in een afgedichte toestand worden gehouden. Hieronder worden de basisprestatie-eisen van veiligheidsventielen beschreven.
1. Open nauwkeurig
Het veiligheidsventiel moet betrouwbaar openen tot de opgegeven openingshoogte onder de vooraf bepaalde druk en de opgegeven afvoercapaciteit bereiken. Dit is een basisvereiste voor het veiligheidsventiel. Dat wil zeggen dat wanneer de inlaatdruk van het veiligheidsventiel de vooraf bepaalde ingestelde druk bereikt, het veiligheidsventiel nauwkeurig moet openen en snel de opgegeven openingshoogte moet bereiken.
Wanneer de druk in het systeem de maximaal toelaatbare druk bereikt, leidt de ongevoelige reactie van het veiligheidsventiel op de drukstijging tot gevaarlijke situaties zoals breuk en schade aan ketels, drukvaten en leidingen. Vooral bij samendrukbare gasvormige media is het gevaar groter.
De insteldruk van het veiligheidsventiel mag niet groter zijn dan de ontwerpdrukwaarde van de ketel, het drukvat en de pijpleiding.
De afwijking van de positieve druk van het veiligheidsventiel is duidelijk vastgelegd in de relevante regelgeving en normen. Wanneer het veiligheidsventiel wordt afgesteld op de ingestelde druk, moet de afwijking strikt binnen het gespecificeerde bereik worden gehouden.
2. Stabiele emissies
Nadat het veiligheidsventiel de gespecificeerde openingshoogte heeft bereikt, behoudt het een stabiele afvoertoestand en kan het een nominale hoeveelheid werkmedium afvoeren. Er moeten goede mechanische eigenschappen zijn (geen frequentiesprongen, trillingen, enz.) tijdens het afvoerproces van het medium. Deze vereiste is zeer belangrijk.
De veiligheidsklep moet een redelijke structuur en een veer met een redelijke stijfheid hebben om goede mechanische eigenschappen en een stabiele afvoercapaciteit te behouden. De grootte van de doorstroming van de veiligheidsklep moet voldoen aan de vereiste parametervereisten voor de berekening. Als de dwarsdoorsnede van de doorstroming te klein is, kan na het openen van de veiligheidsklep het overdrukgedeelte van het medium niet tijdig worden afgevoerd en blijft de systeemdruk stijgen, wat zeer gevaarlijk is. Als de dwarsdoorsnede van de doorstroming daarentegen te groot is, zal na het openen van de veiligheidsklep de druk scherp dalen tot onder de werkdruk, waardoor de klepschijf van de veiligheidsklep zal sluiten en een hevige impact op de klepzitting zal veroorzaken; omdat de systeemdrukstijging echter niet is geëlimineerd, zal de schijf opnieuw openen en een frequentiesprong vormen, met als gevolg dat de klepzitting en het afdichtingsoppervlak van de schijf beschadigd raken door herhaalde stoten. Wanneer veiligheidskleppen worden gebruikt voor onsamendrukbare vloeistoffen, kunnen frequentiesprongen ook waterslag in het systeem veroorzaken.
De inlaatdruk van het veiligheidsventiel wanneer deze de nominale openingshoogte bereikt, wordt de persdruk genoemd. Het wordt gebruikt in verschillende media of dezelfde media onder verschillende bedrijfsomstandigheden, en de nominale persdruk is verschillend, wat duidelijk is vastgelegd in relevante regelgeving en normen. Deze wordt meestal uitgedrukt als het percentage van de ingestelde druk dat de waarde overschrijdt. Het structurele ontwerp van het veiligheidsventiel moet ervoor zorgen dat de nominale persdruk strikt binnen het gespecificeerde bereik wordt gehouden.
3. Sluit op tijd
Wanneer de uitlaat van het veiligheidsventiel de mediumdruk tot een bepaalde waarde verlaagt, komt de klep in contact met het afdichtingsoppervlak van de klepzitting en bereikt de gesloten toestand. Het veiligheidsventiel kan dan tijdig en effectief worden gesloten, wat een belangrijke indicator is voor goede prestaties.
De werking van de veiligheidsklep vereist niet noodzakelijkerwijs dat de apparatuur of het systeem stopt of gerepareerd wordt. Soms wordt de werking van de veiligheidsklep veroorzaakt door toevallige factoren, zoals een verkeerde bediening van het systeem. In dit geval is het niet wenselijk dat de retourdruk van de veiligheidsklep te veel lager is dan de werkdruk. Een te lage retourdruk betekent overmatig verlies van energie en medium en verstoort de normale werking van het hele systeem. De tegendruk van de zitting is daarentegen niet te hoog. Als de retourdruk dicht bij de openingsdruk ligt, kan de veiligheidsklep gemakkelijk weer opengaan, waardoor de veiligheidsklep vaak springt en dit is niet bevorderlijk voor het herstellen van de afdichting na het sluiten. Bovendien is het, in het geval dat de veiligheidsklep niet betrouwbaar kan worden gesloten, onmogelijk om de afdichting te herstellen onder de normale werkdruk van het systeem, omdat het medium tussen de afdichtingsoppervlakken niet volledig is afgesloten.
Het ontwerp van de veiligheidsklep moet ervoor zorgen dat deze snel en effectief kan worden gesloten. Een snelle en krachtige terugslag van de zitting bevordert de afdichting beter dan een geleidelijke en langzame terugslag van de zitting.
De terugslagweerstand van het veiligheidsventiel wordt relatief gemeten aan de hand van de openingsdrukwaarde, die doorgaans wordt bepaald door het verschil in openings- en sluitingsdruk. Veiligheidsventielen die voor verschillende media worden gebruikt, hebben verschillende verschillen in openings- en sluitingsdruk, die duidelijk zijn vastgelegd in relevante regelgeving en normen.
4. Betrouwbare afdichting
Wanneer het beschermde systeem onder normale bedrijfsdruk staat, heeft de gesloten veiligheidsklep een goede en betrouwbare afdichting. Door lekkage van de veiligheidsklep gaat het werkmedium (soms een zeer duur of gevaarlijk medium) verloren, neemt het energieverbruik toe en worden de omgeving en de atmosfeer vervuild door het werkmedium. Overmatige lekkage beïnvloedt zelfs de normale werking van de apparatuur of het systeem en kan ertoe leiden dat het apparaat stopt met werken. Continue lekkage corrodeert ook het afdichtingsoppervlak van de veiligheidsklep, wat resulteert in een volledig falen van de veiligheidsklep.
Het herstellen van de afdichting na bediening van het veiligheidsventiel is moeilijker dan het behouden van de oorspronkelijke afdichting. Omdat het veiligheidsventiel gesloten is, werkt de mediumdruk op het grotere oppervlak van de klepschijf, maar vóór het openen alleen op het kleinere oppervlak dat wordt begrensd door het afdichtingsoppervlak. Hierdoor zal de afdichting van het veiligheidsventiel na de bediening waarschijnlijk afnemen en dus verloren gaan. Met name de afdichting van de achterklep van het direct belaste veiligheidsventiel is lastiger te verhelpen. Bij veiligheidsventielen met hulpbedieningsmechanismen wordt dit probleem opgelost door middel van geforceerde afdichting.
Het is moeilijker om te eisen dat veiligheidsventielen de dichtheid behouden dan ventielen die doorgaans worden gebruikt voor afsluiters. Omdat er geen grote kracht tussen de afdichtingen wordt uitgeoefend, hecht de klep van het veiligheidsventiel zich slechts aan de klepzitting om een afdichtingsdruk te vormen met een kleine afdichtingsspecifieke druk. De afdichtingsdruk wordt bepaald door het verschil tussen de insteldruk van het veiligheidsventiel en de werkdruk van de apparatuur, meestal een kleine waarde (meestal 10% van de insteldruk). De afmetingen en oppervlakteruwheid van het afdichtingsoppervlak van het veiligheidsventiel zijn daarom zeer strikt.
De eisen aan de dichtheid van het veiligheidsventiel variëren afhankelijk van het medium of de bedrijfsomstandigheden. Over het algemeen is het moeilijk om een veiligheidsventiel met een metaal-metaal afdichtingsoppervlak lekvrij te maken. Een veiligheidsventiel met een zachte afdichtingsstructuur van metaal en niet-metaal heeft een veel betere afdichting.
Plaatsingstijd: 02-09-2021