Die Wahl des richtigen Sicherheitsventils ist entscheidend für die Sicherheit und Effizienz von Drucksystemen. Dieser Leitfaden führt Sie durch die wichtigsten zu berücksichtigenden Faktoren, wie Temperatur, Druck und Zustand des Mediums. Am Ende des Artikels wissen Sie, wie Sie den Nenndruck, die Druck-Temperatur-Bewertung, den Arbeitsdruck der Feder sowie den Typ und die Größe des geeigneten Sicherheitsventils für Ihre spezielle Anwendung bestimmen können. So können Sie fundierte Entscheidungen zum Schutz Ihrer Ausrüstung und Ihres Betriebs treffen.
Aufgrund der Vielfalt von Sicherheitsventilen und der Vielfalt und Komplexität von Drucksystemen sollten bei der Auswahl eines Sicherheitsventils die Auswirkungen von Faktoren wie Temperatur, Druck und Phasenlage des Mediums im System berücksichtigt werden. Bestimmen Sie nach und nach den Nenndruck des Sicherheitsventils, die Druck-Temperatur-Bewertung, die Arbeitsdruckstufe der Feder, die Nennweite und die Grundform. Schließlich ist das Modell des zu wählenden Sicherheitsventils zu bestimmen.
Nenndruck und Ansprechdruck sind unterschiedliche Begriffe, die bei der Bestimmung und Auswahl von Sicherheitsventilen beachtet werden müssen. Der Nenndruck PN ist eine gerundete Zahl, die als Referenzcode für den Druck verwendet und in Ziffern ausgedrückt wird.
Bei Sicherheitsventilen bezieht sich der Nenndruck auf den höchsten Druck, der am Eingang des Sicherheitsventils ausgehalten werden kann. Er hängt von den Werkstoffen und der Temperatur ab. Der Nenndruck des Flansches am Ausgang des Sicherheitsventils ist im Allgemeinen ein bis drei Stufen niedriger als der am Eingang, was bei der Auswahl zu beachten ist.
Bei der Bestimmung des Nenndrucks eines Sicherheitsventils muss der Nenndruck größer sein als der Ansprechdruck. Im Idealfall sollte der Druck bei vollständig geöffnetem Sicherheitsventil den Nenndruck des Sicherheitsventils nicht überschreiten. Die Nenndruckreihen von Sicherheitsventilen in China sind 0,25, 0,6, 1,0, 1,6, 2,5, 4,0, 6,3, 10, 16, 32, 40MPa (Hinweis: Sicherheitsventile mit PN unter 1,0 verwenden in der Regel Ventilgehäuse aus Gusseisen und werden nicht für den Einsatz in Druckbehältern empfohlen).
Bei der Auswahl eines Sicherheitsventils muss der Einfluss der Temperatur berücksichtigt werden. Mit steigender Temperatur nimmt der maximal zulässige Betriebsdruck bei gleichem Nenndruck entsprechend ab. Der Nenndruck des Ventils sollte auf der Grundlage des zu schützenden Mediums, des Ventilmaterials, der Betriebstemperatur und des maximalen Betriebsdrucks bestimmt werden.
Der maximal zulässige Betriebsdruck der Armatur bei verschiedenen Temperaturen kann anhand der nachstehenden Formel berechnet oder aus GB/T 9124-2000, "Technische Bedingungen für Stahlrohrflansche", ausgewählt werden.
Punktmax=PN[σ]t /[σ]200
wobei
Nach der Bestimmung des Nenndrucks des Sicherheitsventils muss für das federbelastete Sicherheitsventil auch der Arbeitsdruckgrad der Feder ausgewählt werden. Die Arbeitsdruckstufe der Feder bezieht sich auf den zulässigen Arbeitsbereich der ausgewählten Feder. Ein Überschreiten des Arbeitsbereichs kann zu einer Fehlfunktion des Sicherheitsventils führen. Der eingestellte Druckbereich des federbelasteten Sicherheitsventils ist die Arbeitsdruckstufe der Feder.
Der Ansprechdruck des Sicherheitsventils wird durch Veränderung der Federkompression eingestellt, und die verschiedenen Leistungen des Sicherheitsventils werden ebenfalls durch die Feder gesteuert. Jede Feder kann nur innerhalb eines bestimmten Einstelldruckbereichs arbeiten. Wird dieser Bereich überschritten, muss die Feder ausgetauscht werden. Daher werden Sicherheitsventile mit demselben Nenndruck in verschiedene Arbeitsdruckstufen unterteilt, je nachdem, welcher Einstellbereich für den Ansprechdruck der Feder vorgesehen ist.
| PN | Arbeitsdruck der Feder (Mpa) | |||||||
| 1.6 | >0.1-0.25 | >0.25-0.4 | >0.4-0.5 | >0.5-0.6 | >0.6-0.8 | >0.0-1.0 | >1.0-1.3 | >1.3-1.6 |
| 4.0 | >1.3-1.6 | >1.6-2.0 | >2.0-2.5 | >2.5-3.2 | >3.2-4.0 | |||
| 6.3 | >2.5-3.2 | >3.2-4.0 | >4.0-5.0 | >5.0-6.3 | ||||
| 10.0 | >4.0-5.0 | >5.0-6.3 | >6.3-8 | >8-10.0 | ||||
| 16.0 | >10-13.0 | 13.0-16.0 | ||||||
| 32.0 | >16-19.0 | >19-22.0 | >22-25.0 | >25-29.0 | >29-32.0 | |||
Unter dem Gesichtspunkt der Gewährleistung der Leistung des Sicherheitsventils kann die Leistung des Sicherheitsventils umso besser gewährleistet werden, je kleiner die Grenze des Arbeitsdruckbereichs der Feder ist. Die derzeit gebräuchlichste Klassifizierungsmethode ist in der Tabelle dargestellt. Die Benutzer können sich bei der Auswahl der Feder für das Sicherheitsventil daran orientieren.
Der Nenndurchmesser DN stellt die Größe aller Rohrleitungszubehörteile im System in Zahlenwerten dar. Es handelt sich dabei um einen gerundeten Referenzwert, der nicht vollständig mit der tatsächlichen Größe des Durchmessers in Zahlenwerten übereinstimmt.
Die Spezifikation des Sicherheitsventils wird durch die Nennweite unterteilt, und die Nennweite des Einlasses und des Auslasses des Sicherheitsventils ist je nach Modell unterschiedlich. Die Auslass-Nennweite des vollständig geöffneten Sicherheitsventils ist in der Regel eine Nummer größer als die Einlass-Nennweite, während die Einlass- und Auslass-Nennweiten des mikrogeöffneten Sicherheitsventils im Allgemeinen gleich sind.
Die Nennweiten der Sicherheitsventile sind der nachstehenden Tabelle zu entnehmen (Einheit: mm)
| 1 | 15 | 100 | 350 | 1000 | 2000 | 3600 |
| 2 | 20 | 125 | 400 | 1100 | 2200 | 3800 |
| 3 | 25 | 150 | 450 | 1200 | 2400 | 4000 |
| 4 | 32 | 175 | 500 | 1300 | 2600 | |
| 5 | 40 | 200 | 600 | 1400 | 2800 | |
| 6 | 50 | 225 | 700 | 1500 | 3000 | |
| 8 | 65 | 250 | 800 | 1600 | 3200 | |
| 10 | 80 | 300 | 900 | 1800 | 3400 |
Die Nennweite des Sicherheitsventils sollte auf der Grundlage des Sicherheitsabflussvolumens bestimmt werden. Daher muss zunächst das Sicherheitsabflussvolumen berechnet werden, und dann wird der Durchflussdurchmesser des Sicherheitsventils auf der Grundlage des Sicherheitsabflussvolumens berechnet, wobei der Abflusskoeffizient des Sicherheitsventils, die Gegendruckbedingungen usw. berücksichtigt werden.
Bei der Bestimmung des Durchmessers des Sicherheitsventils gilt der Grundsatz, ein Sicherheitsventil zu wählen, dessen Nenndurchfluss größer ist als das Sicherheitsabblasevolumen und so nahe wie möglich an diesem liegt. Die erforderliche Abblasemenge (Sicherheitsabblasemenge) zur Verhinderung eines übermäßigen Überdrucks beim Auftreten eines anormalen Überdrucks wird u. a. durch die Betriebsbedingungen des Systems oder der Anlage und die Ursachen des Überdrucks bestimmt.
Bei Sicherheitsventilen ist der Durchflussdurchmesser der minimale Querschnittsdurchmesser der Ventilsitzkehle, und der Durchflussdurchmesser wirkt sich direkt auf die Abflusskapazität des Sicherheitsventils aus. Berechnen Sie bei der Auswahl eines Sicherheitsventils zunächst die für das geschützte System erforderliche Mindestausblasfläche auf der Grundlage des Sicherheitsausblasvolumens des Drucksystems und berechnen Sie dann den Durchflussdurchmesser d 0 . Bestimmen Sie dann die Nennweite des Sicherheitsventils. Siehe die Tabelle unten
Nenndurchmesser DN und Durchflussdurchmesser d0 (Einheit: mm)
| DN | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 150 | 200 | |
| d0 | Voll-Lift-Typ | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 100 | 125 | |||
| Typ mit niedrigem Hub | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | |||
Bei der Auswahl eines Sicherheitsventils müssen nicht nur der Nenndruck, der Temperaturdruck, der Arbeitsdruck der Feder und die Nennweite bestimmt werden, sondern auch der Aufbau des Sicherheitsventils und der Werkstoff des Ventilgehäuses und der wichtigsten Innenteile müssen entsprechend dem Arbeitsmedium ausgewählt werden.
(1) Für das Ablassen von Gas oder Dampf sind Vollhub-Sicherheitsventile zu verwenden.
(2) Verwenden Sie für das Ablassen von Flüssigkeiten Sicherheitsventile mit vollem Hub oder mit niedrigem Hub.
(3) Sicherheitsventile mit einem Schraubenschlüssel können zum Ablassen von Dampf oder Luft verwendet werden.
(4) Bei Sicherheitsventilen, die für Gase mit einem Ansprechdruck von mehr als 3,0 MPa und einer Temperatur von über 235 °C verwendet werden, ist die Verwendung von Sicherheitsventilen mit Kühlkörpern zu erwägen, um zu verhindern, dass das Auslassmedium die Feder direkt erodiert.
(5) Offene Sicherheitsventile mit Ventiloberteil verwenden, wenn das Fördermedium in die Atmosphäre entweichen kann. Geschlossene Sicherheitsventile sind zu verwenden, wenn ein Entweichen in die Atmosphäre nicht zulässig ist.
(6) Für den Austritt von hochgiftigen, stark ätzenden und extrem gefährlichen Medien sollten Faltenbalg-Sicherheitsventile gewählt werden.
(7) Für Situationen mit hohem Gegendruck sind gegendruckentlastete Sicherheitsventile oder pilotgesteuerte Sicherheitsventile zu wählen.
(8) In einigen wichtigen Situationen ist es manchmal erforderlich, zwei Sicherheitsventile als Reserve für einander zu installieren. Die Einlass- und Auslassabsperrventile der beiden Sicherheitsventile sollten mit mechanischen Verriegelungsvorrichtungen versehen sein, um sicherzustellen, dass der erforderliche Ablassbereich für den Behälter jederzeit eingehalten werden kann (auch während der Wartungs- und Inspektionszeiten).
Die Haube und die Kappe eines geschlossenen Sicherheitsventils sind versiegelt. Seine Funktion besteht zum einen darin, die inneren Teile vor äußeren Verunreinigungen wie Staub zu schützen, ohne dass eine Luftdichtheitsprüfung erforderlich ist; zum anderen wird es verwendet, um das Austreten von giftigen, entflammbaren und anderen Medien oder die Rückgewinnung von Medien zu verhindern, weshalb eine Luftdichtheitsprüfung erforderlich ist. Wenn ein geschlossener Typ gewählt wird und eine ausgangsseitige Luftdichtheitsprüfung erforderlich ist, sollte dies bei der Bestellung angegeben werden. Der Luftdichtheitsprüfdruck ist im Allgemeinen auf 0,6 MPa festgelegt.
Offene Sicherheitsventile tragen durch ihre offene Haube zur Senkung der Temperatur im Federraum bei und werden hauptsächlich für Medien wie Dampf eingesetzt.
Wenn regelmäßige Öffnungstests für das Sicherheitsventil erforderlich sind, wählen Sie ein Sicherheitsventil, das mit einem Abhebeschlüssel ausgestattet ist. Wenn der Mediendruck mehr als 75% des eingestellten Drucks erreicht, kann der Abhebeschlüssel verwendet werden, um den Ventilteller leicht vom Sitz abzuheben und die Flexibilität der Ventilöffnung zu überprüfen.
Wird in Situationen verwendet, in denen die Mediumstemperatur hoch ist, um die Temperatur der Federkammer zu senken. Im Allgemeinen sollte ein Sicherheitsventil mit Heizkörper gewählt werden, wenn die Temperatur eines geschlossenen Sicherheitsventils 250°C und die Temperatur eines offenen Sicherheitsventils 350°C übersteigt.
Hauptsächlich in den folgenden zwei Situationen verwendet:
1) Zum Ausgleich des Gegendrucks: Der effektive Durchmesser des Faltenbalgs des gegendruckausgeglichenen Faltenbalgsicherheitsventils ist gleich dem durchschnittlichen Durchmesser der Ventildichtfläche. Bevor das Sicherheitsventil öffnet, befindet sich die Kraft des Gegendrucks auf den Ventilteller in einem ausgeglichenen Zustand. Änderungen des Gegendrucks wirken sich nicht auf den Einstelldruck aus; wenn der Gegendruck variabel ist und seine Änderung 10% des Einstelldrucks übersteigt, sollte dieser Typ von Sicherheitsventil gewählt werden.
2) Einsatz in korrosiven Medien. Der Faltenbalg isoliert die Feder und den Führungsmechanismus vom Medium und verhindert so, dass diese wichtigen Teile durch Korrosion durch das Medium ausfallen.
Nach der Bestimmung des Nenndrucks, der Druck-Temperatur-Bewertung, der Federbetriebsdruck-Bewertung, der Nennweite und des Grundtyps des Sicherheitsventils kann schließlich das Modell des auszuwählenden Sicherheitsventils bestimmt werden.
Die Auswahl eines Sicherheitsventils basiert auf den spezifischen Parametern der Arbeitsbedingungen. Im Folgenden wird der Auswahlprozess von Sicherheitsventilen für drei verschiedene Zustände in einem Xylol-Gemeinschaftsprozesssystem anhand eines Beispiels von 45×104 t/a (am Beispiel von federbelasteten Sicherheitsventilen).
1) Prozessparameter
2) Auswahlschritte
3) Bestimmen Sie das Modell
Durch die Berechnung kann das vollständig geöffnete Sicherheitsventil A42Y16C-DN50 ausgewählt werden, womit der Auswahlprozess abgeschlossen ist.
1) Prozessparameter
2) Auswahlschritte:
Wählen Sie die anwendbare Formel: Da es sich bei dem Medium um Dampf handelt, ist der Eingangsdruck der eingestellte Öffnungsdruck von 2,64MPa < 11MPa, und die Betriebstemperatur beträgt 350℃; siehe die Heißdampfkoeffiziententabelle, die Sättigungstemperatur von Dampf bei einem absoluten Druck von 2,74MPa beträgt 230℃, und der entsprechende Heißdampfkorrekturfaktor beträgt 0,87, verwenden Sie die Dampfformel zur Berechnung.
Bestimmen Sie die entsprechende Berechnungsformel: Wtsh=5,25APdKsh.
Verwenden Sie das Sicherheitsventil des Typs A48Y (für Dampf), das vollständig geöffnet ist und einen Nennauslasskoeffizienten von 0,75 aufweist.
Der Nenndurchfluss des Sicherheitsventils Wrsh=Wtsh×0,75.
Setzt man die obige Gleichung ein, erhält man: Wtsh×0,75=5,25×d02 ×π/4×(2,64×1,03+0,1)×0,87, also d0 =67.
Überprüfen Sie die entsprechenden Tabellen, wenn d 0 =80, die entsprechende Nennweite für das Sicherheitsventil in voll geöffneter Ausführung ist DN125.
Bei einer Betriebstemperatur des Ventilgehäuses aus Kohlenstoffstahl von 350℃ und einem Öffnungsdruck (Absolutdruck) von 2,74 MPa beträgt der Nenndruck des ausgewählten Sicherheitsventils 4,0 MPa.
3) Bestimmen Sie das Modell:
Durch die oben genannten Schritte kann A48Y40-DN125 ausgewählt werden.
Hinweis: Die Nennweite DN125 ist ein Sonderfall und wird im Allgemeinen nicht verwendet. Wenn DN150 gewählt wird, dann ist der entsprechende Sicherheitsventilhalsdurchmesser d0 =100, was viel größer ist als das berechnete d0 (67), was zu häufigem Springen des Sicherheitsventils führt (wenn der gewählte Halsdurchmesser des Sicherheitsventils zu groß ist).
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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