安全阀文献综述

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1、安全阀文献综述安全阀文献综述 国内在安全阀方面的研究始于 20 世纪 80 年代初， 研究内容主要集中在安全 阀的动作特性上，也取得了一定的成果。但总体上来说，研究深度还不够，尤其 在安全阀内部流动方面，涉及甚少。 国外对安全阀的新一轮研究开始于 20 世纪 70 年代末。20 世纪 80 年代初， 国外进行了新一轮研究。Maryland 大学的 Sallet 教授进行了可压缩流、不可压缩 流和两相流的流量试验。 分别通过对二维和三维流场试验模型所得到的试验数据 进行对比，并发现两种模型所反映出的定性趋势。从 90 年代后期开始，CFD 技 术的迅猛发展，使得相关工业用阀的 CFD 研究也得到

2、了发展。 尽管安全阀技术在我国的应用历史较长，但其发展却比较缓慢。主要原因是 把主要精力放在对国外定型技术的个别引进和对其产品的仿制上， 忽视了技术研 究与开发工作。至今国内对于安全阀开启过程的研究工作刚刚展开；有关升力的 数值模拟研究与实验数据的结果还存在较大的偏差。总体上来说，国内在安全阀 这些基础研究方面的研究深度和广度都远远落后于国外。 1.国内安全阀文献摘要国内安全阀文献摘要 从近 5 年的文献报告来看， 目前国内的研究团队主要集中于企业和某些高校。 企业的研究侧重于安全阀的实际运作性能，结构改进，稳定性研究，故障解决方 法等，对于纯理论上的研究较少；而高校对于安全阀的研究主要是硕士

3、博士课题 的研究，研究内容大多是理论上的探索，以数值模拟仿真研究居多。 本文将 2012 至 2016 年安全阀相关文献筛选整理，将精选出的 35 国内文献 分类整理，分为五个研究方向，分别为：安全阀力学研究、结构设计、密封性研 究、流场特性研究和校验与故障分析。 1.1 安全阀力学研究安全阀力学研究 华南理工大学硕士戴芳芳在 2012 年通过实验和模拟计算实现了对安全阀反 冲效应的定量计算1，同时得到了反冲力与关键结构参数之间的关系，可通过改 变它们来控制反冲效应的大小，为安全阀安全、合理使用提供指导。 上海发电设备成套设计研究院周昭伟 2013 年对一开式排放安全阀管系实例 采用等效静力法

4、的静动态特性计算、分析和对比，获得安全阀管系的受力、应力 和位移数据2。计算结果分析表明：等效静力分析法计算的结果准确度受动载荷 系数影响很大，且容易忽略非激振力作用方向所产生的一些振型，最终导致整个 管系的应力计算不合理； 响应谱分析法主要是基于已获得的响应谱曲线而进行的 一种计算方法，在计算精度上要比等效静力法高得多，但计算结果偏于安全；时 程分析法是采用时间积分的方法完整地反应出管系振动的全过程，计算精度高， 但是计算量非常大。 穆棱市电站阀门有限责任公司张乃波，刘德鑫，王泽清 2013 年分析了阀门 在全开时阀瓣各个断面上的提升力以及介质温度对阀门提升力的影响3。给出了 弹簧式安全阀的

5、启闭压差结构特性与介质温度相关的推导与计算方法及其结果。 通过计算其结果，证明介质温度变化是不可忽视的因素，比容的变化给相关参数 带来变化。 中国联合工程公司孙培峰，中国华电集团公司蒋志强结合实际工程，对安全 阀排汽管道的各个水力计算公式进行验证计算4，比较按照不同公式计算得到的 安全阀排汽量和排汽反力，得出结论。推荐工程计算中适用的安全阀排汽反力的 简便计算公式为： F = 1.02Gi0 1914298或F = 129WkT/M(k +1) + 0.1AP 式中：F-安全阀的排汽反力/N；G-安全阀最大排汽量/（kg/s） ；i0-安全阀入口蒸 汽焓/（j/kg） ；W-气体或者蒸汽流量/

6、kg/s；k-绝热指数；T-排放蒸汽出口温度/K； M-流体分子量/N；A-泄放管出口面积/mm2；P-泄放口压力/100kPa。 华东理工大学硕士周述兵 2014 年釆用有限元模拟和中子衍射测量技术、三 坐标仪测量技术对冲击速度和次数对安全阀阀座的应力分布和塑性变形的影响 进行了研究5，发现当阀瓣与阀座接触时速度为 3m/s 进行 4-10 次的预冲击能将 安全阀阀座原有的残余拉伸应力降到最低，有利于安全阀服役寿命提高，同时发 现 600 次回座冲击下，密封面及阀座的塑性变形可以忽略，对安全阀密封性能和 整定压力的影响可以不计。据此，提出采用预冲击改善安全阀阀座结构完整性的 设想和原则。 沈阳陆正重工集团有限公司岳志刚，蔡红梅，刘忠萍，姜明洲 2014 年介绍了安 全阀的开启压力、排放压力与容器的工作压力、超压限度之间的关系6；概括了 超压限度的含义；指出采用最高允许工作压力作为超压起始压力的好处；提出气 密性试验时，确定安全阀的开启压力应采取的方法。 华南理工大学硕士姚远 2015 年利用阀芯传感器专利技术进行在线试验检测， 获得上下阀瓣压力、升力等数