Varoventtiili on turvalaite, jota käytetään estämään painelaitteen paineen ylittämisen sallitulla arvolla. Varoventtiilin toiminta toteutetaan seuraavalla toimintaprosessilla: Kun järjestelmä saavuttaa suurimman sallitun paineen, varoventtiili voi avautua tarkasti ja saavuttaa nopeasti nimellisavautumiskorkeuden ja purkaa nimellismäärän työväliainetta; varoventtiili on avoimessa tilassa. Purkauksen tulee olla vakaa; kun järjestelmän paine laskee tiettyyn arvoon, varoventtiili on suljettava ajoissa, ja suljetussa tilassa se on pidettävä tiiviisti suljettuna. Seuraavassa kuvataan varoventtiilien perusominaisuudet.
1. Avaa tarkasti
Varoventtiilin tulee avautua luotettavasti määritettyyn avautumiskorkeuteen ennalta määrätyssä paineessa ja saavuttaa määritetty purkauskapasiteetti. Tämä on varoventtiilin perusvaatimus. Toisin sanoen, kun varoventtiilin tulopaine saavuttaa ennalta määrätyn asetuspaineen, varoventtiilin tulee avautua tarkasti ja saavuttaa nopeasti määritetty avautumiskorkeus.
Kun järjestelmän paine saavuttaa suurimman sallitun paineen, varoventtiilin epäherkkä reagointi paineen nousuun johtaa vaarallisiin tilanteisiin, kuten kattiloiden, paineastioiden ja putkistojen repeämiseen ja vaurioitumiseen. Erityisesti kokoonpuristuvien kaasujen kohdalla vaara on suurempi.
Varoventtiilin asetuspaineen ei tulisi olla suurempi kuin kattilan, paineastian ja putkiston suunnittelupaine.
Varoventtiilin ylipaineen poikkeama on selkeästi määritelty asiaankuuluvissa määräyksissä ja standardeissa. Kun varoventtiiliä säädetään asetuspaineen mukaan, sen poikkeamaa on valvottava tarkasti määritellyn alueen sisällä.
2. Vakaa päästö
Kun varoventtiili on saavuttanut määritetyn avautumiskorkeuden, se ylläpitää vakaata purkaustilaa ja voi purkaa nimellismäärän työväliainetta. Väliaineen purkausprosessin aikana sillä on oltava hyvät mekaaniset ominaisuudet (ei taajuushyppyjä, tärinää jne.). Tämä vaatimus on erittäin tärkeä.
Varoventtiilin rakenteen ja jousen jäykkyyden tulisi olla kohtuullinen hyvien mekaanisten ominaisuuksien ja vakaan purkauskapasiteetin ylläpitämiseksi. Varoventtiilin virtauskanavan koon tulee täyttää laskennassa vaaditut parametrivaatimukset. Jos virtauskanavan poikkileikkauspinta-ala on liian pieni, ylipaineinen osa väliaineesta ei pääse purkautumaan ajoissa varoventtiilin avaamisen jälkeen, ja järjestelmän paine jatkaa nousuaan, mikä on erittäin vaarallista. Jos taas virtauskanavan poikkileikkauspinta on liian suuri, paine laskee varoventtiilin avaamisen jälkeen jyrkästi käyttöpaineen alapuolelle, ja varoventtiilin läppä sulkeutuu aiheuttaen voimakkaan iskun venttiilin istukkaan. Koska järjestelmän paineen nousukerrointa ei ole eliminoitu, läppä avautuu uudelleen muodostaen taajuushypyn, minkä seurauksena venttiilin istukka ja läppätiivistepinta vaurioituvat toistuvien iskujen vuoksi. Kun varoventtiilejä käytetään kokoonpuristumattomille nesteille, taajuushypyt voivat aiheuttaa myös vesivasaroita järjestelmässä.
Varoventtiilin tulopaine nimellisavautumiskorkeuden saavuttamisessa on nimellisellä avautumiskorkeudella nimellisellä purkauspaineella. Sitä käytetään eri väliaineissa tai samoissa väliaineissa erilaisissa käyttöolosuhteissa, ja sen nimellispurkauspaine on erilainen, mikä on selvästi määritelty asiaankuuluvissa määräyksissä ja standardeissa. Se ilmaistaan yleensä prosentteina asetuspaineen ylittävästä arvosta. Varoventtiilin rakenteellisen suunnittelun tulisi varmistaa, että nimellispurkauspainetta säädetään tarkasti määritellyllä alueella.
3. Sulje ajoissa
Kun varoventtiilin purkautuminen laskee väliaineen paineen tiettyyn arvoon, venttiilin läppä joutuu kosketuksiin venttiilin istukan tiivistyspinnan kanssa ja saavuttaa uudelleen suljetun tilan. Varoventtiili voidaan sulkea ja sulkea ajoissa ja tehokkaasti, mikä on tärkeä osoitus hyvästä suorituskyvystä.
Varoventtiilin toiminta ei välttämättä vaadi laitteen tai järjestelmän pysäyttämistä tai korjaamista. Joskus varoventtiilin toiminta johtuu vahingossa tapahtuvista tekijöistä, kuten järjestelmän toimintahäiriöistä. Tässä tapauksessa ei ole toivottavaa, että varoventtiilin paluupaine on liian paljon käyttöpainetta alhaisempi. Liian alhainen paluupaine tarkoittaa liiallista energian ja väliaineen menetystä ja häiritsee koko järjestelmän normaalia toimintaa. Päinvastoin, selkänojan paine ei ole liian korkea. Jos paluupaine on lähellä avautumispainetta, varoventtiili voi helposti avautua uudelleen, jolloin varoventtiili hyppii usein, eikä tiivistyksen palautuminen sulkeutumisen jälkeen ole mahdollista. Lisäksi, jos varoventtiiliä ei voida sulkea luotettavasti, koska tiivistyspintojen välinen väliaine ei ole kokonaan katkaistu, tiivistysominaisuuksien palauttaminen järjestelmän normaalissa käyttöpaineessa on mahdotonta.
Varoventtiilin rakenteen tulee varmistaa, että se voidaan sulkea nopeasti ja tehokkaasti. Nopea ja tehokas tiivisteen palautus edistää tiiveyden muodostumista paremmin kuin asteittainen ja hidas tiivisteen palautus.
Varoventtiilin istuimen palautuskyky mitataan suhteellisen avautumispaineen arvolla, joka yleensä määräytyy avautumis- ja sulkemispaine-eron perusteella. Eri väliaineille käytettävillä varoventtiileillä on erilaiset avautumis- ja sulkemispaine-erot, jotka on selkeästi määritelty asiaankuuluvissa määräyksissä ja standardeissa.
4. Luotettava tiivistys
Kun suojattu järjestelmä on normaalissa käyttöpaineessa, suljetun varoventtiilin tiivistyskyky on hyvä ja luotettava. Varoventtiilin vuodon vuoksi työväliaine (joskus erittäin kallis tai vaarallinen väliaine) häviää, energiankulutus kasvaa ja työväliaine saastuttaa ympäröivää ympäristöä ja ilmakehää. Liiallinen vuoto vaikuttaa jopa laitteen tai järjestelmän normaaliin toimintaan ja jopa pakottaa laitteen pysähtymään. Jatkuva vuoto syövyttää myös varoventtiilin tiivistyspintaa, mikä johtaa varoventtiilin täydelliseen vikaantumiseen.
Tiivisteen palauttaminen varoventtiilin käytön jälkeen on vaikeampaa kuin alkuperäisen tiiviystilan ylläpitäminen. Koska varoventtiili on suljettu, väliaineen paine vaikuttaa venttiililautasen suurempaan pinta-alaan, mutta ennen avautumista se vaikuttaa vain pienempään, tiivistyspinnan rajoittamaan alueeseen. Siksi varoventtiilin tiivistyskyky todennäköisesti heikkenee käytön jälkeen ja menetetään. Erityisesti suorakuormitusvaikutteisen varoventtiilin takatiivisteen ratkaiseminen on vaikeampaa. Apukäyttömekanismeilla varustetuissa varoventtiileissä tämä ongelma ratkaistaan pakkotiivistyksellä.
Varoventtiilien tiiviyden vaatiminen on vaikeampaa kuin sulkuventtiileissä yleisesti käytettyjen venttiilien. Koska tiivisteiden välillä ei ole suurta voimaa, varoventtiilin läppä tarttuu venttiilin istukkaan vain muodostaen tiivistepaineen pienellä tiivistekohtaisella paineella. Tiivistyspaine määräytyy varoventtiilin asetuspaineen ja laitteen käyttöpaineen välisen eron perusteella, joka on yleensä pieni arvo (yleensä 10 % asetuspaineesta), joten varoventtiilin tiivistyspinnan koko ja pinnan karheus ovat erittäin tiukat.
Varoventtiilin tiiviysvaatimukset vaihtelevat väliaineen tai käyttöolosuhteiden mukaan. Yleisesti ottaen on vaikea saavuttaa varoventtiiliä, jossa on metalli-metalli-tiivistyspinta vuotojen välttämiseksi. Pehmeällä metalli-ei-metalli-tiivistysrakenteella varustetulla varoventtiilillä on paljon parempi tiivistyskyky.
Julkaisun aika: 02.09.2021