ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของวาล์วความปลอดภัย

วาล์วนิรภัยเป็นอุปกรณ์ความปลอดภัยที่ใช้เพื่อป้องกันไม่ให้แรงดันในอุปกรณ์แรงดันเกินค่าที่อนุญาต หน้าที่ของวาล์วนิรภัยเกิดขึ้นได้จากกระบวนการดำเนินการดังต่อไปนี้: เมื่อระบบถึงแรงดันสูงสุดที่อนุญาต วาล์วนิรภัยจะเปิดได้อย่างแม่นยำและถึงความสูงช่องเปิดที่กำหนดได้อย่างรวดเร็ว และปล่อยปริมาณที่กำหนดของตัวกลางการทำงาน วาล์วนิรภัยอยู่ในสถานะเปิด การระบายควรจะคงที่ เมื่อแรงดันของระบบลดลงถึงค่าหนึ่ง ควรปิดวาล์วนิรภัยในเวลาที่กำหนด และในสถานะปิด จะต้องเก็บไว้ในประเภทปิดผนึก ต่อไปนี้จะอธิบายข้อกำหนดประสิทธิภาพพื้นฐานของวาล์วนิรภัย

1. เปิดได้อย่างแม่นยำ

วาล์วนิรภัยควรเปิดได้อย่างน่าเชื่อถือถึงความสูงช่องเปิดที่กำหนดภายใต้แรงดันที่กำหนดไว้ล่วงหน้า และไปถึงความจุการระบายที่กำหนด นี่คือข้อกำหนดพื้นฐานของวาล์วนิรภัย กล่าวคือ เมื่อแรงดันทางเข้าของวาล์วนิรภัยถึงแรงดันที่ตั้งไว้ล่วงหน้า วาล์วนิรภัยควรเปิดได้อย่างแม่นยำและรวดเร็วถึงความสูงช่องเปิดที่กำหนด

เมื่อแรงดันในระบบถึงระดับแรงดันสูงสุดที่ยอมรับได้ การตอบสนองที่ไม่ไวต่อแรงดันที่เพิ่มขึ้นของวาล์วความปลอดภัยจะนำไปสู่สถานการณ์อันตราย เช่น การแตกและความเสียหายของหม้อไอน้ำ ถังแรงดัน และท่อส่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับสื่อก๊าซอัดได้ อันตรายจะยิ่งสูงขึ้น

แรงดันที่ตั้งไว้ของวาล์วความปลอดภัยไม่ควรเกินค่าแรงดันที่ออกแบบไว้ของหม้อไอน้ำ ถังแรงดัน และท่อส่ง

ความเบี่ยงเบนของแรงดันบวกของวาล์วความปลอดภัยมีการกำหนดไว้อย่างชัดเจนในระเบียบและมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง เมื่อวาล์วความปลอดภัยได้รับการปรับให้เหมาะกับแรงดันที่ตั้งไว้ ควรควบคุมความเบี่ยงเบนอย่างเคร่งครัดภายในช่วงที่กำหนด

2. การปล่อยมลพิษที่เสถียร

หลังจากที่วาล์วความปลอดภัยไปถึงความสูงการเปิดที่กำหนดแล้ว วาล์วจะรักษาสถานะการระบายที่เสถียรและสามารถระบายตัวกลางการทำงานในปริมาณที่กำหนดได้ ควรมีคุณสมบัติทางกลที่ดี (ไม่มีการกระโดดความถี่ เสียงสั่น ฯลฯ) ในระหว่างกระบวนการระบายตัวกลาง ข้อกำหนดนี้มีความสำคัญมาก

วาล์วนิรภัยควรมีโครงสร้างที่เหมาะสมและสปริงที่มีความแข็งที่เหมาะสมเพื่อรักษาคุณสมบัติทางกลที่ดีและความสามารถในการระบายที่เสถียร ขนาดของช่องทางไหลของวาล์วนิรภัยควรตรงตามข้อกำหนดพารามิเตอร์ที่จำเป็นสำหรับการคำนวณ หากพื้นที่หน้าตัดของช่องทางไหลมีขนาดเล็กเกินไป หลังจากเปิดวาล์วนิรภัยแล้ว ส่วนแรงดันเกินของตัวกลางจะไม่สามารถระบายออกได้ทันเวลา และแรงดันของระบบจะยังคงเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นอันตรายมาก ในทางตรงกันข้าม หากพื้นที่หน้าตัดของช่องทางไหลมีขนาดใหญ่เกินไป หลังจากเปิดวาล์วนิรภัยแล้ว แรงดันจะลดลงอย่างรวดเร็วต่ำกว่าแรงดันใช้งาน และดิสก์วาล์วนิรภัยจะปิดและทำให้เกิดแรงกระแทกรุนแรงที่เบาะวาล์ว อย่างไรก็ตาม เนื่องจากปัจจัยการเพิ่มขึ้นของแรงดันของระบบยังไม่ถูกกำจัด ดิสก์จะเปิดอีกครั้งเพื่อสร้างการกระโดดความถี่ และส่งผลให้เบาะวาล์วและพื้นผิวการปิดผนึกของดิสก์ได้รับความเสียหายเนื่องจากแรงกระแทกซ้ำๆ เมื่อใช้วาล์วนิรภัยสำหรับของเหลวที่ไม่สามารถบีบอัดได้ การกระโดดความถี่อาจทำให้เกิดค้อนน้ำในระบบได้เช่นกัน

แรงดันทางเข้าของวาล์วความปลอดภัยเมื่อถึงความสูงการเปิดที่กำหนดเรียกว่าแรงดันปล่อย แรงดันปล่อยจะใช้งานในสื่อที่แตกต่างกันหรือสื่อเดียวกันภายใต้เงื่อนไขการทำงานที่แตกต่างกัน และแรงดันปล่อยที่กำหนดจะแตกต่างกัน ซึ่งกำหนดไว้อย่างชัดเจนในข้อบังคับและมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง โดยปกติจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของแรงดันที่ตั้งไว้เกินค่า การออกแบบโครงสร้างของวาล์วความปลอดภัยควรให้แน่ใจว่าแรงดันปล่อยที่กำหนดได้รับการควบคุมอย่างเคร่งครัดภายในช่วงที่กำหนด

3. ปิดในเวลา

เมื่อการปล่อยวาล์วนิรภัยลดแรงดันปานกลางลงเหลือค่าหนึ่ง ลิ้นวาล์วจะสัมผัสกับพื้นผิวปิดผนึกของที่นั่งวาล์วและกลับสู่สถานะปิดอีกครั้ง วาล์วนิรภัยสามารถเข้าที่นั่งและปิดได้ทันเวลาและมีประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพที่ดีที่สำคัญ

การทำงานของวาล์วความปลอดภัยไม่จำเป็นต้องหยุดการทำงานของอุปกรณ์หรือระบบหรือต้องซ่อมแซม บางครั้งการทำงานของวาล์วความปลอดภัยเกิดจากปัจจัยที่เกิดขึ้นโดยบังเอิญ เช่น การทำงานผิดพลาดของระบบ ในกรณีนี้ ไม่ควรให้แรงดันย้อนกลับของวาล์วความปลอดภัยต่ำกว่าแรงดันใช้งานมากเกินไป แรงดันย้อนกลับที่ต่ำเกินไปหมายถึงการสูญเสียพลังงานและตัวกลางมากเกินไป และขัดขวางการทำงานปกติของระบบทั้งหมด ในทางตรงกันข้าม แรงดันพนักพิงที่นั่งไม่สูงเกินไป หากแรงดันย้อนกลับใกล้เคียงกับแรงดันเปิด ก็อาจทำให้วาล์วความปลอดภัยเปิดขึ้นใหม่ได้ง่าย ทำให้วาล์วความปลอดภัยกระโดดบ่อยครั้ง และไม่เอื้อต่อการสร้างซีลใหม่หลังจากปิด นอกจากนี้ ในกรณีที่ไม่สามารถปิดวาล์วความปลอดภัยได้อย่างน่าเชื่อถือ เนื่องจากตัวกลางระหว่างพื้นผิวซีลไม่ได้ถูกตัดขาดอย่างสมบูรณ์ จึงไม่สามารถคืนประสิทธิภาพการซีลภายใต้แรงดันใช้งานปกติของระบบได้

การออกแบบวาล์วความปลอดภัยควรให้แน่ใจว่าสามารถปิดได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ การคืนตัวเบาะอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพจะเอื้อต่อการสร้างความสามารถในการปิดผนึกมากกว่าการคืนตัวเบาะแบบค่อยเป็นค่อยไปและช้า

ประสิทธิภาพการคืนตัวของวาล์วความปลอดภัยนั้นวัดได้จากค่าแรงดันการเปิด ซึ่งโดยทั่วไปจะกำหนดโดยความแตกต่างของแรงดันการเปิดและปิด วาล์วความปลอดภัยที่ใช้กับสื่อต่างๆ จะมีความแตกต่างของแรงดันการเปิดและปิดที่แตกต่างกัน ซึ่งกำหนดไว้อย่างชัดเจนในข้อบังคับและมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง

4. การปิดผนึกที่เชื่อถือได้

เมื่อระบบที่ได้รับการปกป้องอยู่ที่ความดันการทำงานปกติ วาล์วนิรภัยที่ปิดจะมีประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ดีและเชื่อถือได้ เนื่องจากวาล์วนิรภัยรั่ว ตัวกลางการทำงาน (บางครั้งตัวกลางที่มีราคาแพงมากหรือเป็นอันตราย) จะสูญเสียไป การใช้พลังงานจะเพิ่มขึ้น และสภาพแวดล้อมและบรรยากาศโดยรอบจะปนเปื้อนจากตัวกลางการทำงาน การรั่วไหลมากเกินไปจะส่งผลกระทบต่อการทำงานปกติของอุปกรณ์หรือระบบ และอาจบังคับให้อุปกรณ์หยุดทำงาน การรั่วไหลอย่างต่อเนื่องจะกัดกร่อนพื้นผิวการปิดผนึกของวาล์วนิรภัย ส่งผลให้วาล์วนิรภัยล้มเหลวโดยสมบูรณ์

การสร้างซีลใหม่หลังจากวาล์วนิรภัยทำงานนั้นยากกว่าการรักษาสถานะซีลเดิม เนื่องจากวาล์วนิรภัยปิดอยู่ แรงดันปานกลางจึงมีผลต่อพื้นที่ขนาดใหญ่ของดิสก์วาล์ว แต่ก่อนที่จะเปิด แรงดันจะมีผลต่อพื้นที่ขนาดเล็กที่ถูกจำกัดโดยพื้นผิวซีลเท่านั้น ดังนั้น ประสิทธิภาพการปิดผนึกของวาล์วนิรภัยจึงมีแนวโน้มว่าจะลดลงหลังจากการทำงาน และสูญเสียไป โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การแก้ไขซีลเบาะหลังของวาล์วนิรภัยที่ทำหน้าที่รับน้ำหนักโดยตรงนั้นยากกว่า ในวาล์วนิรภัยที่มีกลไกการทำงานเสริม ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขโดยใช้การปิดผนึกแบบบังคับ

การต้องใช้วาล์วนิรภัยเพื่อรักษาความแน่นนั้นยากกว่าวาล์วที่ใช้กับวาล์วปิดทั่วไป เนื่องจากไม่มีแรงมากที่ใช้ระหว่างซีล แผ่นวาล์วนิรภัยจึงยึดติดกับที่นั่งวาล์วเพื่อสร้างแรงดันซีลด้วยแรงดันเฉพาะซีลเพียงเล็กน้อย แรงดันในการปิดผนึกนั้นกำหนดโดยความแตกต่างระหว่างแรงดันการตั้งค่าของวาล์วนิรภัยและแรงดันการทำงานของอุปกรณ์ ซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นค่าเล็กน้อย (โดยปกติคือ 10% ของแรงดันการตั้งค่า) ดังนั้นขนาดและความหยาบของพื้นผิวปิดผนึกของวาล์วนิรภัยจึงจำเป็นต้องเข้มงวดมาก

ข้อกำหนดสำหรับความแน่นของวาล์วความปลอดภัยจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสื่อหรือสภาพการทำงาน โดยทั่วไปแล้ว การที่จะทำให้วาล์วความปลอดภัยมีพื้นผิวปิดผนึกแบบโลหะ-โลหะนั้นทำได้ยากเพื่อให้ไม่มีการรั่วไหล วาล์วความปลอดภัยที่มีโครงสร้างปิดผนึกแบบโลหะ-อโลหะที่อ่อนนุ่มจะมีประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ดีกว่ามาก