圧力安全バルブ: 精密キャスティング & カスタムOEMソリューション

1. 導入

圧力安全バルブは、圧力機器を保護するエンジニアリングデバイスです, 配管, そして、システムが事前に定義された安全な制限を超えたときに過剰な圧力を緩和するために自動的に開くことによって人々.

彼らは最終です, プロセス安全アーキテクチャにおけるパッシブ防御ライン: 楽器, 制御システム, アラームとオペレーターは、過圧イベントを防ぐことができないか、防止しないか, 圧力安全バルブは、確実に予測できるように作用する必要があります.

2. 圧力安全バルブとは何ですか?

あ プレッシャー 安全弁 内圧が所定の安全な制限を超えたときに、機器または配管システムから過剰な圧力を自動的に放出するように設計された自己積極的な機械装置です。.

過圧が解放されると, バルブは、システムを安全な動作条件に再クローズして復元します.

制御バルブや演算子のアクションとは異なります, 外部の電力または信号とは無関係に機能します, 壊滅的な機器の故障に対する最終的な保護手段となる.

典型的な設置には、ボイラーが含まれます, 圧力容器, 熱交換器, 貯蔵タンク, パイプライン, そしてコンプレッサー - 予期しない圧力上昇が機器に損傷を与えたり、人々や環境にリスクをもたらす可能性がある場所.

主な特長

• 自動アクティベーション: 圧力が設定された圧力に達すると、人間の介入なしに引き起こされます (通常、MAWPの100〜110％), 混乱に対する迅速な対応を確保する.
• 再食機能: 圧力が下がると自動的に閉じます 圧力を再生します (5–15％以下の圧力を設定します), 非触媒的なイベントでのシステムシャットダウンの必要性を排除します.
• フェイルセーフデザイン: 電気はありません, 油圧, または空気圧が必要です - 停電時または制御システムの故障中であっても機能します.
• フロー容量: 圧力が安全な制限を超えるのを防ぐのに十分な速度で液体を排出するように設計 (蓄積), 通常、ガスのセット圧力の10％以下、液体で20％以下 (API 520).

操作の基本原則

基本的な動作原則は、力のバランスです:

• 閉鎖力: スプリングまたはパイロットシステムによって提供されます, 通常の条件下でバルブを閉じたままにします.
• 開口部: バルブディスクまたはシートエリアに作用するシステム圧力によって生成される.

システム圧が到達すると 圧力を設定します, 開口部はスプリング力を超えています, バルブを持ち上げます.

次に、システムの圧力が下に落ちるまでバルブが流体を放電します 転がります (ブローダウン) プレッシャー, その時点で、スプリングフォースがディスクをシートに押し戻します, もう一度バルブを密封します.

3. 圧力安全バルブの種類とそれらの違い

圧力安全バルブは、それらによって広く分類できます 作動メカニズム, 応答動作, サービスの適合性.

さまざまな種類が異なる運用リスクに対処します - 突然のガスの過剰圧力から緩やかな液体の蓄積まで - 安全性と信頼性には正しい選択が重要です.

4. 材料と建設

圧力安全バルブの有効性は、その設計だけでなく、材料の選択と建設の完全性にも依存します.

一般的な材料とその適合性

材料の選択は導かれます 流体タイプ, 温度, プレッシャー, および腐食性暴露.

業界のメモ: 発電で, ステンレス鋼とCR-MO合金が高圧蒸気サービスを支配しています, オフショア産業は、より高いコストにもかかわらず、ニッケルベースの合金をますます使用しています, 長寿と安全のため.

建設要素

圧力安全バルブには通常、次のエンジニアリング部品が含まれます:

• 体: 構造強度を提供します; キャスト, 偽造, または評価に応じて精密にマシドされています.
• シートとディスク: タイトシーリング用の精密地面; 多くの場合、ステンレス鋼を硬化させたり、浸食抵抗のために星にコーティングされています.
• 春またはパイロットアセンブリ: 設定圧力を決定します; 腐食保護を備えた高強度鋼で作られています.
• ベローズ (該当する場合): 逆圧力を分離するための薄壁の合金構造.
• ボンネット: 家は湧き出て、ディスクムーブメントをガイドします; メンテナンスを簡単にアクセスできるように設計されています.

5. 圧力安全バルブの一般的な製造プロセス

圧力安全バルブの製造はaです 高精度, 安全性の高いプロセス, 堅牢な材料の取り扱いを組み合わせます, 精密加工, そして厳密なテスト.

圧力安全バルブの身体製造

の バルブ本体 圧力安全バルブのコア圧力含有コンポーネントです, そして、その製造は機械的強度を確保するために重要です, 寸法精度, 長期的な信頼性.

サイズに応じて, 圧力評価, と素材, さまざまな製造方法が採用されています.

一般的な鋳造プロセス

鍛造

• 説明: 固体金属のビレットは機械的に圧縮され、高圧下で形作られてバルブ本体を形成します.
• 利点:

• • 高強度を生成します, 鋳造よりも内部欠陥が少ない密なコンポーネント.
  • 高圧および高温アプリケーションに最適です.

• 典型的な資料: 炭素鋼, 低合金鋼.
• 考慮事項: 鍛造物は、ポートの機械加工を必要とする場合があります, スレッド, 形成後のシーリング表面.

機械加工

• 説明: CNCまたは従来の機械加工は、バルブポートの改良に使用されます, スレッド, そして重要なシーリング表面.
• 利点:

• • 適切なディスクシートシーリングのための正確な寸法と滑らかな表面を保証します.
  • 身体の特徴とアタッチメントポイントのカスタマイズを可能にします.

• 材料: 鋳造または偽造された体に適用されます; 炭素鋼と互換性があります, ステンレス鋼, および合金.
• 考慮事項: 機械加工許容値は、バルブの性能に重要です, 特にシートアライメントとスプリングアセンブリフィット.

内部コンポーネント

• ディスクとシート: 漏れた閉鎖のための精密地面; 多くの場合、ハードフェイス ステリテ または 炭化タングステン 侵食と高速流体損傷に抵抗する.
• スプリングス: 繰り返されるサイクルの下で一貫したセット圧力を維持するために冷却および熱処理. 合金選択 (Chrome-Silicon, インコネル) 動作温度に依存します.
• ガイド & ボンネット: 安定したディスクの動きと適切なスプリングアライメントを確保するために、緊密な耐性に機械加工された.
• ベローズ (該当する場合): 薄壁の合金チューブから転がったり溶接したりします; 疲労に抵抗し、春の分離を維持するためにストレスを抑えます.

表面処理

• 不動態化: ステンレス鋼の成分は、表面の不純物を除去し、腐食抵抗を強化するために化学的に処理されます.
• ハードフェイス: 座席とディスクは、侵食に抵抗し、サービスの寿命を延ばすために星または同様のコーティングを受け取ります.
• 保護コーティング: 外面は塗料を受け取る場合があります, エポキシ, または、過酷な環境での腐食を防ぐためのメッキ.

組み立て

1. サブアセンブリ: ディスク, シート, 春, ガイドコンポーネントは、制御された環境で事前に組み立てられています.
2. 最終アセンブリ: 体, ボンネット, サブアセンブリが参加します; ファスナーは仕様に合わせてトルクされます.
3. 較正: スプリング圧縮またはパイロットバルブ設定は、正しいセット圧力を確保するために調整されます.

テスト & 品質保証

• 圧力検証を設定します: 各バルブは、指定されたセット圧力で発生するリフトが発生することを確認するために、キャリブレーションされたテストベンチでテストされています.
• 漏れテスト: APIごとにシートの緊張がチェックされます 527 または同等の標準.
• 容量テスト: クリティカルなアプリケーション向け, バルブは、必要な最大フローを緩和できるようにテストされています.
• 非破壊検査 (NDT): X線撮影, 超音波, または染料浸透剤検査では、鋳物または溶接の内部欠陥を検出します.

6. 圧力安全バルブの主要な標準とコード

圧力安全バルブは、安全性の高いデバイスです, 厳格な基準とコードは設計を支配しています, 製造, テスト, 過剰圧力条件下で信頼できるパフォーマンスを確保するためのインストール.

7. 一般的な障害モードとルート原因緩和

障害メカニズムを理解することは、緩和に優先順位を付けるのに役立ちます:

• 漏れ (シートリーク): シート侵食によって引き起こされます, 外国の破片, または柔らかい座席の劣化. 緩和: 濾過, サービスごとのテフロンまたは金属シートの選択, スケジュールされたベンチテスト.
• ドリフトを設定します / 春のクリープ: スプリングは時間と温度でプリロードを失います. 緩和: 定期的な再調整, 高温スプリング材料の使用, より良い安定性のためのパイロットシステム.
• こだわり (スタックバルブ): 腐食のため, 預金, または機械的結合. 緩和: 保護コーティング, 通常のサイクリング, ステムを自由に保つためにブローダウンデバイスを使用します.
• チャタリング / 不安定: 不十分なフローパスによって引き起こされます, 不適切なサイジング, または過度の逆圧力. 緩和: サイジングを再評価します, パイロットバルブの使用, 減衰オリフィスを追加します.
• 誤った再生 (閉じません): 高い逆圧によって引き起こされます, 二相流, または破損した座席. 緩和: バランスの取れたバルブデザイン, パイロット制御調整, 座席表面を交換します.
• 不十分な容量: 間違ったサイジングの仮定のため (例えば, 点滅モードまたは予期しない障害モードを無視します). 緩和: 保守的な救援事例の定義と独立したサイジングの検証.

8. 圧力安全バルブの業界アプリケーション

圧力安全バルブは、セクター全体で遍在しています. 典型的な例:

• 油 & ガスと石油化学: セパレーターの保護, 貯蔵タンク, コンプレッサー, フレアノックアウトドラム; 多くの場合、バルブは2相フローを処理する必要があります, サワーサービスの化学物質と消防ケースのシナリオ.
• 発電 (ボイラーとタービン): 高温の義務を備えたボイラーとタービンの蒸気緩和には、金属シートと高温スプリング材料が必要です; 検査体制は、ボイラーコードによって緊密に定義されています.
• 化学およびプロセス植物: 腐食性化学物質と特別な液体には、特殊材料が必要です (デュプレックス, ニッケル合金) そして厳格なドキュメント.
• 海洋と沖合: スペースと体重の制約と生理食塩水腐食駆動腐食耐性合金とコンパクトなデザインの選択.
• 医薬品と食品: 衛生的なデザインと柔らかいシートを備えた衛生バルブが緊密なシャットオフと清潔さが最重要.

9. 他のバルブとの比較

圧力安全バルブと安全性圧力リリーフバルブはそうです 特殊な安全装置, しかし、産業システムは他のタイプのバルブも使用しています, ゲートなど, グローブ, および制御バルブ, フロー調整と分離用.

違いを理解することで、エンジニアと調達マネージャーが両方の適切なバルブを選択するのに役立ちます 運用と安全.

比較テーブル

重要な洞察

• 重要な安全性の役割: 圧力安全バルブと安全性圧力リリーフバルブの両方が フェイルセーフデバイス; ゲート, グローブ, および制御バルブは、過剰圧力保護ではなく、運用またはフロー制御の目的を果たす.
• 自動対. マニュアル: 安全装置は、オペレーターとは独立して自動的に動作します, 即時の保護を確保する.
• 精度と容量: 安全圧力リリーフバルブには、多くの場合、パイロットまたはバランスのとれたデザインが含まれます より高いセットプレッシャーの精度と容量, 特にさまざまな逆圧条件下で.
• 他のバルブとの統合: 安全装置は一緒に設置されています 制御バルブと分離バルブ, 緊急保護を維持しながら通常のプロセス操作を可能にします.

10. 結論

圧力安全バルブは機械的概念では単純ですが、安全性の中心です.

適切な選択には、保護された機器を理解する必要があります, 信頼できるリリーフシナリオ, 流体特性と関連するコード.

グッドプラクティスは、保守的な工学の仮定をカップルします, 厳格な材料と製造基準, 正しいインストールとリスク情報のテスト間隔.

デジタルテクノロジーは、バルブの健康をより目立たせ、管理しやすくしています, リスクとコストの両方を削減する状態ベースのメンテナンスを有効にします.

よくある質問

PSVをどのくらいの頻度でテストする必要がありますか?

テスト頻度は、臨界性とサービスに依存します. 多くの組織は、重要なバルブと視覚的チェックのために年次ベンチテストを実施しています四半期ごと; 低臨界バルブの間隔は長い場合があります. リスクベースのアプローチを使用します.

ガスと液体サービスに同じPSVを使用できますか?

慎重な評価なしではありません. 液体緩和には、多くの場合、2相の条件とより高い体積流が含まれます。それに応じて、バルブと入口を設計する必要があります.

PSVとリリーフバルブの違いは何ですか?

用語は地域によって異なります; 大まかに, PSVは、ガス/蒸気に使用され、液体のリリーフバルブが使用されます.

実際には、「安全バルブ」という用語はしばしば蒸気に使用される高速ポップアクションを意味します; 「リリーフバルブ」とは、比例的な開口部を意味します. 仕様の関数によって常に定義してください.

パイロット操作バルブは常により良いです?

常にではありません. パイロットは、ガス/蒸気の正確な制御と大容量を提供しますが、より複雑でコストがかかります. 小規模または単純な義務のため, 直接スプリングバルブがより良い選択になる可能性があります.