Pojistný ventil – zařízení, klasifikace a účel

Bezpečnostní požadavky na pojistné ventily instalované na nádobách pracujících pod tlakem nad 0,07 MPa 1. Obecné požadavky 1.1. Kapacita pojistných ventilů a jejich počet by měly být zvoleny tak, aby v nádobě nevznikl tlak, který by převyšoval provozní přetlak o více než 0,05 MPa (0,5 kgf/cm2) při přetlaku v nádobě do 0,3 MPa (3 kgf/cm2) včetně, o 15 % – při překročení provozního tlaku v nádobě do 6,0 MPa (60 kgf/cm2) včetně a 10% – při překročení provozního tlaku v nádobě nad 6,0 ​​MPa (60 kgf/cm2).
1.2. Nastavovací tlak pojistných ventilů se musí rovnat provoznímu tlaku v nádobě nebo jej překročit, nejvýše však o 25 %.
1.3.Zvýšení přetlaku nad pracovníky podle odstavců. 1.1 a 1.2 je třeba vzít v úvahu při výpočtu pevnosti podle GOST 14249-80.
1.4. Provedení a materiál prvků pojistného ventilu a jejich pomocných zařízení je třeba volit v závislosti na vlastnostech a provozních parametrech média.
1.5. Pojistné ventily a jejich pomocná zařízení musí vyhovovat „Pravidlům pro konstrukci a bezpečný provoz tlakových nádob“ schváleným Výborem státního technického dozoru SSSR.
1.6. Všechny pojistné ventily a jejich pomocná zařízení musí být chráněna před svévolnými změnami v jejich nastavení. 1.7. Pojistné ventily by měly být umístěny na místech přístupných pro kontrolu.
1.8. Na pevně instalovaných nádobách, u kterých je z důvodu provozních podmínek nutné uzavřít pojistný ventil, je nutné mezi pojistný ventil a nádobu instalovat třícestný přepínací ventil nebo jiná spínací zařízení, pokud v jakékoli poloze uzavíracího prvku spínacího zařízení budou oba nebo jeden z pojistných ventilů připojeny k ventilům nádob V tomto případě musí být každý pojistný ventil navržen tak, aby v nádobě nevznikl tlak, který by překračoval provozní tlak o hodnotu uvedenou v bodě 1.1. 2. Požadavky na přímo působící pojistné ventily 2.1. Na stacionárních nádobách musí být instalovány pákové pojistné ventily.
2.2. Konstrukce závaží a pružinového ventilu musí poskytovat zařízení pro kontrolu správné funkce ventilu v provozním stavu nucením k otevření během provozu nádoby. Možnost násilného otevření musí být zajištěna při tlaku rovném 80 % pH otevření. Je povoleno instalovat pojistné ventily bez zařízení pro nucené otevírání, pokud je to nepřijatelné vzhledem k vlastnostem média (jedovaté, výbušné apod.) nebo k podmínkám technologického procesu. V tomto případě by měly být pojistné ventily pravidelně kontrolovány ve lhůtách stanovených technologickými předpisy, nejméně však jednou za 6 měsíců, pokud je vyloučena možnost zamrznutí, slepení, polymerace nebo ucpání ventilu pracovním médiem.
2.3. Pružiny pojistného ventilu musí být chráněny před nepřípustným zahřátím (ochlazením) a přímým vystavením pracovnímu prostředí, pokud má škodlivý vliv na materiál pružiny. Při úplném otevření ventilu musí být vyloučena možnost vzájemného kontaktu závitů pružin.
2.4. Hmotnost břemene a délka páky pojistného ventilu zátěže páky by měla být zvolena tak, aby zátěž byla na konci páky. Poměr ramen páky by neměl překročit 10:1. Při použití závěsného závaží musí být jeho spojení trvalé. Hmotnost břemene nesmí přesáhnout 60 kg a musí být vyznačena (vyražena nebo odlita) na povrchu břemene. 3. Požadavky na pojistné ventily ovládané pomocnými zařízeními 3.1. Pojistné ventily a jejich pomocná zařízení musí být konstruovány tak, aby v případě poruchy některého ovládacího nebo regulačního prvku nebo přerušení dodávky elektrické energie byla zachována funkce ochrany nádoby před přetlakem redundancí nebo jinými opatřeními. Konstrukce ventilů musí splňovat požadavky odstavců. 2.3 a 2.5.
3.2. Konstrukce pojistného ventilu musí umožňovat jeho ruční nebo dálkové ovládání. 3.3. Elektricky ovládané pojistné ventily musí být vybaveny dvěma na sobě nezávislými zdroji energie. V elektrických obvodech, kde ztráta pomocného napájení způsobí impuls k otevření ventilu, je povoleno jediné napájení.
3.4. Konstrukce pojistného ventilu musí vyloučit možnost nepřijatelných otřesů při otevírání a zavírání.
3.5. Pokud je ovládacím prvkem pulzní ventil, pak musí být jmenovitý průměr tohoto ventilu minimálně 15 mm. Vnitřní průměr impulsního vedení (vstup a výstup) musí být minimálně 20 mm a ne menší než průměr výstupní armatury impulsního ventilu. Impulzní a regulační potrubí musí zajistit spolehlivý odvod kondenzátu. Na těchto vedeních je zakázáno instalovat uzavírací zařízení. Je přípustné instalovat spínací zařízení, pokud impulsní vedení zůstane otevřené v jakékoli poloze tohoto zařízení. 3.6 Pracovní prostředí používané k ovládání pojistných ventilů nesmí být vystaveno mrazu, koksování, polymeraci a mít korozivní účinek na kov.
3.7. Konstrukce ventilu musí zajistit jeho uzavření při tlaku minimálně 95 % pH. 4. Požadavky na vstupní a výstupní potrubí pojistných ventilů 4.1. Pojistné ventily musí být instalovány na odbočkách nebo spojovacích potrubích. Při instalaci několika pojistných ventilů na jednu odbočku (potrubí) musí být plocha průřezu odbočky (potrubí) alespoň 1,25 z celkové plochy průřezu ventilů na ní instalovaných. Při stanovení průřezu připojovacích potrubí o délce větší než 1000 mm je nutné vzít v úvahu i hodnotu jejich odporu.
4.2. V potrubí pojistného ventilu musí být zajištěna nezbytná kompenzace teplotní roztažnosti. Upevnění tělesa a potrubí pojistných ventilů musí být navrženo s ohledem na statické zatížení a dynamické síly, které vznikají při aktivaci pojistného ventilu.
4.3. Přívodní potrubí musí být po celé délce spádováno směrem k nádobě. V přívodních potrubích by se při aktivaci pojistného ventilu mělo zabránit náhlým změnám teploty stěn (tepelným šokům).
4.4. Vnitřní průměr přívodního potrubí by měl být vypočten na základě maximální kapacity pojistného ventilu. Pokles tlaku v přívodním potrubí nesmí překročit 3 % pH pojistného ventilu.
4.5. Vnitřní průměr výstupní trubky nesmí být menší než největší vnitřní průměr výstupní trubky pojistného ventilu. Zdroj: Systém standardů bezpečnosti práce. Tlakové nádoby. Bezpečnostní ventily. Bezpečnostní požadavky. GOST 12.2.085-82 (STSZV 3085-81). Omezení doby platnosti I-USZ-88 bylo zrušeno.

Pojistný ventil je speciální zařízení určené k ochraně potrubního systému, jeho prvků a zařízení k němu připojených před mechanickým poškozením v důsledku nadměrného tlaku. Může mít různá provedení a charakteristiky, pracovat s různými médii – plynná, kapalná.

Účel a konstrukce pojistných ventilů

Pojistné ventily jsou přímočinná zařízení, jejichž činnost závisí na pohybu pracovního média. Konstrukce výrobku je dána jeho typem, ale všechny slouží k ochraně potrubí před přetlakem vypouštěním přebytečných médií do atmosféry nebo kanalizačního systému. Jakmile se hodnoty tlaku ustálí ve specifikovaném rozsahu, výboj se zastaví.

Výkres pojistného ventilu

Tlak v potrubním systému se může zvýšit z vnějších nebo vnitřních důvodů:

• Vliv vnějších zdrojů tepelné energie.
• Porušení technologie pro použití připojeného zařízení, poruchy v jeho provozu.
• Problémy během instalace systému.
• Mechanické poškození potrubí atd.

Pojistné ventily jsou určeny ke stabilizaci tlaku v systému a jsou nezbytné ve všech úsecích potrubí, kde může dojít k havárii. Používají se při připojení domácích a průmyslových zařízení pracujících pod vysokým tlakem. Hlavní oblastí použití jsou topné systémy, rozvody vody a plynu, rozvody stlačeného vzduchu.

Princip činnosti pojistného ventilu

Princip činnosti pojistného ventilu je založen na činnosti pružiny, která přitlačuje cívku k sedlu. Když se tlak v systému zvýší nad nastavenou hodnotu, přitažlivá síla se sníží, cívka se posune zpět a médium se začne vypouštět přes otevřený ventil. Tím se normalizuje tlak v systému a při poklesu tlaku na přípustnou mez se uzavírací prvek opět přitlačí k sedlu.

K uzavření ventilu je nutné snížit tlak pod normální úroveň tlaku, protože k utěsnění systému je zapotřebí větší síly než k jeho udržení v provozní poloze před otevřením.

Klasifikace pojistných ventilů

Pojistné ventily se liší podle principu činnosti:

• Přímá aplikační zařízení pracující pod vlivem pracovního prostředí. Jsou univerzální a snadno se používají.
• Zpětně působící, která využívá tlakové senzory a řízenou automatiku. Jejich provoz závisí na použití externího zdroje tlaku nebo vystavení elektřině.

Podle typu zvedání uzamykacího prvku se produkty dělí na:

• Proporcionální působení, používá se pro nestlačitelná média. Jak se tlak v systému zvyšuje, ventil se postupně otevírá a rovnoměrně uvolňuje pracovní médium.
• Zapnuto vypnuto, okamžité otevření na plnou rychlost, když systém dosáhne nadměrné úrovně tlaku. Používá se při přepravě stlačitelných plynných médií.

V závislosti na typu zatížení cívky mohou být pojistné ventily:

• zatížení páky;
• jaro;
• magnetická pružina.

Existují také speciální nouzová bezpečnostní zařízení určená pro specializovaná průmyslová zařízení.

Rozdíly v designech

Konstrukce pojistných ventilů se může lišit. Existují produkty s jedním nebo dvěma sedlem umístěnými vedle sebe.

Podle výšky zdvihu se pojistné ventily dělí na:

• Nízký zdvih, ve kterém je výška zdvihu přibližně 0,05 průměru sedla. Vzhledem k jejich vlastní minimální průchodnosti se nepoužívají na průmyslových potrubích s vysokým tlakem. Mají proporcionální ovládací mechanismus.
• Plný výtahs výškou zdvihu rovnou nebo větší než je průměr sedla. Fungují na dvoupolohovém mechanismu a vyznačují se zvýšenou průchodností a složitou konstrukcí.

Výrobky s designem s plným otvorem vám umožňují rychle vypustit působivý objem pracovní tekutiny, a proto se používají ve zvláště kritických komplexech.

Pružinové ventily

Pružinové ventily se používají v domácích potrubních systémech pro zásobování vodou, plynem a vytápěním. K přitlačení cívky k sedlu slouží pružina, nastavitelná šroubem. Umožňuje nastavit tlakové limity, po jejichž překročení se ventil otevře.

Některé modely pružinových ventilů mají systém nuceného ručního otevírání pro kontrolu funkčnosti produktu. Produkty určené pro provoz v nebezpečných podmínkách prostředí však nemohou být vybaveny ručním ofukováním.

Tyto ventily se používají v různých podmínkách prostředí. Pružiny a sedla, které přicházejí do styku s agresivními kapalinami a plyny, jsou potaženy speciálními antikorozními směsmi. Těsnost tyče je zajištěna dvojitým ucpávkovým těsněním z fluoroplastu nebo pryže.

Pákové ventily

Zařízení s podobnou konstrukcí využívají gravitaci k potlačení síly tlaku. Váha břemene prochází pákou k cívce a vyrovnává ji, dokud hodnota tlaku neklesne na přípustnou hodnotu.

Pákový pojistný ventil

Instalují se v určité poloze vzhledem k horizontu (uvedeno v průvodní dokumentaci od výrobce). Nelze použít na mobilní objekty. Rozměry produktu závisí na tlaku v systému – čím je vyšší, tím větší je pákový efekt. Aby se zabránilo vibracím, používají se malé dvousedlové pojistné ventily. K nastavení takových zařízení se na páce používají speciální závaží.

Magnetické pružinové ventily

Zařízení typu magnetické pružiny mají reverzní činnost a jsou poháněna elektromagnetem. Při normálním tlaku v systému elektromagnet/silná pružina přitlačí vypínací prvek k sedlu a při nadměrném tlaku se automaticky vypne napětí na cívce. To vede k vytlačení cívky a otevření ventilu.

Existuje verze ventilu s elektromagnetem, který stlačuje a uvolňuje cívku pod tlakem v opačném směru. Když je napájení přerušeno, zařízení bude pracovat jako pružinový typ.

Hlavní výhodou takových zařízení je, že pro nastavení prahové hodnoty tlaku není potřeba fyzický přístup do systému. Reguluje se v parametrech řídicího programu.

Magnetické pružinové ventily jsou spolehlivé, snadno se používají a lze je použít ve složitých průmyslových instalacích.

Schéma a princip činnosti pojistného ventilu

Výhody použití

Pojistné ventily se používají k normalizaci tlaku v systému a jsou široce používány v různých průmyslových odvětvích. Mezi jejich výhody patří:

• Dlouhá životnost.
• Jednoduchost návrhu, připojení k potrubnímu systému a provozu.
• Široká škála provozních parametrů.
• Mnoho designových variací a provedení pro různá pracovní prostředí, včetně agresivních.
• Použití v různých klimatických podmínkách.
• Možnost instalace v horizontální nebo vertikální poloze dle typu konstrukce.

Při výběru pojistného ventilu je nutné vypočítat maximální přípustné hodnoty tlaku. K tomu potřebujete znát výkon čerpacího zařízení, objem a provozní teplotu dopravovaného média a rychlost odezvy. Vybírá se také umístění a způsob instalace na potrubí.

Technické požadavky na pojistné ventily

Výrobky tohoto typu jsou vyráběny v souladu s následujícími regulačními dokumenty:

• PB „Bezpečnostní pravidla pro nádoby a tlakové instalace“
• Americká norma pro tlakové nádoby „Boiler & Pressure Vessel Code“.
• GOST „Národní norma pro pojistné ventily“.

Navrhovat a vyrábět pojistné ventily mohou pouze společnosti, které mají příslušnou akreditaci. Na výrobu nouzových ventilů jsou kladeny zvláštní požadavky, protože jejich nesprávná činnost může vést k ohrožení průmyslové a veřejné bezpečnosti. Všechny ventily musí splňovat normy GOST a PB.

Příklad výkresu pojistného ventilu

Hlavními technickými požadavky na ventily jsou spolehlivost a spolehlivost.

• Rychlá odezva při prahové hodnotě tlaku.
• Pevné uzavření ventilu při poklesu tlaku.
• Dobrá propustnost systému.
• Vysoká těsnost.
• Bezporuchový provoz po celou záruční dobu a počet operací stanovený výrobcem.

Všechny ventily musí být pravidelně testovány na funkčnost a těsnost těsnění. Za tímto účelem jsou demontovány a kontrolovány v akreditovaných laboratořích.