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Conocimientos básicos de válvulas de seguridad
(1) Válvula: Término general para productos mecánicos con mecanismos móviles instalados en recipientes a presión, equipos a presión y tuberías de conexión para controlar el flujo de medios.
(2) El diámetro nominal de una válvula se refiere al diámetro nominal de la tubería en la conexión entre la válvula y la tubería y todos los demás accesorios, expresado en milímetros (DN).
(3) Válvula de seguridad: es una válvula automática que puede descargar una cantidad nominal de fluido sin depender de ninguna fuerza externa y solo utilizando la fuerza del medio mismo para evitar que la presión en el sistema exceda el valor de seguridad predeterminado. Una válvula que se cierra automáticamente y evita que el medio siga saliendo después de que la presión vuelve a la normalidad.
(4) Presión de trabajo P: La presión de la válvula a la temperatura del medio que se utiliza.
(5) Temperatura de trabajo T: La temperatura de la válvula bajo el medio de uso.
(6) Presión de ajuste Ps: La presión predeterminada a la que la válvula de seguridad comienza a abrirse en condiciones de funcionamiento. A esta presión, la fuerza para abrir el disco de la válvula se equilibra con la fuerza para mantener el disco de la válvula en el asiento de la válvula.
(7) Contrapresión del asiento Pr: se refiere a la presión estática en la entrada de la válvula cuando la presión del medio cae a un cierto valor después de que la válvula de seguridad alcanza el estado de descarga y el disco de la válvula vuelve a hacer contacto con el asiento de la válvula, es decir, cuando el la altura de la abertura se vuelve cero.
(8) Diferencia de presión de apertura y cierre △ Pbl: La diferencia entre la presión de ajuste de la válvula de seguridad y la presión de restablecimiento, generalmente expresada como un porcentaje de la presión de ajuste. Sólo se expresa en Mpa cuando la presión de tarado es muy baja.
(9) Presión de descarga Pb: presión de ajuste más presión excesiva (el exceso de presión se refiere al aumento de presión más allá de la presión de ajuste de la válvula de seguridad, generalmente expresado como un porcentaje de la presión de ajuste).
(10) Altura de apertura h: La elevación real del disco de la válvula desde la posición cerrada.
(11) Área del canal de flujo A: se refiere al área transversal mínima del canal de flujo entre el extremo de entrada de la válvula y la superficie de sellado del elemento de cierre, utilizada para calcular el desplazamiento teórico sin ningún efecto de resistencia. El diámetro del canal correspondiente al área A del canal es do (diámetro de garganta).
(12) Coeficiente de desplazamiento Kd: La relación entre el desplazamiento real de la válvula y el desplazamiento teórico.
(13) Presión de prueba de sellado Pt: La presión especificada durante la prueba de sellado, a la que se mide la tasa de fuga a través de la superficie de sellado del elemento de cierre. Generalmente, el 90% de la presión establecida se toma como presión de prueba de sellado.
(14) Pruebas en fábrica; Las pruebas de resistencia de la carcasa, sellado y presión de apertura realizadas al producto antes de salir de fábrica.

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Estructura básica de la válvula de seguridad
(1) Cuerpo de la válvula. (2) Asiento de válvula. (3) Disco de válvula. (4) Ajuste del círculo.
(5) Primavera. (6) Vástago de válvula. (7) Tapa de válvulas. (8) Tapa de válvula.

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Clasificación de válvulas de seguridad
(1) Clasificadas por medios utilizados:
a: Válvulas de seguridad de vapor. b: Válvulas de seguridad para aire y otros gases. c: Válvulas de seguridad para líquidos.
(2) Dividido por presión nominal
a: Válvula de seguridad de baja presión: presión nominal PN ≤ 1,6Mpa
b: Válvula de seguridad de media presión: presión nominal PN1,6~6,4Mpa.
c: Válvula de seguridad de alta presión: presión nominal PN6.4~80.0Mpa
d: Válvula de seguridad de ultra alta presión: presión nominal PN > 100Mpa.

(3) Clasificado por temperatura aplicable:
a: Válvula de seguridad de temperatura ultrabaja: t ≤ -100 ℃.
b: Válvula de seguridad de baja temperatura: -100 ℃ ~ -40 ℃.
c: Válvula de seguridad de temperatura normal: -40 ℃ a 120 ℃.
d: Válvula de seguridad de temperatura media: 120 ℃ ~ 450 ℃.
e: Válvula de seguridad de alta temperatura: t>450 ℃.

(4) Clasificados por método de conexión:
a: Válvula de seguridad conectada con brida.
b: Válvula de seguridad de conexión por tornillo.
c: Válvula de seguridad de conexión para soldadura.

(5) Clasificados por altura de apertura:
a: Válvula de seguridad de micro apertura: La altura de apertura está entre do/40 y do/20.
b: Válvula de seguridad completamente abierta: la altura de apertura no será inferior a do/4.
c: Válvula de seguridad de elevación media: La altura de apertura está entre micro elevación y elevación total.

(6) Clasificados por forma estructural:
a: Válvula de seguridad de palanca de martillo pesado.
b: Válvula de seguridad tipo resorte.
c: Válvula de seguridad tipo pulso (también conocida como válvula de seguridad tipo piloto).
d: Válvula de seguridad de micro apertura.
e: Válvula de seguridad completamente abierta.
f: Válvula de seguridad completamente cerrada.
g: Válvula de seguridad semicerrada.
h: Abrir válvula de seguridad.

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Requisitos básicos para válvulas de seguridad.
Las válvulas de seguridad deben cumplir los dos requisitos principales: seguridad operativa y economía. Durante el proceso de operación, deben lograr una apertura sensible, una descarga suficiente, un reajuste oportuno y un sellado confiable.

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Requisitos técnicos básicos para válvulas de seguridad
(1) Las válvulas de seguridad para vapor con una presión de ajuste superior a 3,0 Mpa o para aire u otros gases con una temperatura del medio superior a 235 ℃ deben poder evitar que el medio descargado erosione directamente el resorte.
(2) Las válvulas de seguridad de vapor deben estar equipadas con una llave. Cuando la presión media alcanza el 75% o más de la presión establecida, el disco de la válvula se puede levantar usando la llave, y la llave no debe obstaculizar la acción de la válvula.
(3) Se deben utilizar válvulas de seguridad cerradas para medios tóxicos o inflamables y se deben evitar fugas en la tapa de la válvula y en la junta protectora de la tapa.
(4) Para evitar que se afloje el mecanismo para ajustar la compresión del resorte y cambiar la presión ajustada arbitrariamente, se debe instalar un dispositivo anti-aflojamiento y se debe agregar un sello de plomo.
(5) El asiento de la válvula debe estar fijo en el cuerpo de la válvula y no suelto. Las válvulas de seguridad completamente abiertas deben estar equipadas con un mecanismo para limitar la altura de apertura.
(6) Incluso si la válvula de seguridad está parcialmente dañada, aún debería poder alcanzar el desplazamiento nominal. Cuando el resorte está dañado, piezas como el disco de la válvula no saldrán despedidas del cuerpo de la válvula.
(7) Para válvulas de seguridad con contrapresión adicional, se debe establecer un mecanismo de equilibrio de contrapresión en función de la magnitud y variación de su presión.
(8) Para válvulas de seguridad operadas por piloto, las pruebas de acción de sellado y apertura deberían realizarse por separado en la válvula piloto y en la válvula principal, las cuales deberían cumplir los requisitos de rendimiento especificados en la norma.

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Principio de funcionamiento de las válvulas de seguridad
La fuerza de precarga del resorte Fd que actúa hacia abajo sobre el disco de la válvula se utiliza parcialmente para resistir la fuerza media Po S. La otra parte genera una fuerza de compresión mutua f entre los sellos de la válvula. A medida que aumenta la presión media, disminuye la fuerza de compresión mutua entre los sellos. Cuando la presión del medio alcanza la presión de apertura Ps, la fuerza de compresión mutua es cero y la válvula de seguridad se abre. En este momento, Fd=Ps.S.

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Normas relacionadas con válvulas de seguridad
Debido a la importancia de las válvulas de seguridad, países de todo el mundo han establecido muchas normas y regulaciones relevantes para el diseño y fabricación de válvulas de seguridad. Las primeras normas sobre válvulas de seguridad en nuestro país se referían principalmente a las normas sobre válvulas de seguridad de la antigua Unión Soviética. Los estándares actuales de válvulas de seguridad utilizados incluyen:
GB/T12241 (Requisitos generales para válvulas de seguridad) GB/T12242 (Métodos de prueba de rendimiento para válvulas de seguridad)
GB/T12243 (Válvula de seguridad de carga directa con resorte) ZB-J98-013 (Condiciones técnicas para válvulas de seguridad de centrales eléctricas)
API520/API526/API527 (Norma americana)

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Calibración y mantenimiento de válvulas de seguridad
Para inspeccionar exhaustivamente los indicadores de rendimiento técnico de las válvulas de seguridad, se debe realizar una prueba de rendimiento completa. El requisito más básico para la prueba es tener condiciones de funcionamiento reales, incluso superando las condiciones de funcionamiento reales. Además de los recipientes y otros equipos de alta temperatura y alta presión, este dispositivo experimental también necesita tener instrumentos de medición rápida para diversos parámetros y garantizar un alto caudal de fuente de vapor de alta temperatura y alta presión, lo cual es costoso.
La verificación es parte de las pruebas de las válvulas de seguridad y es el elemento principal de las pruebas en fábrica. Antes de salir de fábrica, generalmente se utiliza una tabla de calibración de válvulas de seguridad a temperatura ambiente para establecer la presión de apertura del medio de aire y realizar una prueba de sellado. La tabla de calibración de temperatura ambiente de la válvula de seguridad solo puede realizar el ajuste de la presión de apertura y la prueba de sellado.

09 ¿
En qué circunstancias es necesario calibrar las válvulas de seguridad?
1) Antes del almacenamiento prolongado o del primer uso.
2) Verificación periódica.
3) Válvulas severamente dañadas y corroídas.
4) Válvula a la que le falta la placa de identificación.
5) Válvulas con sellos de plomo dañados.

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El significado y el método de ajuste de la presión de reajuste
La presión de reajuste definida por la norma nacional se refiere a la presión estática en la entrada de la válvula cuando la presión del medio cae a un cierto valor después de que la válvula de seguridad alcanza el estado de descarga y el disco de la válvula hace contacto el asiento de la válvula nuevamente, es decir, la altura de apertura se vuelve cero. Si la presión de reajuste es demasiado baja o demasiado alta, no es buena. Si es demasiado bajo, provocará pérdida de medio y energía. Si es demasiado alto, no alcanzará la cantidad de descarga, lo que provocará un salto en la frecuencia de la válvula. El principio es intentar aumentar la presión de reajuste tanto como sea posible para reducir la pérdida de medio y energía cuando se pueda alcanzar la cantidad de descarga.
La presión de reajuste se ajusta a través del anillo de ajuste y el principio de ajuste se basa en el principio de holgura. Cuanto menor sea el espacio libre, mayor será la resistencia durante la pulverización y mayor será la fuerza para soportar el descenso del núcleo de la válvula, lo que hará menos probable que se vuelva a asentar. Por el contrario, cuanto mayor sea la holgura, más fácil será que el núcleo de la válvula retroceda y mayor será la presión de reajuste.
Para válvulas de seguridad con solo un anillo de regulación hacia abajo, si el anillo de regulación está hacia arriba, la presión de reajuste disminuirá, y si el anillo de regulación está hacia abajo, la presión de reajuste aumentará; Para las válvulas de seguridad con anillos reguladores hacia arriba y hacia abajo, la distancia entre los anillos reguladores hacia arriba y hacia abajo disminuye, la presión de reubicación disminuye, la distancia entre los anillos reguladores hacia arriba y hacia abajo aumenta y la presión de reubicación aumenta.

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Métodos de verificación y sus ventajas y desventajas
Existen dos métodos para la calibración de válvulas de seguridad: calibración in situ (calibración en línea) y calibración en banco de calibración. Si las condiciones lo permiten, se debe realizar la calibración in situ tanto como sea posible porque es más relevante para las condiciones operativas reales y, por lo tanto, más confiable.
Las ventajas de la verificación in situ: facilita la verificación de válvulas de seguridad soldadas, puede medir la presión de restablecimiento y mide con precisión.
La desventaja es que el tiempo de calibración es largo, es necesario reforzar el sistema repetidamente, lo que no es económico ni peligroso, y no se pueden realizar pruebas de sellado.

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Ventajas y desventajas de la tabla de calibración de temperatura ambiente de la válvula de seguridad:
a. Resolver el ajuste y detección de fugas de válvulas de seguridad en medios a temperatura normal y temperaturas de funcionamiento inferiores a 250 ℃.
b. La determinación de un pequeño rango de error para la presión de apertura de la válvula de seguridad ahorra tiempo de ajuste para las válvulas de seguridad recién instaladas, reduce la intensidad de la mano de obra, reduce el consumo de energía y reduce los riesgos laborales.
C. Hay un error entre la temperatura de funcionamiento y la temperatura ambiente (el resorte se ablanda a altas temperaturas) y no se puede verificar la presión de restablecimiento.

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Medio utilizado para la calibración de temperatura ambiente
La calibración de temperatura normal generalmente utiliza aire, nitrógeno y agua (para presiones superiores a 20 Mpa). El oxígeno, el hidrógeno, el acetileno y otros medios inflamables, combustibles o tóxicos y nocivos no se pueden utilizar como fuentes de medios para la calibración. No se pueden utilizar queroseno, gasolina, diésel, etc. como fuentes medias. Aunque el gas dióxido de carbono no es tóxico ni inflamable, es propenso a congelarse y bloquear las tuberías.

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Principio de calibración de válvulas de seguridad
Pase el medio bajo presión a la entrada de la válvula de seguridad verificada, espere a que la presión del medio aumente al estado abierto de la válvula de seguridad, mida la presión en este momento y ajústela al valor de apertura especificado para completar la verificación de la presión de apertura. Luego, cuando la presión caiga al valor especificado (90% de la presión de apertura), utilice un manómetro de observación u otro método legal para verificar si hay fugas del medio, es decir, verificación de sellado.

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Reparación de válvulas de seguridad
La reparación de válvulas de seguridad implica principalmente la reparación de la superficie de sellado de la válvula de seguridad, por lo que existen altos requisitos para el material de la superficie de sellado de la válvula de seguridad. Los requisitos básicos son: alta resistencia, capaz de soportar una alta presión de sellado: cierta tenacidad al impacto, capaz de soportar el impacto del núcleo de la válvula saltando rápidamente hacia su asiento: alta dureza, capaz de soportar una erosión media: no se puede oxidar, de lo contrario se fuga rápidamente: debe ser resistente a altas temperaturas, puede ser adecuado para vapor y otros medios, y no ablandarse a altas temperaturas: debe ser resistente a la corrosión, puede soportar la erosión ácida y alcalina.
Las principales formas de sellado duro para válvulas de seguridad incluyen sellado plano, sellado cónico, sellado esférico, etc. El más comúnmente utilizado es el sellado plano.

(1) Reparación de la superficie de sellado de la válvula de seguridad
Hay dos tipos de superficies de sellado para las válvulas de seguridad: metálicas y no metálicas. Los sellos no metálicos se usan generalmente para medios a temperatura ambiente, mientras que los sellos metálicos se usan principalmente para medios a alta temperatura y alta presión. Después de dañar la superficie de sellado de materiales no metálicos, generalmente se retira y reemplaza el anillo de incrustación (anillo de sellado). No se puede quitar ni hay repuestos, y sólo se puede mecanizar mediante torneado. Cuando la superficie de sellado del metal no está gravemente dañada, se utiliza el esmerilado. La molienda se divide en molienda gruesa y molienda fina. El asiento de la válvula y el núcleo de la válvula se deben rectificar por separado utilizando una herramienta de rectificado plana y no se pueden rectificar entre sí, porque aparecen ranuras y ranuras después del rectificado y se producen fugas una vez que se abren y se vuelven a asentar.
(2) Herramientas y materiales de amolado
Herramienta de amolado: Placa de amolado:
a. Hierro fundido (utilizado para desbaste).
b. Aleación dura (utilizada para molienda fina).
Cabezal de rectificado (utilizado para rectificar asientos de válvulas).
Abrasivos: óxido de cromo, corindón blanco, 280#, 360#, 600#, W4, W2.5, W1.5.
Agentes de molienda: ácido oleico, aceite de motor, aceite vegetal, manteca de cerdo.
(3) Rectificado de la superficie de sellado
El rectificado es la aplicación de herramientas abrasivas y abrasivos. Después de que los abrasivos ejercen una cierta presión sobre la herramienta de esmerilado, realizan un microesmerilado en la superficie de trabajo para eliminar una capa extremadamente delgada de metal en la superficie de la pieza de trabajo, lo que resulta en un alto nivel de planitud y suavidad de la superficie. Este proceso se llama molienda.
El principio de molienda; Al esmerilar, el abrasivo agregado a la herramienta de esmerilado queda parcialmente incrustado en la herramienta de esmerilado después de ser sometido a cierta presión por parte de la pieza de trabajo y la herramienta de esmerilado. Cuando la herramienta abrasiva experimenta un movimiento relativo complejo con la pieza de trabajo, el abrasivo se desliza y rueda entre la pieza de trabajo y la herramienta abrasiva, generando corte y presión, lo que provoca que se elimine una capa de picos convexos de la superficie de la pieza de trabajo. Al mismo tiempo, el agente abrasivo actúa químicamente y forma rápidamente una película de óxido.
(4) Qué debe incluirse en la placa metálica de la válvula de seguridad
1) Modelo y especificación (diámetro).
2) Nivel de presión.
3) Diámetro del canal.
4) Presión nominal.
5) Utilice temperatura y media.
6) Coeficiente de desplazamiento nominal.
7) Fabricante y número de aprobación de fabricación.
8) Año/mes de fábrica.
9) Número de producto.
10) Marca de calificación de inspección.
11) Presión de apertura.
(5) Características y precauciones de la calibración de alto voltaje
1) El sonido es fuerte cuando se abre la válvula de seguridad de alta presión, especialmente para diámetros grandes.
2) La apertura de la válvula de seguridad de alta presión provoca vibraciones importantes.
3) Cuando se abre, hay una fuerte fuerza de retroceso, por lo que el material en la conexión de la brida es bueno.
4) El ajuste del resorte no puede ser muy grande, sólo se pueden hacer ajustes menores (el resorte de la válvula de seguridad de alta presión es más grueso).
5) Las válvulas de seguridad de alta presión suelen ser de alta temperatura y alta presión, y puede haber errores entre la calibración de temperatura normal y las condiciones de trabajo (los resortes son más blandos a altas temperaturas).
6) Se deben filtrar el flujo de aire y el flujo de agua verificados.