Principiul de lucru al valvei de relief: modul în care aceste dispozitive de siguranță vă protejează sistemele

2025-09-08

Principiul de lucru al valvei de relief

V -ați întrebat vreodată cum sistemele industriale rămân în siguranță atunci când presiunea se acumulează prea sus? Răspunsul se află într -un dispozitiv simplu, dar inteligent, numit supapă de relief. Acești eroi de siguranță funcționează 24/7 pentru a proteja echipamentele, pentru a salva vieți și pentru a preveni dezastrele.

Ce este o supapă de relief și de ce avem nevoie de ea?

O supapă de relief este ca un paznic de siguranță pentru sistemele sub presiune. Gândiți -vă la ea ca la o ușă automată care se deschide atunci când lucrurile se aglomerează prea mult într -un container. Când presiunea devine periculos de mare, supapa se deschide de la sine și lasă o scăpare fluidă. Acest lucru împiedică exploziile, daunele echipamentelor și îi menține pe oameni în siguranță.

Iată de ce presiunea poate deveni periculoasă:

Pompele se blochează și continuă să împingă lichidul
Căldura face ca lichidele și gazele să se extindă
Reacțiile chimice ies de sub control
Incendii încălzesc rezervoarele și conductele

Fără supape de relief, aceste situații ar putea provoca eșecuri catastrofale. De aceea, sunt solicitate de lege în multe sisteme industriale.

Termeni cheie pe care trebuie să le cunoașteți

Înainte de a ne scufunda în modul în care funcționează valvele de relief, să înțelegem termenii importanți de presiune:

Setați presiunea: Presiunea exactă în care se presupune că supapa se deschide. Aceasta este ca și cum setați un ceas de alarmă - se oprește la momentul potrivit.

Presiunea de lucru: Presiunea normală în timpul funcționării de zi cu zi. Acest lucru ar trebui să fie întotdeauna mai mic decât presiunea stabilită.

Suprapresiune: Presiunea suplimentară necesară pentru a deschide complet supapa. De obicei este cu 10-25% peste presiunea stabilită.

Suflare: Diferența de presiune între când se deschide supapa și când se închide din nou. Acest lucru împiedică valva să se deschidă și să se închidă constant (numit chattering).

Presiune din spate: Orice presiune care se împinge înapoi din partea de ieșire a supapei.

Părți de bază ale unei supape de relief

Fiecare supapă de relief are aceste componente principale care lucrează împreună:

Corpul supapei

Aceasta este principala carcasă care se conectează la sistemul dvs. Are o intrare (unde intră lichidul sub presiune) și o priză (unde fluidul scapă).

Discul sau mingea

Această parte în mișcare acționează ca o plută într -o sticlă. Când este închis, se etanșează strâns de scaun. Când presiunea devine prea mare, se ridică și lasă să curgă lichidul.

Scaunul

Aceasta este suprafața de etanșare unde se află discul. Trebuie să fie foarte neted și precis pentru a preveni scurgerea atunci când este închis.

Primăvara

Aceasta oferă forța care menține supapa închisă în timpul funcționării normale. Prin reglarea tensiunii arcului, putem schimba presiunea setată.

Elementul de detectare

Această parte „simte” presiunea sistemului. Poate fi un piston, diafragmă sau discul în sine. Când presiunea atinge punctul de setare, acest element se mișcă și deschide supapa.

Cum funcționează supapele de relief: procesul complet

Principiul de lucru se bazează pe un echilibru simplu de forță-cum ar fi un remorcher între forțele de deschidere și de închidere.

Pasul 1: Funcționare normală (valva închisă)

În timpul funcționării normale, forța de arc se împinge pe disc, ținându -l sigilat pe scaun. Presiunea sistemului se împinge pe disc, dar nu este suficient de puternic pentru a depăși forța de primăvară.

Echilibrul forței: Forța de arc> Forța de presiune = Supapa rămâne închisă

Pasul 2: Presiunea se acumulează

Pe măsură ce presiunea sistemului crește, forța ascendentă asupra discului crește și el. Supapa rămâne închisă până când presiunea ajunge la punctul stabilit.

Pasul 3: începe deschiderea

Când presiunea atinge presiunea stabilită, forța ascendentă este egală cu forța de arc. Discul începe să se ridice ușor, creând o mică deschidere. Aceasta se numește „crăpătură” sau „popping”.

Pasul 4: Deschidere completă

Pe măsură ce presiunea continuă să crească deasupra punctului stabilit (suprapresiune), discul se ridică mai mare. Mai multe fluide curge, ceea ce ajută la reducerea presiunii sistemului.

Pasul 5: Închiderea din nou

Când a scăpat suficient lichid și presiunea scade, forța de arc devine din nou mai puternică decât forța de presiune. Discul se deplasează înapoi și sigilează pe scaun.

Supapa nu se închide la aceeași presiune pe care a deschis -o - se închide la o presiune mai mică. Această diferență (explozie) împiedică valva să se deschidă și să se închidă rapid, ceea ce ar deteriora supapa.

Două tipuri principale de supape de relief

Supape de relief cu acțiune directă

Acestea sunt tipul mai simplu. Presiunea sistemului acționează direct pe disc, lucrând împotriva unui izvor.

		Cum funcționează: 
		Presiunea sistemului se împinge direct pe disc
Când presiunea depășește forța de primăvară, Valve se deschide
Deschiderea este treptată (proporțională cu creșterea presiunii)
Închiderea se întâmplă atunci când presiunea scade

	

Pro:

Răspuns foarte rapid (se deschide în 2-10 milisecunde)
Design simplu cu mai puține părți
Mai puțin costisitor
Fiabil pentru aplicații de bază

Contra:

Controlul presiunii mai puțin precis
Poate fi zgomotos sau vorbit
Capacitate de debit limitată
Poate avea unele scurgeri aproape de presiunea stabilită

Cel mai bun pentru:Sisteme mici, circuite hidraulice, ameliorare a presiunii de urgență

Valve de relief operate de pilot (PORV)

Acestea folosesc un sistem în două etape: o supapă pilot mică controlează o supapă principală mai mare.

		Cum funcționează: 
		Presiunea sistemului umple atât partea superioară cât și cea inferioară a supapei principale
Camera de sus are o suprafață mai mare, astfel încât forța netă menține supapa principală închisă
O mică supapă pilot simte presiunea sistemului
Când presiunea ajunge la punctul stabilit, se deschide robinetul pilot
Acest lucru eliberează presiune din camera superioară
Diferența de presiune deschide acum valva principală
Când presiunea sistemului scade, pilotul se închide, iar supapa principală se retrăgește

	

Pro:

Controlul presiunii foarte precis
Capacitate mare de debit
Sigilare strânsă (fără scurgeri sub presiunea setată)
Funcționare stabilă fără a discuta
Poate gestiona presiunea din spate ridicată

Contra:

Design mai complex
Timp de răspuns mai lent (~ 100 milisecunde)
Costuri mai mari
Necesită lichid curat (pilotul poate fi conectat)

Cel mai bun pentru:Sisteme industriale mari, cazane cu aburi, plante chimice, control precis al procesului

Aplicații în sisteme din lumea reală

Sisteme hidraulice

Supapele de relief protejează pompele hidraulice și cilindrii de supra-presiune. De exemplu:

Excavatoare: Protejați cilindrii hidraulici atunci când găleata lovește un obiect imobiliar
Frâne de avion: Manipularea presiunii crește de la căldură în timpul aterizării
Prese industriale: Preveniți deteriorarea atunci când piesele de lucru rezistă la formare

Sisteme de aburi și cazane

Supapele de siguranță de pe cazane împiedică exploziile catastrofale prin eliberarea aburului atunci când presiunea devine prea mare. Acestea trebuie să îndeplinească coduri stricte de siguranță ASME.

Prelucrarea chimică

Supapele de relief protejează reactoarele și vasele de:

Reacții chimice fugale
Vase externe de încălzire a incendiilor
Eșecurile sistemului de răcire
Liniile de descărcare blocate

Sisteme de refrigerare

Valvele de relief activate la temperatură se protejează împotriva supra-presiunii refrigerantului atunci când temperaturile ambientale cresc.

Problemăăăăe și soluții comune

Chattering sau fluttering

Problemăăăă: Valva se deschide rapid și se închide, făcând zgomot și purtând piese.

Cauze: Supapă prea mare pentru aplicație, presiune înaltă înapoi, cădere de presiune în conducta de intrare

Soluții: Utilizați supapă mai mică, reduceți presiunea din spate sau instalați conducte de intrare mai mari

Scurgeri atunci când este închis

Problemăăăă: Fluidul scapă chiar și atunci când presiunea sistemului este sub presiunea stabilită.

Cauze: Suprafețe de etanșare deteriorate, materiale străine pe scaun, coroziune sau uzură

Soluții: Supapă curată, înlocuiți piesele deteriorate, verificați curățenia fluidelor

Nu se va deschide la presiunea stabilită

Problemăăăă: Supapa nu reușește să se deschidă atunci când ar trebui.

Cauze: Reglarea arcului incorectă, supapa blocată din cauza coroziunii, a sistemului pilot blocat (PORV)

Soluții: Recalibrați arc, curat și supapă de service, blocaje clare

Nu se va închide după deschidere

Problemăăăă: Supapa rămâne deschisă după căderea de presiune.

Cauze: Disc sau scaun deteriorat, tulpină de supapă îndoită, materiale străine care împiedică închiderea

Soluții: Reparați sau înlocuiți piesele deteriorate, curățați bine supapa

Cum să alegeți supapa de relief potrivită

Pasul 1: Identificați scenariul

Determinați ce ar putea provoca supra-presiune: descărcarea pompei blocate, foc extern, defecțiune a tubului schimbătorului de căldură, defecțiune a supapei de control

Pasul 2: Calculați debitul necesar

Utilizați standardele industriei (cum ar fi API 520) pentru a calcula cât de mult fluid trebuie să se descarce supapa pentru a controla presiunea.

Pasul 3: Selectați tipul de supapă

Cu acțiune directă: Pentru aplicații simple, cu răspuns rapid, cu un flux moderat

Pilot operat: Pentru control precis, debit ridicat sau presiune ridicată a spatelui

Pasul 4: Alegeți materiale

Selectați materiale compatibile cu lichidul dvs.: oțel inoxidabil pentru lichide corozive, aliaje speciale pentru temperaturi ridicate, scaune moi pentru etanșare strânsă

Pasul 5: Dimensiunea supapei

Utilizați formule standard pentru a calcula dimensiunea valvei necesare pe baza: debitul necesar, proprietățile fluidului, suprapresiunea admisibilă, condițiile de presiune înapoi

Standarde și reglementări de siguranță

Supapele de salvare trebuie să îndeplinească standardele stricte ale industriei:

Cazanul și codul vasului sub presiune: Necesită supape de relief pe vasele sub presiune și limitează suprapresiunea la 10-21% peste presiunea de proiectare.

Standarde API: Oferiți metode pentru dimensionarea supapelor (API 520), practicile de instalare (API 521) și dimensiunile standard (API 526).

Testare regulată: Supapele trebuie testate periodic pentru a se asigura că se deschid la presiunea corectă și sigilați -vă corect atunci când sunt închise.

Concluzie: ultima linie de apărare a sistemului tău

Valvele de relief sunt eroii necunoscuți ai siguranței industriale. Ei lucrează automat, fără electricitate sau intervenție umană, pentru a preveni defecțiunile catastrofale. Înțelegerea principiilor lor de lucru vă ajută:

Alegeți supapa potrivită pentru aplicația dvs.
Mențineți -le corect pentru o funcționare fiabilă
Depanarea problemelor când apar
Asigurați respectarea reglementărilor de siguranță

Indiferent dacă aveți de -a face cu un circuit hidraulic simplu sau cu un proces chimic complex, supapele de relief oferă această ultimă linie de apărare crucială. Prin selectarea, instalarea și menținerea lor corectă, investiți în siguranța și fiabilitatea întregului dvs. sistem.

Amintiți -vă: o supapă de relief este la fel de bună ca întreținerea sa. Inspecția, testarea și deservirea periodică asigură că aceste dispozitive de siguranță critice vor fi gata atunci când ai nevoie de ele cel mai mult.

Pentru aplicații specifice, consultați întotdeauna cu ingineri calificați și urmați codurile și standardele aplicabile. Selectarea și instalarea supapelor de relief nu trebuie făcută niciodată fără o analiză de inginerie adecvată.

Tipuri de supape de control al presiunii: un ghid complet pentru sistemele hidraulice și pneumatice

Următorul :

Tipuri de PRV: un ghid complet pentru ameliorarea presiunii și reducerea supapelor

Știri similare