I. Visió general
Les vàlvules de seguretat són accessoris de seguretat importants per a calderes, recipients a pressió i altres equips de pressió-. La seva fiabilitat i rendiment afecten directament la seguretat dels equips i del personal, i estan estretament relacionats amb l'estalvi d'energia i la protecció del medi ambient. Tanmateix, alguns usuaris i departaments de disseny solen seleccionar el model equivocat a l'hora d'escollir vàlvules de seguretat. Per tant, aquest article analitza la selecció de vàlvules de seguretat.
II. Definicions
En un sentit ampli, les vàlvules de seguretat inclouen vàlvules d'alleujament. Des de la perspectiva de la normativa de gestió, una vàlvula de seguretat és una vàlvula instal·lada directament en una caldera de vapor o un recipient a pressió de classe I, i ha de ser aprovada pel departament de supervisió tècnica. En un sentit estricte, s'anomena vàlvula de seguretat, mentre que d'altres s'anomenen generalment vàlvules d'alleujament. Les vàlvules de seguretat i les vàlvules d'alleujament són molt similars en estructura i rendiment. Tots dos descarreguen automàticament el medi intern quan es supera la pressió d'obertura per garantir la seguretat dels equips de producció. A causa d'aquesta similitud essencial, la gent sovint confon les dues quan les utilitza. A més, la normativa d'algunes instal·lacions de producció estipule que es pot seleccionar qualsevol. Per tant, sovint es passen per alt les diferències entre ambdues, la qual cosa comporta molts problemes. Si s'ha de fer una distinció clara entre ambdós, es pot entendre segons la definició proporcionada a la part I del codi de calderes i recipients a pressió ASME:
1. Una vàlvula de seguretatés un dispositiu automàtic d'alleujament de pressió impulsat per la pressió estàtica del medi davant de la vàlvula. La seva característica és una acció d'obertura total sobtada. S'utilitza en aplicacions de gas o vapor.
2. La vàlvula d'alleujament,també coneguda com a vàlvula de desbordament, és un dispositiu automàtic d'alleujament de pressió impulsat per la pressió estàtica del medi davant de la vàlvula. S'obre proporcionalment quan la pressió supera la força d'obertura. S'utilitza principalment en aplicacions de fluids.
3. Vàlvula de seguretat(Safet Relief Valve), també coneguda com a vàlvula de desbordament de seguretat, és un dispositiu automàtic d'alleujament de pressió accionat per pressió mitjana. Segons l'aplicació, es pot utilitzar com a vàlvula de seguretat o com a vàlvula d'alleujament. Al Japó, per exemple, hi ha relativament poques definicions clares de vàlvules de seguretat i vàlvules d'alleujament. En general, els dispositius de seguretat utilitzats per a grans recipients a pressió d'emmagatzematge d'energia com les calderes s'anomenen vàlvules de seguretat, mentre que els instal·lats en canonades o altres instal·lacions s'anomenen vàlvules de seguretat. Tanmateix, segons les "Normes tècniques per a la generació d'energia tèrmica" del Ministeri de Comerç Internacional i Indústria del Japó, s'especifiquen parts importants de la seguretat dels equips per utilitzar vàlvules de seguretat, com calderes, sobreescalfadors, reescalfadors, etc. En els casos en què s'instal·la una vàlvula reductora de pressió a la part inferior i s'ha de connectar a calderes i turbines, s'han d'instal·lar vàlvules de seguretat o vàlvules de seguretat. Des d'aquesta perspectiva, les vàlvules de seguretat han de ser més fiables que les vàlvules d'alleujament. A més, segons el reconeixement i la normativa del volum de descàrrega de seguretat a les "Normes de gestió de gas a alta pressió" del Ministeri de Treball del Japó, així com les normes del Ministeri de Transports i diverses associacions de vaixells, les vàlvules que garanteixen el volum de descàrrega s'anomenen vàlvules de seguretat, mentre que les que no garanteixen el volum de descàrrega s'anomenen vàlvules d'alleujament. A la Xina, els tipus d'elevació total-i lleugerament-s'anomenen conjuntament vàlvules de seguretat.
III. Selecció
1. Classificació
Actualment, les vàlvules de seguretat en la producció en massa es divideixen principalment en dues categories: tipus de molla i tipus de palanca. A més, hi ha vàlvules de seguretat de tipus impuls, vàlvules de seguretat de tipus pilot, vàlvules de commutació de seguretat, vàlvules de seguretat i vàlvules de seguretat de tipus pes, etc. Les vàlvules de seguretat de tipus molla funcionen principalment per la força de la molla. Les vàlvules de seguretat de tipus molla es poden classificar en tipus tancat i tipus obert. En general, els mitjans inflamables, explosius o tòxics haurien de triar el tipus tancat, mentre que el vapor o el gas inert poden triar el tipus obert. A les vàlvules de seguretat de tipus molla, també n'hi ha amb i sense clau anglesa. La funció principal de la clau és comprovar la flexibilitat del disc de la vàlvula i, de vegades, també es pot utilitzar per alleujar la pressió d'emergència manual, com es mostra a la figura 3. Les vàlvules de seguretat de tipus palanca funcionen principalment per la força de la palanca i el pes. Tanmateix, a causa del gran volum de vàlvules de seguretat de tipus palanca, el seu rang d'aplicació sovint és limitat. Quan la temperatura és alta, s'han de seleccionar vàlvules de seguretat amb aletes de dissipació de calor.
El paràmetre principal d'una vàlvula de seguretat és la seva capacitat de descàrrega, que ve determinada pel diàmetre del seient de la vàlvula i l'alçada d'elevació del disc de la vàlvula. En funció de les diferents alçades d'elevació, les vàlvules de seguretat es poden classificar en dos tipus: lleugerament elevades i totalment elevades. Una vàlvula de seguretat lleugerament aixecada es refereix a aquella on l'alçada d'elevació del disc de la vàlvula és d'1/40 a 1/20 del diàmetre de la gola del seient de la vàlvula. Una vàlvula de seguretat totalment aixecada es refereix a aquella on l'alçada d'elevació del disc de la vàlvula és 1/4 del diàmetre de la gola del seient de la vàlvula.
2. Selecció de vàlvules de seguretat
La pressió nominal de la vàlvula de seguretat està determinada per la pressió de funcionament, la temperatura de funcionament determina l'interval de temperatura de la vàlvula de seguretat, el valor de pressió establert de la vàlvula de seguretat calculat determina el rang de pressió establert de la molla o la palanca i, a continuació, el material i el tipus estructural de la vàlvula de seguretat es determinen segons el medi utilitzat. Finalment, el diàmetre de la gola de la vàlvula de seguretat es calcula en funció de la capacitat de descàrrega de la vàlvula de seguretat. A continuació es mostren les normes generals per a la selecció de vàlvules de seguretat.
1. Calderes d'aigua calentageneralment, utilitzeu vàlvules de seguretat no segellades amb claus i funcions lleugerament obertes.
2. Vàlvules de seguretat d'elevació completa-no segelladaamb claus s'utilitzen generalment per a calderes de vapor o canonades de vapor.
3. Per a líquids incompressibles com l'aigua, s'utilitzen generalment vàlvules de seguretat de micro-elevació tancades o vàlvules d'alleujament de seguretat.
4. Per al subministrament d'aigua a-alta pressió, generalment s'utilitzen vàlvules de seguretat tancades-aixecades totalment, com ara escalfadors d'aigua a-alta pressió i intercanviadors de calor.
5. Per a mitjans compressibles, com ara gasos, generalment s'utilitzen vàlvules de seguretat tancades amb elevació total-, com ara dipòsits d'emmagatzematge de gas i gasoductes.
6. Les calderes de vapor de classe E-generalment utilitzen vàlvules de seguretat de pes mort.
7. Per a sistemes de gran-calibre, alt-caudal i alta-pressió, s'utilitzen generalment vàlvules de seguretat de tipus pols-, com ara dispositius de desescalfament i reducció de pressió, calderes de centrals elèctriques, etc.
8. Per al transport de gas liquat amb vagons cisterna, camions cisterna, dipòsits d'emmagatzematge, etc., s'utilitzen generalment vàlvules de seguretat internes.
9. La part superior del dipòsit d'oli generalment està equipada amb una vàlvula de seguretat hidràulica, que s'ha d'utilitzar juntament amb una vàlvula de respiració.
10. Les vàlvules de seguretat d'accionament pilot-s'utilitzen generalment per al drenatge subterrani o per a canonades de gas natural.
11. Generalment s'utilitza una vàlvula de reflux de seguretat a la canonada de reflux en fase líquida a la sortida de la bomba del dipòsit d'una estació de servei de petroli liquat.
12. Les vàlvules de seguretat de pressió negativa de buit s'utilitzen generalment en sistemes amb pressió negativa o aquells que poden generar pressió negativa durant el funcionament.
13. Les vàlvules de seguretat de tub ondulat s'utilitzen generalment en sistemes de contenidors o canonades amb grans fluctuacions de contrapressió i aquelles que contenen substàncies tòxiques i inflamables.
14. Per a sistemes amb un punt de congelació més baix del medi, generalment es seleccionen vàlvules de seguretat amb camisa aïllada.
