Das Sicherheitsventil ist eine Sicherheitseinrichtung, die verhindert, dass der Druck im Druckgerät den zulässigen Wert überschreitet. Die Funktion des Sicherheitsventils wird durch den folgenden Vorgang realisiert: Wenn das System den maximal zulässigen Druck erreicht, öffnet das Sicherheitsventil präzise, erreicht schnell die Nennöffnungshöhe und gibt die Nennmenge des Arbeitsmediums ab; das Sicherheitsventil ist geöffnet. Die Entladung sollte stabil sein; wenn der Systemdruck auf einen bestimmten Wert abfällt, sollte das Sicherheitsventil rechtzeitig geschlossen werden. Im geschlossenen Zustand muss es abgedichtet bleiben. Im Folgenden werden die grundlegenden Leistungsanforderungen an Sicherheitsventile beschrieben.
1. Richtig öffnen
Das Sicherheitsventil muss unter dem vorgegebenen Druck zuverlässig bis zur angegebenen Öffnungshöhe öffnen und die angegebene Ablassleistung erreichen. Dies ist die Grundvoraussetzung für ein Sicherheitsventil. Das heißt, wenn der Eingangsdruck des Sicherheitsventils den vorgegebenen Solldruck erreicht, muss das Sicherheitsventil präzise öffnen und schnell die angegebene Öffnungshöhe erreichen.
Wenn der Druck im System den maximal zulässigen Druck erreicht, führt die unempfindliche Reaktion des Sicherheitsventils auf den Druckanstieg zu gefährlichen Situationen wie dem Bersten und der Beschädigung von Kesseln, Druckbehältern und Rohrleitungen. Insbesondere bei komprimierbaren Gasmedien ist die Gefahr größer.
Der Ansprechdruck des Sicherheitsventils sollte nicht größer sein als der Auslegungsdruckwert des Kessels, des Druckbehälters und der Rohrleitung.
Die Abweichung des Überdrucks des Sicherheitsventils ist in den einschlägigen Vorschriften und Normen klar festgelegt. Wenn das Sicherheitsventil auf den Einstelldruck eingestellt wird, sollte seine Abweichung innerhalb des angegebenen Bereichs streng kontrolliert werden.
2. Stabile Emissionen
Sobald das Sicherheitsventil die angegebene Öffnungshöhe erreicht hat, bleibt der Entladezustand stabil und es kann eine bestimmte Menge Arbeitsmedium entladen werden. Während des Entladevorgangs des Mediums sollten gute mechanische Eigenschaften (kein Frequenzsprung, Rattern usw.) vorliegen. Diese Anforderung ist sehr wichtig.
Das Sicherheitsventil sollte eine angemessene Konstruktion und eine ausreichend steife Feder aufweisen, um gute mechanische Eigenschaften und eine stabile Ablassleistung zu gewährleisten. Die Größe des Durchflusskanals des Sicherheitsventils muss den erforderlichen Parametern für die Berechnung entsprechen. Ist der Querschnitt des Durchflusskanals zu klein, kann der Überdruck des Mediums nach dem Öffnen des Sicherheitsventils nicht rechtzeitig abgelassen werden, und der Systemdruck steigt weiter an, was sehr gefährlich ist. Ist der Querschnitt des Durchflusskanals hingegen zu groß, sinkt der Druck nach dem Öffnen des Sicherheitsventils stark unter den Betriebsdruck, wodurch die Sicherheitsventilscheibe schließt und einen heftigen Aufprall auf den Ventilsitz verursacht. Da der Systemdruckanstiegsfaktor jedoch nicht eliminiert wurde, öffnet sich die Scheibe erneut und verursacht einen Frequenzsprung. Infolgedessen werden Ventilsitz und Dichtfläche der Scheibe durch wiederholte Stöße beschädigt. Bei Sicherheitsventilen für inkompressible Flüssigkeiten können Frequenzsprünge auch Wasserschläge im System verursachen.
Der Eingangsdruck des Sicherheitsventils bei Erreichen der Nennöffnungshöhe wird als Auslassdruck bezeichnet. Es wird in verschiedenen Medien oder im gleichen Medium unter unterschiedlichen Arbeitsbedingungen eingesetzt, und sein Nennauslassdruck ist unterschiedlich, was in den einschlägigen Vorschriften und Normen klar festgelegt ist. Er wird üblicherweise als Prozentsatz des eingestellten Drucks ausgedrückt, der den Wert überschreitet. Die konstruktive Auslegung des Sicherheitsventils sollte sicherstellen, dass der Nennauslassdruck innerhalb des angegebenen Bereichs streng kontrolliert wird.
3. Rechtzeitig schließen
Wenn der Druck des Sicherheitsventils durch die Entladung auf einen bestimmten Wert abfällt, berührt die Ventilklappe die Dichtfläche des Ventilsitzes und erreicht wieder den geschlossenen Zustand. Das Sicherheitsventil kann rechtzeitig und effektiv schließen, was ein wichtiger Indikator für eine gute Leistung ist.
Das Auslösen eines Sicherheitsventils führt nicht zwangsläufig zu einem Stillstand oder einer Reparatur des Geräts oder Systems. Manchmal kann das Auslösen des Sicherheitsventils auch durch zufällige Faktoren wie Fehlbedienungen im System verursacht werden. In diesem Fall ist es unerwünscht, dass der Rücklaufdruck des Sicherheitsventils deutlich unter dem Betriebsdruck liegt. Ein zu niedriger Rücklaufdruck führt zu übermäßigem Energie- und Medienverlust und stört den normalen Betrieb des gesamten Systems. Im Gegensatz dazu sollte der Rücklaufdruck nicht zu hoch sein. Liegt der Rücklaufdruck nahe am Öffnungsdruck, kann das Sicherheitsventil leicht wieder öffnen. Dies führt zu häufigem Springen des Ventils und beeinträchtigt die Wiederherstellung der Dichtheit nach dem Schließen. Zudem ist es bei einem nicht zuverlässig schließenden Sicherheitsventil aufgrund der unvollständigen Absperrung des Mediums zwischen den Dichtflächen unter dem normalen Betriebsdruck des Systems nicht möglich, die Dichtleistung wiederherzustellen.
Die Konstruktion des Sicherheitsventils sollte ein schnelles und effektives Schließen gewährleisten. Eine schnelle und kraftvolle Sitzrückstellung trägt besser zur Dichtheit bei als eine allmähliche und langsame Sitzrückstellung.
Die Sitzrücklaufleistung des Sicherheitsventils wird relativ zum Öffnungsdruckwert gemessen, der im Allgemeinen durch die Öffnungs- und Schließdruckdifferenz bestimmt wird. Sicherheitsventile für unterschiedliche Medien weisen unterschiedliche Öffnungs- und Schließdruckdifferenzen auf, die in den einschlägigen Vorschriften und Normen klar festgelegt sind.
4. Zuverlässige Abdichtung
Bei normalem Betriebsdruck im geschützten System weist das geschlossene Sicherheitsventil eine gute und zuverlässige Dichtleistung auf. Durch die Undichtigkeit des Sicherheitsventils geht das Arbeitsmedium (manchmal sehr teures oder gefährliches Medium) verloren, der Energieverbrauch steigt und die Umgebung und Atmosphäre werden durch das Arbeitsmedium verschmutzt. Übermäßige Leckagen beeinträchtigen sogar den normalen Betrieb des Geräts oder Systems und führen sogar zum Stillstand des Geräts. Kontinuierliche Leckagen führen zudem zur Korrosion der Dichtfläche des Sicherheitsventils und führen zu dessen Totalausfall.
Die Wiederherstellung der Dichtheit nach dem Auslösen des Sicherheitsventils ist schwieriger als die Aufrechterhaltung des ursprünglichen Dichtzustands. Da das Sicherheitsventil geschlossen ist, wirkt der Mediumdruck auf die größere Fläche des Ventiltellers, vor dem Öffnen jedoch nur auf die kleinere, durch die Dichtfläche begrenzte Fläche. Daher ist die Dichtleistung des Sicherheitsventils nach dem Auslösen wahrscheinlich reduziert und geht somit verloren. Insbesondere die Rücksitzdichtung des direkt wirkenden Sicherheitsventils ist schwieriger zu lösen. Bei Sicherheitsventilen mit Hilfsantrieb wird dieses Problem durch Zwangsdichtung gelöst.
Sicherheitsventile müssen im Vergleich zu üblicherweise für Absperrventile verwendeten Ventilen schwieriger dicht sein. Da zwischen den Dichtungen keine große Kraft wirkt, haftet die Sicherheitsventilscheibe am Ventilsitz und erzeugt nur einen geringen dichtungsspezifischen Druck. Der Dichtdruck wird durch die Differenz zwischen dem Einstelldruck des Sicherheitsventils und dem Betriebsdruck des Geräts bestimmt. Dieser Wert ist in der Regel gering (normalerweise 10 % des Einstelldrucks). Daher sind Größe und Oberflächenrauheit der Dichtfläche des Sicherheitsventils sehr streng.
Die Anforderungen an die Dichtheit des Sicherheitsventils variieren je nach Medium oder Betriebsbedingungen. Generell ist es schwierig, ein Sicherheitsventil mit einer Metall-Metall-Dichtfläche zu realisieren, um Leckagen zu vermeiden. Das Sicherheitsventil mit einer weichen Dichtungsstruktur aus Metall und Nichtmetall weist eine deutlich bessere Dichtleistung auf.
Beitragszeit: 02.09.2021