マインドマップギャラリー 安全設備用安全弁【動作原理編】
重要な制御安全設備として、安全弁は過度の圧力によって引き起こされる潜在的な危害を防止する上で大きな役割を果たします。動作原理を理解し、正しい選択、保守、検査、トラブルシューティングを実行できることは、企業の内部機器が 4 つの理解基準と 3 つの適合基準を満たし、正常に動作することを保証するための重要なステップです。
2024-01-29 08:22:02 に編集されましたOne Hundred Years of Solitude is the masterpiece of Gabriel Garcia Marquez. Reading this book begins with making sense of the characters' relationships, which are centered on the Buendía family and tells the story of the family's prosperity and decline, internal relationships and political struggles, self-mixing and rebirth over the course of a hundred years.
One Hundred Years of Solitude is the masterpiece of Gabriel Garcia Marquez. Reading this book begins with making sense of the characters' relationships, which are centered on the Buendía family and tells the story of the family's prosperity and decline, internal relationships and political struggles, self-mixing and rebirth over the course of a hundred years.
Project management is the process of applying specialized knowledge, skills, tools, and methods to project activities so that the project can achieve or exceed the set needs and expectations within the constraints of limited resources. This diagram provides a comprehensive overview of the 8 components of the project management process and can be used as a generic template for direct application.
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安全弁
4. 安全弁の故障モードとその対策
01 開口部異常
設定圧力以下、つまり設定圧力以下で開きます。
(1)設定圧力が不正確である。対策:スプリングの縮みを再調整してください。
(2) 経年変化によりバネの弾性が低下します。長期間の使用や中程度の腐食により、スプリングは老化し、弾力性が低下します。対策:調整ネジを適切に締めるか、スプリングを交換してください。
(3) 使用温度が上昇し、開放圧力が低下します。対策:常温で調整し、高温で使用する場合は、常温での設定圧力値を必要開弁圧力値より若干高めにしてください。
(4) 漏れ等により、安全弁の使用環境がスプリングの許容使用温度を超え、スプリングの弾性力が低下する場合があります。対策: 漏れをなくすためにシール面を適時に研磨し、新しいスプリングと交換します。
(5) 安全弁が傾いている 安全弁が取り付けや接触、はみ出しにより傾いている。対策: 安全弁、特に自重式安全弁とレバー式安全弁は垂直に設置し、強固な保護リングを装備する必要があります。
オーバーセット圧力は、装置の最大許容作動圧力を超えた場合にのみオンになります。安全弁の過負荷保護機能が失われる原因と対策は以下の通りです。
(1) 設定圧力が不正確で、設定圧力が高くなりすぎます。対策:スプリングの縮みを再調整してください。
(2) 弁体と弁座が固着している。安全弁が長期間作動せず、定期的な点検修理もされていなかったため、錆びて弁体が弁座に固着していた。対策:安全弁の手動減圧テストや水抜きテストを定期的に実施し、使用中の防湿に注意してください。
(3) 内部に異物が詰まり、弁体が障害物を乗り越えられずに上昇し、開圧が上昇したり、弁が開かなくなったりする。対策:異物を確認し、除去してください。
(4) 外部からの異物の詰まり、静錘やてこ式安全弁の外重により人為的に加重が加えられた場合、その他弁体が正常に開かない場合。対策:異物を確認し、除去してください。
(5) 使用温度が低下し、開放圧力が上昇します。対策:常温で調整し、低温で使用する場合は、常温での設定圧力値を必要開弁圧力値より若干低くしてください。
02安全弁の漏れ
装置の通常の使用圧力下では、弁体と弁座シール面との間で許容レベルを超える漏れが発生します。
(1) 弁体と弁座シール面の間に不純物が存在します。対策: リフティングレンチを使用してバルブを数回開き、不純物や盗難品を洗い流します。
(2) シール面の損傷。シール面の材質、硬さ、組み付け等により、安全弁の離陸・復帰過程でシール面が変形・位置ずれしたり、シール部の温度変化によりシール面が膨張・変形する場合があります。媒体が漏れる可能性があります。対策:シール媒体の性質、温度変化等に応じて、適切な材質の安全弁を選定してください。安全弁シール面の欠陥や損傷は、状況に応じて研削、旋削、研削により補修してください。同時に溝が出ないように研ぎ方にも注意してください。
(3) ガスケットの損傷。不純物や固い物が付着したり、圧迫されたりしてシールガスケットが損傷した場合は、適切なガスケットと交換してください。同時に、ガスケットを取り付けるときに、最初に設置場所と設置物を清掃するように注意してください。
(4) バルブステムが曲がったり傾いたりして、バルブディスクとバルブシートの位置がずれる。対策:再組み立てまたは交換してください。
(5) ばねの弾性が低下または失われる ばねが媒体により腐食したり、媒体の温度が上昇したりすることにより、ばねが柔らかくなり、予圧力が低下し、漏れが発生します。対策:スプリングの防食・断熱対策を強化し、適時にスプリングを交換するか、開放圧力を再調整してください。
(6) スプリングが折れている。対策:スプリングを交換してください。
(7) 組立工程において、バルブコアとバルブシートの位置が合っていない、またはバルブコアとバルブのシール面に光の透過が生じている場合。シートが幅広すぎるため、密閉性が悪くなります。対策: バルブコア周囲のマッチングギャップのサイズと均一性を確認し、バルブコアの中心穴とシール面が一致していることを確認し、各部品間のクリアランスがバルブコアを持ち上げないようにしてください。図面では、効果的なシールを実現するためにシール面の幅を適切に縮小する必要があります。
(8) バルブ本体の接合面に漏れがあり、接合面のボルトの締付力が不足または偏り、バルブ本体の接合面のシールガスケットのシール性が低下する。基準を満たしています。対策:ボルトの締め付け力を調整する。ボルトを締め付けるときは、必ず隙間を測定し、止まるまで締め付け、接合面全体の隙間を一定にするのがよい。ガスケットを使用する必要があります。
(9) バルブステムとバルブディスクの接触部が腐食し、バルブディスクの自己着座性が失われ、露出したバルブステムが乱れるとバルブディスクがたわみ、シール不良や漏れの原因となります。対策:バルブステムとバルブディスクの接触溝を定期的に点検し、適切な防錆措置を講じてください。
(10) 設定圧力が装置の使用圧力に近すぎる 装置の使用圧力変動範囲が安全弁のシール圧力に近い、またはそれを超えているため、漏れが発生する可能性があります。対策:適切な安全弁を選定し、安全弁設定圧力を合理的に設定してください。
03 安全弁体が不安定です
バルブが跳ねたり振動したりする。周波数ホッピングとは、安全弁が元の位置に戻った後、圧力が少し上昇すると再び安全弁が開く現象を数回繰り返すことをいいます。周波数ホッピングの発生は安全弁のシールに極めて悪影響を及ぼし、シール面に漏れが発生しやすくなります。吐出工程中に安全弁に発生するジッタ現象を安全弁のフラッタといいます。チャタリング現象は金属疲労を引き起こしやすく、安全弁の機械的性能を低下させ、重大な機器の危険を引き起こす可能性があります。その不安定さは主に次のような理由によるものです。
(1) ばね剛性が大きすぎて弁体が開き高さまで上昇できず、吐出量が少なすぎて安全弁が開いた後も圧力が上昇し続け、安全弁が再び開いてしまいます。対策としては、適度な硬さのスプリングを使用することです。
(2) 調整リングの調整が適切でなく、流路面積が大きすぎると、安全弁が開いた後、弁体が弁座に激しく衝突して圧力が急激に低下します。圧力上昇の原因が除去されていないため、バルブ フラップが再び開き、周波数ジャンプが発生します。対策:調整リングの位置を再調整してください。
(3) 吐出配管の抵抗が大きすぎ、流出媒体の運動量が急激に減少し、吐出背圧が過大となる。対策:吐出管の抵抗を小さくし、吐出管内の障害物を取り除く。
(4) バルブの使用方法が適切でなく、バルブの吐出容量が大きすぎます。対策:選定したバルブの定格容量を機器の必要吐出量にできるだけ近づけてください。
安全弁が動作後に異常復帰する。
排気後も圧力は上昇し続けます。これは主に次のとおりです。
(1) 選択された安全弁の容量が機器の安全リリーフ容量より小さい場合、安全弁が開いた後、過圧媒体を排出する時間がなく、圧力容器の圧力が上昇し続けます。対策:適切な安全弁を再選定してください。
(2) 弁軸の中心線がずれていたり、バネが錆びていたりすると、弁体が所定の高さまで上昇せず、安全弁の吐出量が低下します。対策:バルブステムの再組立、またはスプリングの交換、スプリングの防錆対策に留意してください。
(3) 排気管の断面積が不足しており、安全弁の変位量が装置の安全吐出量を下回っている。対策:安全排気領域に適合した排気管を使用してください。
(4) スプリングレベルが要件を満たしていない 剛性が小さすぎるため、調整時にスプリングの縮み量が大きくなり、開口高さが不足します。対策:スプリングをレベルに応じたものに交換し、スプリングの硬さが適正になるようにしてください。
弁体は吐出後に弁座に戻りません。これは主に次のとおりです。
(1) スプリングによりバルブステムが曲がり、バルブディスクが誤った位置に取り付けられているか、固着している。対策: 再組み立てし、打撲傷、ネップ、錆、バリなどの欠陥がないか可動部品を注意深く検査し、適時に取り除きます。
(2) 安全弁のバネが使用中に破損し、破損箇所がずれたため弁体が正常に戻らなくなった。対策: 適切な時期に新しいスプリングに交換してください。
3. 安全弁の取り付け手順
1. インストール要件
① 毒性の高い媒体の場合は、シール性の良い安全弁タイプを選定してください。
② 腐食性媒体の場合は、破裂ディスクと組み合わせて安全弁を設置してください。
③重要な安全弁や火災の危険性がある安全弁にはスプリンクラー保護装置を設置しなければなりません。
④ 高温中型安全弁は、高温になるとバネへの影響が大きくなりますので、バネ式安全弁は避けてください。
⑤安全弁には静電ジャンパを設けてください。
⑥安全弁が開閉を繰り返し、ばたつきや弁の破損を防ぐためには、安全弁入口管の圧力降下を小さくする、つまり入口管径を大きくし、入口管断面を短くする必要があります。
⑦ 球形タンクに使用する安全弁は、二重の安全弁を設置し、いずれかの安全弁の圧力リリーフ能力が球形タンクの安全圧力リリーフ要件を満たすことができること。
2. 設置位置
①設置場所は、保護対象機器や配管にできるだけ近い場所に設置してください。
②垂直上向きに取り付けてください。
③保守・調整が容易で周囲に十分なスペースのある場所に設置してください。
④ 可燃性、有毒、粘性の媒体を含む容器や装置の場合、安全弁の前に止め弁を取り付けることができますが、止め弁の流路面積は容器の最小流路面積以上でなければなりません。安全弁、およびストップバルブが全開および常開状態であることを保証するためにリードシールを取り付ける必要があります。
⑤ 圧力容器の安全弁は、容器本体の液面より上の気相空間に設置するか、接続点を圧力容器の気相空間に位置させて配管に設置することができます。
⑥ 材質により閉塞または腐食する可能性のある安全弁については、入口の前に破裂ディスクを設置し、安全弁と破裂ディスクの間に検査弁を設置し、入口配管にバックパージ、ヒートトレースまたは断熱を採用してください。 -遮断措置。
⑦ 安全弁は、弁自体の重力の影響を軽減し、応力疲労や放電振動疲労を避けるために、停止弁と逆方向に取り付けてください。
⑧配管に設置する安全弁は、流体圧力が比較的安定し、変動源から一定の距離を保った場所に設置してください。水平配管の死角には設置できません。
⑨ 緊急エア放電の場合、ノズルは静電気の発生を防ぐため、鋭利でなく平らで、バリのないものを使用してください。
⑩ 液体媒体を使用するパイプライン、熱交換器、または圧力容器の場合、バルブを閉じると熱膨張が発生し、高圧の問題が発生する可能性があります。安全弁を水平に設置して、液体を真下に排出することができます。
⑪安全弁の弁体は安定して支持されていること。
⑫ 安全弁の取り付け位置は、安全弁に過大な背圧がかからず、許容範囲内であること。
⑬ 極めて危険な媒体や引火性、爆発性の媒体が入っている容器の場合は、安全弁の排出口を安全な場所に向けて適切に廃棄してください。
2つ以上の安全弁が吐出管を共用する場合、吐出管の断面積はすべての安全弁の出口断面積の合計以上でなければなりませんが、酸素または可燃性ガスと他の2つのガスは使用できません。化学反応する可能性のあるものは、根元排水管を共有できません。
2. 安全弁の選定方法
1. 安全弁の各種パラメータの決定
① 安全弁の呼び圧力を決定する
公称圧力は、動作温度、バルブの材質、および最大動作圧力に基づいて選択されます。
② 安全弁の使用圧力レベルを決定する
使用圧力レベルは圧力容器の設計温度と設計圧力に応じて選択されます。スプリングの使用圧力レベルと安全弁の使用圧力は異なります。ばねの使用圧力レベルとは、そのばねが使用できる使用圧力範囲を指し、この圧力範囲内で予圧圧縮量を変更することで安全弁の開弁圧力(つまり設定圧力)を調整できます。スプリングの量。安全弁の作動圧力とは、通常動作中の安全弁の前の静圧を指し、保護されるシステムまたは機器の作動圧力と同じです。同じ公称圧力の安全弁は、ばねの設計要件に応じて多くの異なる作動圧力レベルに分割できます。安全弁を選定する際には、要求される開弁圧力値に基づいて弁の使用圧力レベルを決定する必要があります。
③安全弁の吐出圧力Pdを決定する
蒸気ボイラー安全弁の吐出圧力は設定圧力の1.03倍であり、安全弁の吐出圧力は一般に設定圧力(開圧力)の1.1倍となります。
④材質の決定
安全弁の材質を選択する際には、媒体の使用温度や使用圧力、媒体の性能、材料の加工性、経済性などを考慮する必要があります。
⑤安全弁の径を決める
必要吐出量に基づいて決定され、安全弁の吐出容量≧必要吐出量となります。保護対象システムの必要吐出量とは、システム内に異常な過圧が発生した場合に、過圧を防止するために必要な吐出量をいい、使用条件、システムや装置の能力、過圧の原因となる要因によって決まります。
2. 安全弁の特殊構造の決定
① 開放圧力が3MPaを超える蒸気用安全弁や媒体温度が320℃を超えるガス用安全弁は、放熱器(フィン)付安全弁を選定してください。
② 可燃性、極めて有毒、または危険性の高い媒体には密閉型安全弁を使用しなければなりません。 昇降機構が必要な場合は、レンチ付きの密閉型安全弁を使用する必要があります。
③ 追加の背圧がかかる安全弁の場合、背圧の変化が設定圧力の10%を超える場合はベローズ安全弁を選定してください。また、腐食性媒体を使用する安全弁の場合は、媒体によるスプリングやガイド機構の腐食を防止するため、ベローズ式安全弁を併用する必要があります。
④液化タンク(タンク)車は内蔵安全弁を使用すること。
⑤ 空気、60℃以上の熱水、蒸気等の非危険媒体の場合は、スパナ付き安全弁をご使用ください。
⑥使用圧力の低い固定容器には静重錘形(圧力鍋)やてこ錘式安全弁が使用できます。モバイル機器にはバネ式安全弁を使用する必要があります。
⑦ 吐出量が多い使用条件の場合はフルオープンタイプを、長さ6mを超える容器や2個以上の場合は、使用圧力が安定した吐出量の少ない使用条件の場合はマイクロオープンタイプを選択してください。安全弁を設置してください。高圧、吐出量の多い使用条件の場合は、パルス式安全弁などの間接始動式を使用してください。
⑧厚みがあり詰まりやすい媒体の場合は、安全弁と破裂板を備えたシリーズ組み合わせのリリーフ装置を使用することをお勧めします。
1. 安全弁の分類と特徴
1. 全体構造と荷重機構による分類
①ヘビーハンマーレバー安全弁
重いハンマーレバー安全弁は、重いハンマーとレバーを使用して弁体に作用する力のバランスをとります。テコの原理により、質量の小さいおもりを使用すると、てこの増加により大きな力が得られ、おもりの位置を移動する(質量を変える)ことで安全弁の開弁圧力を調整できます。重さ)。
アドバンテージ
重量のあるハンマーレバー式安全弁は、構造が簡単で調整が容易で比較的精度が高く、弁体の上昇による負荷の増加が大きくなく、より高温の場面に適しています。過去に一般的に使用されており、特に高温のボイラーや圧力容器で使用されています。
欠点がある
しかし、重量のあるハンマーレバー安全弁は構造が比較的大きく、ローディング機構が振動しやすく、振動による漏れが多く発生し、弁の閉止や開弁後の気密性の維持が困難である。
写真
②パルス安全弁
パルス安全弁は主弁と補助弁で構成されており、補助弁のパルス動作により主弁の動作が制御されるため、通常は安全リリーフ容積の大きいボイラーや圧力容器にのみ適しています。 。
アドバンテージ:
スプリング式安全弁は、構造が軽くてコンパクト、感度が比較的高く、設置位置に制限がなく、振動も少ないため移動式圧力容器にも使用できます。
欠点:
バルブが開く、つまり弁体が上昇するにつれて加わる荷重が変化し、スプリングの圧縮が増加し、弁体に作用する力も増加します。これは、安全弁が急速に開くことに悪影響を及ぼします。さらに、バルブのスプリングは高温に長期間さらされると弾力性が低下します。より高温の容器に使用する場合、バネの断熱や放熱を考慮する必要があり、構造が複雑になります。
写真
③バネ式安全弁 (もっと一般的)
スプリング式安全弁は、圧縮スプリングの力を利用して弁体に作用する力のバランスをとります。渦巻コイルバネの調整ナットを回すことで圧縮量を調整することができ、必要に応じて安全弁の開弁(設定)圧力を補正することができます。
アドバンテージ:
スプリング式安全弁は、構造が軽くてコンパクト、感度が比較的高く、設置位置に制限がなく、振動も少ないため移動式圧力容器にも使用できます。
欠点:
バルブが開く、つまり弁体が上昇するにつれて加わる荷重が変化し、スプリングの圧縮が増加し、弁体に作用する力も増加します。これは、安全弁が急速に開くことに悪影響を及ぼします。さらに、バルブのスプリングは高温に長期間さらされると弾力性が低下します。より高温の容器に使用する場合、バネの断熱や放熱を考慮する必要があり、構造が複雑になります。
写真
2. メディアの排出方法の分類
①安全弁を開ける
開放安全弁のバルブカバーは開いており、スプリング室が大気と連通できるため、スプリングの温度を下げるのに有利であり、主に蒸気や高温ガスを媒体とする容器に適しています。大気を汚さないこと。
②半閉型安全弁
半密閉安全弁から排出されるガスの一部は排気管を通過し、一部はバルブカバーとバルブステムの隙間から漏れ、容器を汚さないガスを媒体とする容器に多く使用されます。環境。
③全閉式安全弁
全閉式安全弁は排気管から全てのガスが排出され、主に有毒ガスや可燃性ガスを媒体とする容器に使用されます。
3. 流路に対する弁体開口部の最大高さの比率により分類されます。
① フルリフト安全弁
全開安全弁の開口高さは流路径の1/4以上となります。フルリフト安全弁の吐出面積は、弁座スロート部の最小断面積です。作動過程は二段作動式となっており、全開にするにはリフト機構を必要とします。全開安全弁は主にガス媒体の場合に使用されます。
②マイクロリフト安全弁
マイクロリフト安全弁の開口高さは流路径の1/4未満、通常は流路径の1/40~1/20です。その作用プロセスは比例作用であり、主に液体の状況で使用され、場合によっては排出量が非常に少ないガスの状況でも使用されます。
4. 動作原理による分類
①間接作動式安全弁
このタイプの安全弁は、動力補助装置付き安全弁とパイロット式安全弁に分けられます。
パワーアシスト装置付き安全弁:パワーアシスト装置により、圧力が通常の開放圧力よりも低い場合に安全弁が強制的に開きます。開放圧力が作動圧力に非常に近い場合や、検査や固着した媒体や凍結した媒体を吹き飛ばすために安全バルブを定期的に開く必要がある場合に適しています。同時に、緊急時に安全弁を強制的に開く手段も提供します。
パイロット式安全弁:パイロット弁から排出される媒体によって駆動または制御されます。パイロット弁自体は直動式安全弁ですが、他の形式の弁も使用される場合があります。高圧および大口径の用途に適しています。パイロット操作式安全弁の主弁は、シールのために作動媒体に依存するように設計することもできます。または、直動式安全弁よりも弁体にはるかに大きな機械的負荷を与えることができるため、優れたシール性能を備えています。 。同時に、その動作は背圧の影響をほとんど受けません。この安全弁の欠点は、その信頼性が主弁とパイロット弁に関連しており、その動作が直動式安全弁ほど速くなく信頼性が低く、構造がより複雑であることです。
②直動式安全弁
直動安全弁は、作動媒体の直接作用によって開きます。つまり、作動媒体の圧力に依存して、負荷機構によって弁体に加えられる機械的負荷に打ち勝って弁を開きます。