1 概述 ●

安全阀，主要应用于锅炉、压力管道、压力容器等承压类特种设备上，主要功能是当设备系统中介质压力超过安全阀标定值时，通过开启处于常闭状态下的启闭件，向承压设备系统外释放压力介质。当设备压力下降至正常工作压力后，阀门自动关闭。保证系统压力能够控制在规定范围内，进而保证人身安全及设备正常运行。市场上，安全阀的种类较多，主要的分类方式有：按传动方式进行分类、按安装形式进行分类、按介质排放方式进行分类。

2 弹簧式安全阀的常见失效形式 ●

弹簧式安全阀又称为直接载荷式弹簧安全阀，有相关数据统计，在目前使用的安全阀中，此类安全阀占到比重的97%。此类安全阀也是我院安全阀校验工作的主要对象。通过对直接载荷式弹簧安全阀日常校验工作以及对安全阀日常维修的统计，本文大致将此类安全阀的失效形式分为以下四大类：①安全阀出现阀门频跳现象；②安全阀达到释放压力条件后动作不灵活；③安全阀动作性能指标无法达到设计或使用需求；④安全阀使用过程中出现泄露。

2.1  安全阀阀门频跳现象

安全阀的频跳，主要指的是安全阀在使用过程中，阀瓣因各种原因出现非正常的，沿开启方向快速、反复短暂开启后闭合，造成阀瓣与阀座之间出现来回碰撞的情况。运行过程中出现频跳现象，直接影响到了压力设备系统的可靠运行。频跳的主要原因包括：安全阀通径选择不当、弹簧刚度过大、进出口管道阻力大、节圈位置不良等。

2.2  安全阀动作不灵活

安全阀达到释放压力条件后动作不灵活，通俗称为安全阀“卡死”，造成“卡死”的原因很多，主要包括：①粉尘“卡死”；②铁锈诱发安全阀“卡死”；③水垢诱发安全阀“卡死”；④冰冻“卡死”；⑤弹簧选择不当，造成“卡死”。上述原因中，除了弹簧选择不当，造成开启压力大于整定压力，从而导致动作不灵活。其他问题均是使用过程中清理维护不当造成，想要上述问题能够得到妥善解决，必须定期对安全阀进行清理，防止铁锈、粉尘等外部原因造成动作不灵活。

2.3  安全阀动作性能指标

安全阀动作性能指标无法达到设计或使用需求，此类问题多发生于设计选用阶段，由于现有市场上安全阀型号规格繁多复杂，同时产品整定压力范围大，设计难度增加，进而造成所选用的安全阀动作性能无法满足要求。

2.4  安全阀泄露

安全阀在使用过程中出现泄露，是安全阀失效形式中最常见的一类，当此类失效发生时，承压设备压力值持续降低，继而导致设备系统运行状态发生变化。在安全阀泄露失效的原因中，由于温度和安装不当造成的故障外，主要泄露原因均集中在阀座与阀瓣之间形成的密封面出现损伤。此类损伤也是本设计主要研究及解决的部分。

3安全阀密封面损伤分析 ●

安全阀密封面出现损伤的原因多种多样，包括在制造过程中的发生的结构设计不合理、制作精度不足等。同样，在安全阀的正常使用过程中，也会出现不同程度的磨损，主要为压力介质对密封面不可避免的腐蚀和冲蚀等造成的损坏。本文主要针对使用过程中的机械磨损、介质活动时产生的冲蚀、腐蚀以及由电位差产生的电化学腐蚀进行分析。

3.1  使用过程中的机械磨损

安全阀在正常使用过程中，由于泄压造成的阀座和阀瓣开闭，阀座与阀瓣密封面在开闭过程中产生碰撞和相对位移，进而产生摩擦损伤、撞击损伤等情况。同时，部分安全阀由于工作压力较高，安全阀开启释压后闭合，在弹簧作用下密封面出现局部挤压，产生压痕。此外，由于安全阀工作于高温高压环境，密封面之间易出现粘连现象，粘连严重时将导致安全阀开启后出现密封面点蚀。

3.2  介质活动时产生的冲蚀、腐蚀

由于安全阀所采用的压力介质不同，部分介质对安全阀密封面存在化学腐蚀作用。现有安全阀密封面采用涂层技术，利用堆焊、氧乙炔焰喷焊、双层辉光离子渗金属、热喷涂、激光熔覆等方式，在密封面表层形成防腐蚀涂层。但由于高温高压介质在正常释压过程中，仍旧会对密封面涂层造成冲蚀损伤，最终形成冲蚀、腐蚀凹坑，影响密封面性能，造成泄露现象。

3.3  由电位差产生的电化学腐蚀

此类问题多出现在阀座和阀瓣之间，由于压力介质在密封面之间存在有浓度差，或由于暴露在室外或排压管空腔内的安全阀密封面和阀体之间存在氧浓度差等原因，都可能产生电位差，造成密封面两侧出现电化学腐蚀，由于安全阀阀座、阀瓣为金属结构，由电位差造成的电化学腐蚀多出现在阳极侧。

4 常见研磨方式的不足之处分析 ●

在上述各类密封面磨损情况发生后，安全阀实际使用性能收到影响，严重时，安全阀出现压力介质大量泄露情况，承压设备系统压力不足，导致故障等风险。

因此，一旦出现上述密封面损伤情况，若损伤严重不具备修复的可能性，则应立即更换安全阀。但在多数情况下，从经济及生产需求上看，安全阀密封面的损伤均可采用研磨、切削方式进行修复。现有研磨方式，主要分为以下三类：①手工研磨；②半自动机械研磨机；③全自动机械研磨机。

手工研磨对研磨装置的需求最低，仅依靠研磨杵和对应目数研磨材料即可。但手工研磨耗时耗力，并且研磨质量取决于研磨工人熟练程度，易出现密封面研磨偏斜等情况，直接导致安全阀报废。并且，在电站锅炉等重要场所使用的安全阀，其密封面研磨是生产过程和检修期间的重要项目，手工研磨难度大、质量要求高、研磨时间长。

半自动机械研磨机和全自动机械研磨机原理类似，半自动机械研磨机需人工控制研磨杵，而全自动机械研磨机无需人工控制研磨杵。但两类研磨机都需将安全阀阀体进行分解，将阀体固定在研磨台上进行研磨，大大降低了研磨效率。同时由于阀体拆卸，造成承压设备暂停使用，不利于承压设备使用单位生产需求。

经上述分析，无论是采用手工或是机械研磨方式，都无法在满足便捷研磨的同时保证研磨精度、质量。为解决上述问题，需要一款能够满足安全阀在线研磨，并能够提供较高的研磨质量的仪器，为安全阀日常使用、维修及在线校验工作提供支持。