Het kiezen van de juiste veiligheidsklep is cruciaal om de veiligheid en efficiëntie van druksystemen te garanderen. Deze gids leidt je door de belangrijkste factoren waarmee je rekening moet houden, zoals temperatuur, druk en de toestand van de mediumfase. Aan het einde van het artikel zult u begrijpen hoe u de nominale druk, de druk-temperatuurwaarde, de werkdruk in de veer en het juiste type en formaat veiligheidsklep voor uw specifieke toepassing kunt bepalen. Maak u klaar om weloverwogen beslissingen te nemen om uw apparatuur en activiteiten te beschermen.
Vanwege de diversiteit van veiligheidskleppen en de diversiteit en complexiteit van druksystemen, moet bij het selecteren van een veiligheidsklep rekening worden gehouden met de invloed van factoren zoals temperatuur, druk en mediumfasetoestand binnen het systeem. Bepaal geleidelijk de nominale druk van de veiligheidsklep, de druk-temperatuurklasse, de werkdrukklasse van de veer, de nominale diameter en de basisvorm. Bepaal ten slotte het model van de veiligheidsklep die geselecteerd moet worden.
Nominale druk en insteldruk zijn verschillende concepten die in acht moeten worden genomen bij het bepalen en selecteren van veiligheidsventielen. Nominale druk PN is een afgerond getal dat wordt gebruikt als referentiecode voor druk, uitgedrukt in cijfers.
Bij veiligheidskleppen verwijst de nominale druk naar de hoogste druk die kan worden weerstaan bij de inlaat van de veiligheidsklep. Deze is gerelateerd aan materialen en temperatuur. De nominale druk van de flens bij de uitlaat van de veiligheidsklep is over het algemeen één tot drie niveaus lager dan die bij de inlaat.
Bij het bepalen van de nominale druk van een veiligheidsklep moet de nominale druk groter zijn dan de ingestelde druk. In het ideale geval is de druk wanneer de veiligheidsklep volledig geopend is niet hoger dan de nominale druk van de veiligheidsklep. De nominale drukseries van veiligheidskleppen in China zijn 0,25, 0,6, 1,0, 1,6, 2,5, 4,0, 6,3, 10, 16, 32, 40MPa (Opmerking: Veiligheidskleppen met een PN kleiner dan 1,0 gebruiken meestal gietijzeren klephuizen en worden niet aanbevolen voor gebruik in drukvaten).
Bij de keuze van een veiligheidsklep moet rekening worden gehouden met de invloed van de temperatuur. Als de temperatuur toeneemt, neemt de maximaal toelaatbare werkdruk bij dezelfde nominale druk navenant af. De nominale druk van de klep moet worden bepaald op basis van het te beschermen medium, het materiaal van de klep, de werktemperatuur en de maximale werkdruk.
De maximaal toelaatbare werkdruk van de klep bij verschillende temperaturen kan worden berekend met de onderstaande formule of worden geselecteerd uit GB/T 9124-2000, "Technische voorwaarden voor stalen pijpflenzen".
Ptmax=PN[σ]t /[σ]200
waarbij
Na het bepalen van de nominale druk van de veiligheidsklep, moet de veerbelaste veiligheidsklep ook de werkdrukklasse van de veer selecteren. De werkdrukklasse van de veer verwijst naar het toegestane werkbereik van de geselecteerde veer. Als het werkbereik wordt overschreden, kan de veiligheidsklep defect raken. Het ingestelde drukbereik van de veerbelaste veiligheidsklep is de werkdrukklasse van de veer.
De ingestelde druk van de veiligheidsklep wordt aangepast door de mate van veercompressie te veranderen en de verschillende prestaties van de veiligheidsklep worden ook geregeld door de veer. Elke veer kan alleen werken binnen een bepaald ingesteld drukbereik. Als dit bereik wordt overschreden, moet de veer worden vervangen, dus veiligheidskleppen met dezelfde nominale druk zijn onderverdeeld in verschillende werkdrukklassen op basis van het instelbereik van de ingestelde druk dat door de veer is ontworpen.
PN | Werkdrukklasse lente (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 |
Vanuit het perspectief van het waarborgen van de prestaties van de veiligheidsklep, hoe kleiner de limiet van het bereik van de werkdruk van de veer, hoe meer het de prestaties van de veiligheidsklep kan waarborgen. De huidige meer gebruikelijke classificatiemethode wordt weergegeven in de tabel. Gebruikers kunnen hiernaar verwijzen bij het selecteren van de veer voor de veiligheidsklep.
De nominale diameter DN vertegenwoordigt de grootte van alle pijpleidingaccessoires in het systeem in numerieke termen, wat een afgeronde referentiewaarde is en niet volledig overeenkomt met de werkelijke grootte van de diameter in numerieke termen.
De specificatie van de veiligheidsklep is verdeeld door de nominale diameter en de nominale diameter van de inlaat en uitlaat van de veiligheidsklep verschilt afhankelijk van het model. De nominale diameter van de uitlaat van de volledig geopende veiligheidsklep is over het algemeen één maat groter dan de nominale diameter van de inlaat, terwijl de nominale diameters van de inlaat en uitlaat van de micro-open veiligheidsklep over het algemeen hetzelfde zijn.
Zie onderstaande tabel voor de series met nominale diameters van veiligheidskleppen (eenheid: 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 |
De nominale diameter van de veiligheidsklep moet worden bepaald op basis van het veiligheidsafvoervolume, dus het veiligheidsafvoervolume moet eerst worden berekend en vervolgens wordt de stromingsdiameter van de veiligheidsklep berekend op basis van het veiligheidsafvoervolume, rekening houdend met de afvoercoëfficiënt van de veiligheidsklep, tegendrukcondities, enzovoort.
Bij het bepalen van de diameter van de veiligheidsklep is het meest fundamentele principe om een veiligheidsklep te kiezen waarvan de nominale afvoer groter is dan en zo dicht mogelijk ligt bij het veiligheidsafvoervolume. Het benodigde uitstroomvolume (veiligheidsafvoervolume) om overmatige overdruk te voorkomen wanneer zich een abnormale overdruk voordoet, wordt onder andere bepaald door de werkomstandigheden van het systeem of de apparatuur en de oorzaken van de overdruk.
Voor veiligheidskleppen is de stromingsdiameter de minimale dwarsdoorsnede van de klepzitting en de stromingsdiameter heeft een directe invloed op de afvoercapaciteit van de veiligheidsklep. Bereken bij het kiezen van een veiligheidsklep eerst het minimale afvoeroppervlak dat vereist is voor het beveiligde systeem op basis van het veiligheidsafvoervolume van het druksysteem en bereken dan de stromingsdiameter d 0 . Bepaal vervolgens de nominale diameter van de veiligheidsklep. Zie onderstaande tabel
Nominale diameter DN en stromingsdiameter d0 (eenheid: mm)
DN | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 150 | 200 | |
d0 | Type met volledige lift | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 100 | 125 | |||
Type met lage lift | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 |
Bij het selecteren van een veiligheidsklep is het, naast het bepalen van de nominale druk, de temperatuur-druk, het werkdrukniveau van de veer en de nominale diameter, ook noodzakelijk om de geschikte veiligheidsklepstructuur en het materiaal van het kleplichaam en de belangrijkste interne onderdelen te kiezen in overeenstemming met het werkmedium.
(1) Gebruik veiligheidskleppen met volledige lift voor het afvoeren van gas of stoom.
(2) Gebruik veiligheidskleppen met volle heffing of lage heffing voor het lozen van vloeistoffen.
(3) Veiligheidskleppen met een sleutel kunnen worden gebruikt voor het afvoeren van stoom of lucht.
(4) Overweeg voor veiligheidskleppen die gebruikt worden voor gassen met een ingestelde druk van meer dan 3,0MPa en een temperatuur boven 235°C het gebruik van veiligheidskleppen met koellichamen om te voorkomen dat het afvoermedium de veer rechtstreeks aantast.
(5) Gebruik veiligheidskleppen met open motorkap wanneer het afvoermedium naar de atmosfeer mag lekken. Gebruik gesloten veiligheidskleppen wanneer lekken naar de atmosfeer niet is toegestaan.
(6) Voor de uitstoot van zeer giftige, sterk corrosieve en uiterst gevaarlijke media moeten balgveiligheidskleppen worden geselecteerd.
(7) Voor situaties met hoge tegendruk kiest u tegendrukgebalanceerde veiligheidskleppen of pilootgestuurde veiligheidskleppen.
(8) In sommige belangrijke situaties is het soms noodzakelijk om twee veiligheidskleppen als reserve te installeren. De inlaat- en uitlaatisolatiekleppen van de twee veiligheidskleppen dienen mechanische vergrendelingsinrichtingen te gebruiken om ervoor te zorgen dat te allen tijde (ook tijdens onderhouds- en inspectieperioden) aan het vereiste uitstroomgebied voor het schip kan worden voldaan.
De motorkap en het deksel van een gesloten veiligheidsklep zijn verzegeld. De functie is ten eerste om de interne onderdelen te beschermen tegen externe verontreinigingen zoals stof zonder dat luchtdichtheid vereist is; ten tweede wordt de klep gebruikt om het morsen van toxische, ontvlambare en andere media te voorkomen of voor het terugwinnen van media, vandaar dat een luchtdichtheidstest vereist is. Als een gesloten type wordt gekozen en een luchtdichtheidstest aan de uitlaatzijde is vereist, moet dit bij de bestelling worden gespecificeerd. De luchtdichtheidstestdruk wordt meestal ingesteld op 0,6MPa.
Open veiligheidskleppen helpen door hun open bovendeel de temperatuur in de veerkamer te verlagen en worden voornamelijk gebruikt voor media zoals stoom.
Als de veiligheidsklep regelmatig openingstests moet ondergaan, kies dan een veiligheidsklep met een hefsleutel. Wanneer de mediadruk meer dan 75% van de ingestelde druk bereikt, kan de hefsleutel gebruikt worden om de klepschijf lichtjes van de zitting te tillen om de flexibiliteit van de klepopening te controleren.
Wordt gebruikt in situaties waar de mediumtemperatuur hoog is, om de temperatuur van de veerkamer te verlagen. Wanneer de temperatuur van een veiligheidsklep van het gesloten type hoger is dan 250°C en de temperatuur van een veiligheidsklep van het open type hoger is dan 350°C, moet een veiligheidsklep met radiator worden geselecteerd.
Voornamelijk gebruikt in de volgende twee situaties:
1) Gebruikt voor het in evenwicht brengen van tegendruk: De effectieve diameter van de balg van de tegendruk gebalanceerde balgveiligheidsklep is gelijk aan de gemiddelde diameter van het klepafdichtingsoppervlak. Voordat de veiligheidsklep opent, is de kracht van de tegendruk op de klepschijf in evenwicht. Veranderingen in de tegendruk hebben geen invloed op de ingestelde druk; wanneer de tegendruk variabel is en de verandering ervan 10% van de ingestelde druk overschrijdt, moet dit type veiligheidsklep worden geselecteerd.
2) Gebruikt in corrosieve media. De balgen isoleren de veer en het geleidingsmechanisme van het medium, waardoor wordt voorkomen dat deze belangrijke onderdelen defect raken door corrosie van het medium.
Na het bepalen van de nominale druk, de druk-temperatuurwaarde, de werkdrukwaarde van de veer, de nominale diameter en het basistype van de veiligheidsklep, kan uiteindelijk het model van de te selecteren veiligheidsklep worden bepaald.
De selectie van een veiligheidsklep is gebaseerd op de specifieke parameters van de werkomstandigheden. Nu zullen we het selectieproces van veiligheidskleppen voor drie verschillende toestanden in een processysteem met een xyleenverbinding uitleggen aan de hand van een voorbeeld van 45×104 t/a (met veiligheidskleppen van het veertype als voorbeeld).
1) Procesparameters
2) Selectiestappen
3) Bepaal het model
Door berekening kan de A42Y16C-DN50 volledig open veiligheidsklep worden geselecteerd, waarmee het selectieproces is voltooid.
1) Procesparameters
2) Selectiestappen:
Selecteer de toepasselijke formule: Aangezien het medium stoom is, is de inlaatdruk de ingestelde openingsdruk van 2,64MPa < 11MPa, en de bedrijfstemperatuur is 350℃; raadpleeg de tabel met de coëfficiënt van oververhitte stoom, de verzadigde temperatuur van stoom bij een absolute druk van 2,74MPa is 230℃, en de bijbehorende correctiefactor voor oververhitte stoom is 0,87, gebruik de stoomformule voor de berekening.
Bepaal de relevante berekeningsformule: Wtsh=5,25APdKsh.
Gebruik de volledig geopende veiligheidsklep model A48Y (voor stoom), met een nominale afvoercoëfficiënt van 0,75.
De nominale afvoer van de veiligheidsklep Wrsh=Wtsh×0,75.
Substitueer in de bovenstaande vergelijking en je krijgt: Wtsh×0,75=5,25×d02 ×π/4×(2,64×1,03+0,1)×0,87, dus d0 =67.
Controleer de bijbehorende tabellen als d 0 =80, is de overeenkomstige nominale diameter voor de veiligheidsklep van het volledig geopende type DN125.
Wanneer de werktemperatuur van het koolstofstalen kleplichaam 350℃ is en de openingsdruk (absolute druk) 2,74Mpa is, is de nominale druk van de geselecteerde veiligheidsklep 4,0Mpa.
3) Bepaal het model:
Met de bovenstaande stappen kan A48Y40-DN125 worden geselecteerd.
Opmerking: De nominale diameter DN125 is speciaal en wordt over het algemeen niet gebruikt. Als DN150 wordt gekozen, dan is de bijbehorende keel diameter van de veiligheidsklep d0 =100, wat veel groter is dan de berekende d0 (67), waardoor de veiligheidsklep vaak springt (als de gekozen keeldiameter van de veiligheidsklep te groot is).