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Connaissance de base des soupapes de sécurité
(1) Soupape : terme général désignant les produits mécaniques dotés de mécanismes mobiles installés sur des récipients sous pression, des équipements sous pression et des canalisations de connexion pour contrôler le débit des fluides.
(2) Le diamètre nominal d'une vanne fait référence au diamètre nominal de la canalisation au niveau du raccordement entre la vanne et la canalisation et tous les autres accessoires, exprimé en millimètres (DN).
(3) Soupape de sécurité : Il s'agit d'une vanne automatique qui peut évacuer une quantité nominale de fluide sans compter sur aucune force externe et en utilisant uniquement la force du fluide lui-même pour empêcher la pression dans le système de dépasser la valeur de sécurité prédéterminée. Une vanne qui se ferme automatiquement et empêche le fluide de continuer à s'écouler une fois la pression revenue à la normale.
(4) Pression de service P : pression de la vanne à la température du fluide utilisé.
(5) Température de fonctionnement T : La température de la vanne sous le fluide utilisé.
(6) Pression de réglage Ps : pression prédéterminée à laquelle la soupape de sécurité commence à s'ouvrir dans les conditions de fonctionnement. À cette pression, la force nécessaire pour ouvrir le disque de soupape est équilibrée avec la force nécessaire pour maintenir le disque de soupape dans le siège de soupape.
(7) Pression du dossier de siège Pr : fait référence à la pression statique à l'entrée de la vanne lorsque la pression moyenne chute à une certaine valeur après que la soupape de sécurité a atteint l'état de décharge et que le disque de la vanne entre à nouveau en contact avec le siège de la vanne, c'est-à-dire lorsque le la hauteur d'ouverture devient nulle.
(8) Différence de pression d'ouverture et de fermeture △ Pbl : La différence entre la pression de tarage de la soupape de sécurité et la pression de réenclenchement, généralement exprimée en pourcentage de la pression de tarage. Elle n'est exprimée en Mpa que lorsque la pression de tarage est très faible.
(9) Pression de refoulement Pb : pression de réglage plus surpression (la surpression fait référence à l'augmentation de la pression au-delà de la pression de réglage de la soupape de sécurité, généralement exprimée en pourcentage de la pression de réglage).
(10) Hauteur d'ouverture h : La levée réelle du disque de vanne par rapport à la position fermée.
(11) Surface du canal d'écoulement A : fait référence à la surface transversale minimale du canal d'écoulement entre l'extrémité d'entrée de la vanne et la surface d'étanchéité de l'élément de fermeture, utilisée pour calculer le déplacement théorique sans aucun effet de résistance. Le diamètre du canal correspondant à la zone du canal A est do (diamètre de la gorge).
(12) Coefficient de déplacement Kd : rapport entre le déplacement réel de la vanne et le déplacement théorique.
(13) Pression d'essai d'étanchéité Pt : pression spécifiée lors de l'essai d'étanchéité, à laquelle le taux de fuite à travers la surface d'étanchéité de l'élément de fermeture est mesuré. Généralement, 90 % de la pression réglée est considérée comme la pression d’essai d’étanchéité.
(14) Tests en usine ; Les tests de résistance de la coque, d'étanchéité et de pression d'ouverture sont effectués sur le produit avant de quitter l'usine.

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Structure de base de la soupape de sécurité
(1) Corps de soupape. (2) Siège de soupape. (3) Disque de soupape. (4) Ajustement du cercle.
(5) Printemps. (6) Tige de valve. (7) Couvercle de soupape. (8) Bouchon de valve.

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Classification des soupapes de sécurité
(1) Classées selon les fluides utilisés :
a : Soupapes de sécurité vapeur. b : Soupapes de sécurité pour air et autres gaz. c : Soupapes de sécurité pour liquides.
(2) Divisé par la pression nominale
a : Soupape de sécurité basse pression : pression nominale PN ≤ 1,6Mpa
b : Soupape de sécurité moyenne pression : pression nominale PN1,6~6,4Mpa.
c : Soupape de sécurité haute pression : pression nominale PN6,4~80,0Mpa
d : Soupape de sécurité ultra haute pression : pression nominale PN ＞ 100Mpa.

(3) Classé par température applicable :
a : Soupape de sécurité à très basse température : t ≤ -100 ℃.
b : Soupape de sécurité basse température : -100 ℃~-40 ℃.
c : Soupape de sécurité à température normale : -40 ℃ à 120 ℃.
d : Soupape de sécurité à température moyenne : 120 ℃~450 ℃.
e : Soupape de sécurité haute température : t>450 ℃.

(4) Classé par méthode de connexion :
a : soupape de sécurité à bride.
b : Soupape de sécurité à raccord vissé.
c : Soupape de sécurité de raccordement à souder.

(5) Classé par hauteur d'ouverture :
a : Soupape de sécurité à micro ouverture : La hauteur d'ouverture est comprise entre do/40 et do/20.
b : Soupape de sécurité entièrement ouverte : La hauteur d'ouverture ne doit pas être inférieure à do/4.
c : Soupape de sécurité à levée moyenne : La hauteur d'ouverture se situe entre la micro-levée et la levée complète.

(6) Classifié par forme structurelle :
a : Soupape de sécurité à levier pour marteau lourd.
b : Soupape de sécurité à ressort.
c : Soupape de sécurité de type impulsionnel (également connue sous le nom de soupape de sécurité de type pilote).
d : Soupape de sécurité à micro ouverture.
e : Soupape de sécurité complètement ouverte.
f : Soupape de sécurité entièrement fermée.
g : Soupape de sécurité semi-fermée.
h : Ouvrir la soupape de sécurité.

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Exigences de base pour les soupapes de sécurité
Les soupapes de sécurité doivent répondre aux deux exigences majeures de sécurité de fonctionnement et d'économie. Pendant le processus de fonctionnement, ils doivent obtenir une ouverture sensible, une décharge suffisante, une remise en place rapide et une étanchéité fiable.

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Exigences techniques de base pour les soupapes de sécurité
(1) Les soupapes de sécurité pour la vapeur avec une pression de réglage supérieure à 3,0 MPa ou pour l'air ou d'autres gaz avec une température du fluide supérieure à 235 ℃ doivent pouvoir empêcher le fluide déchargé d'éroder directement le ressort.
(2) Les soupapes de sécurité vapeur doivent être équipées d'une clé. Lorsque la pression moyenne atteint 75 % ou plus de la pression réglée, le disque de la vanne peut être soulevé à l'aide de la clé, et la clé ne doit pas gêner l'action de la vanne.
(3) Des soupapes de sécurité fermées doivent être utilisées pour les fluides toxiques ou inflammables, et les fuites au niveau du couvercle de soupape et du joint du couvercle de protection doivent être évitées.
(4) Pour empêcher le mécanisme de réglage de la compression du ressort de se desserrer et pour modifier arbitrairement la pression réglée, un dispositif anti-desserrage doit être installé et un plombage doit être ajouté.
(5) Le siège de vanne doit être fixé sur le corps de vanne et non desserré. Les soupapes de sécurité complètement ouvertes doivent être équipées d'un mécanisme permettant de limiter la hauteur d'ouverture.
(6) Même si la soupape de sécurité est partiellement endommagée, elle doit toujours pouvoir atteindre la cylindrée nominale. Lorsque le ressort est endommagé, des pièces telles que le disque de vanne ne s'envolent pas du corps de vanne.
(7) Pour les soupapes de sécurité avec contre-pression supplémentaire, il convient de mettre en place un mécanisme d'équilibrage de la contre-pression en fonction de l'ampleur et de la variation de leur pression.
(8) Pour les soupapes de sécurité pilotées, les essais d'étanchéité et d'ouverture doivent être effectués séparément sur la soupape pilote et la soupape principale, qui doivent toutes deux répondre aux exigences de performance spécifiées dans la norme.

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Le principe de fonctionnement des soupapes de sécurité
La force de précharge du ressort Fd agissant vers le bas sur le disque de la vanne est en partie utilisée pour résister à la force moyenne Po S. L'autre partie génère une force de compression mutuelle f entre les joints de la vanne. À mesure que la pression moyenne augmente, la force de compression mutuelle entre les joints diminue. Lorsque la pression moyenne atteint la pression d'ouverture Ps, la force de compression mutuelle est nulle et la soupape de sécurité s'ouvre. A cet instant, Fd=Ps.S.

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Normes relatives aux soupapes de sécurité
En raison de l'importance des soupapes de sécurité, les pays du monde entier ont établi de nombreuses normes et réglementations pertinentes pour la conception et la fabrication des soupapes de sécurité. Les premières normes sur les soupapes de sécurité dans notre pays faisaient principalement référence aux normes sur les soupapes de sécurité de l'ex-Union soviétique. Les normes actuellement utilisées en matière de soupapes de sécurité comprennent :
GB/T12241 (Exigences générales pour les soupapes de sécurité) GB/T12242 (Méthodes d'essai de performance pour les soupapes de sécurité)
GB/T12243 (Soupape de sécurité à ressort à charge directe) ZB-J98-013 (Conditions techniques pour les soupapes de sécurité des centrales électriques)
API520/API526/API527 (Norme américaine)

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Étalonnage et maintenance des soupapes de sécurité
Pour inspecter de manière exhaustive les indicateurs de performance technique des soupapes de sécurité, un test de performance complet doit être effectué. L'exigence la plus fondamentale pour le test est d'avoir des conditions de fonctionnement réelles, dépassant même les conditions de fonctionnement réelles. En plus des récipients et autres équipements à haute température et haute pression, ce dispositif expérimental doit également disposer d'instruments de mesure rapides pour divers paramètres et garantir un débit élevé de source de vapeur à haute température et haute pression, ce qui est coûteux.
La vérification fait partie des tests des soupapes de sécurité et constitue l'élément principal des tests en usine. Avant de quitter l'usine, une table d'étalonnage des soupapes de sécurité à température ambiante est généralement utilisée pour régler la pression d'ouverture du milieu aérien et effectuer un test d'étanchéité. La table d'étalonnage de la température ambiante de la soupape de sécurité ne peut effectuer que le réglage de la pression d'ouverture et le test d'étanchéité.

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Dans quelles circonstances les soupapes de sécurité doivent-elles être étalonnées
1) Avant un stockage de longue durée ou avant la première utilisation.
2) Vérification régulière.
3) Vannes gravement endommagées et corrodées.
4) Vanne avec plaque signalétique manquante.
5) Vannes dont les plombages sont endommagés.

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L'importance et la méthode de réglage de la pression de réinsertion
La pression de réinsertion définie par la norme nationale fait référence à la pression statique à l'entrée de la vanne lorsque la pression du fluide chute à une certaine valeur après que la soupape de sécurité ait atteint l'état de décharge et que le disque de la vanne entre en contact le siège de soupape à nouveau, c'est-à-dire que la hauteur d'ouverture devient nulle. Si la pression de réinstallation est trop faible ou trop élevée, ce n'est pas bon. S'il est trop faible, cela entraînera une perte de fluide et d'énergie. S'il est trop élevé, il n'atteindra pas la quantité de décharge, provoquant un saut de fréquence de la vanne. Le principe est d'essayer d'augmenter la pression de réinsertion autant que possible pour réduire la perte de fluide et d'énergie lorsque la quantité de décharge peut être atteinte.
La pression de réinstallation est ajustée via la bague de réglage et le principe de réglage est basé sur le principe du jeu. Plus le jeu est petit, plus la résistance pendant la pulvérisation est grande et plus la force pour soutenir le noyau de valve vers l'abaissement est grande, ce qui le rend moins susceptible de se réinstaller. À l’inverse, plus le jeu est grand, plus il est facile pour le corps de valve de retomber et plus la pression de réinsertion est élevée.
Pour les soupapes de sécurité avec seulement un anneau de régulation vers le bas, si l'anneau de régulation est vers le haut, la pression de réinsertion diminuera, et si l'anneau de régulation est vers le bas, la pression de réinsertion augmentera ; Pour les soupapes de sécurité avec anneaux de régulation haut et bas, la distance entre les anneaux de régulation haut et bas diminue, la pression de réinsertion diminue, la distance entre les anneaux de régulation haut et bas augmente et la pression de réinsertion augmente.

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Méthodes de vérification et leurs avantages et inconvénients
Il existe deux méthodes d'étalonnage des soupapes de sécurité : l'étalonnage sur site (étalonnage en ligne) et l'étalonnage sur banc d'étalonnage. Si les conditions le permettent, l'étalonnage sur site doit être effectué autant que possible car il est plus adapté aux conditions de fonctionnement réelles et donc plus fiable.
Les avantages de la vérification sur site : elle facilite la vérification des soupapes de sécurité soudées, peut mesurer la pression de réinsertion et mesure avec précision.
L'inconvénient est que le temps d'étalonnage est long, que le système doit être boosté à plusieurs reprises, ce qui n'est ni économique ni dangereux, et que les tests d'étanchéité ne peuvent pas être effectués.

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Avantages et inconvénients du tableau d'étalonnage de la température ambiante des soupapes de sécurité :
a. Résolvez le réglage et la détection des fuites des soupapes de sécurité dans des milieux à température normale et des températures de fonctionnement inférieures à 250 ℃.
b. La détermination d'une petite plage d'erreur pour la pression d'ouverture de la soupape de sécurité permet de gagner du temps de réglage pour les soupapes de sécurité nouvellement installées, de réduire l'intensité du travail, de réduire la consommation d'énergie et de réduire les risques de travail.
c. Il y a une erreur entre la température de fonctionnement et la température ambiante (le ressort devient mou à haute température) et la pression de réinsertion ne peut pas être vérifiée.

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Milieu utilisé pour l'étalonnage de la température ambiante
L'étalonnage normal de la température utilise généralement de l'air, de l'azote et de l'eau (pour des pressions supérieures à 20 Mpa). L'oxygène, l'hydrogène, l'acétylène et d'autres fluides inflammables, combustibles ou toxiques et nocifs ne peuvent pas être utilisés comme sources de fluide pour l'étalonnage. Le kérosène, l'essence, le diesel, etc. ne peuvent pas être utilisés comme sources moyennes. Bien que le dioxyde de carbone soit non toxique et ininflammable, il a tendance à geler et à bloquer les pipelines.

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Principe d'étalonnage des soupapes de sécurité
Faites passer le fluide sous pression dans l'entrée de la soupape de sécurité vérifiée, attendez que la pression du fluide monte jusqu'à l'état ouvert de la soupape de sécurité, mesurez la pression à ce moment et ajustez-la à la valeur d'ouverture spécifiée pour terminer la vérification de la pression d'ouverture. Ensuite, lorsque la pression chute à la valeur spécifiée (90 % de la pression d'ouverture), utilisez un manomètre d'observation ou une autre méthode légale pour vérifier les fuites de fluide, c'est-à-dire la vérification de l'étanchéité.

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Réparation des soupapes de sécurité
La réparation des soupapes de sécurité implique principalement la réparation de la surface d'étanchéité de la soupape de sécurité, il existe donc des exigences élevées concernant le matériau de la surface d'étanchéité de la soupape de sécurité. Les exigences de base sont les suivantes : haute résistance, capable de résister à une pression d'étanchéité élevée : certaine ténacité aux chocs, capable de résister à l'impact du noyau de valve qui revient rapidement sur son siège : haute dureté, capable de résister à une érosion moyenne : ne peut pas rouiller, sinon il rouillera. fuir rapidement : doit être résistant aux températures élevées, peut convenir à la vapeur et à d'autres supports, et ne pas devenir mou à haute température : doit être résistant à la corrosion, peut résister à l'érosion acide et alcaline.
Les principales formes d'étanchéité dure pour les soupapes de sécurité comprennent l'étanchéité plate, l'étanchéité conique, l'étanchéité sphérique, etc. La plus couramment utilisée est l'étanchéité plate.

(1) Réparation de la surface d'étanchéité de la soupape de sécurité
Il existe deux types de surfaces d'étanchéité pour les soupapes de sécurité : métalliques et non métalliques. Les joints non métalliques sont généralement utilisés pour les fluides à température ambiante, tandis que les joints métalliques sont principalement utilisés pour les fluides à haute température et haute pression. Une fois que la surface d'étanchéité des matériaux non métalliques est endommagée, la bague d'incrustation (bague d'étanchéité) est généralement retirée et remplacée. Il ne peut pas être retiré ou il n'y a pas de pièces de rechange et ne peut être usiné que par tournage. Lorsque la surface d'étanchéité métallique n'est pas gravement endommagée, un meulage est utilisé. Le broyage est divisé en broyage grossier et broyage fin. Le siège de soupape et le noyau de soupape doivent être meulés séparément à l'aide d'un outil de meulage plat et ne peuvent pas être meulés l'un contre l'autre, car des rainures et des rainures apparaissent après le meulage et des fuites se produisent une fois ouvertes et réinstallées.
(2) Outils et matériaux de meulage
Outil de meulage : Plaque de meulage :
a. Fonte (utilisée pour le meulage grossier).
b. Alliage dur (utilisé pour le meulage fin).
Tête de meulage (utilisée pour meuler les sièges de soupapes).
Abrasifs : oxyde de chrome, corindon blanc, 280#, 360#, 600#, W4, W2.5, W1.5.
Agents de broyage : acide oléique, huile moteur, huile végétale, saindoux.
(3) Meulage de la surface d'étanchéité
Le meulage est l'application d'outils de meulage et d'abrasifs. Une fois que les abrasifs exercent une certaine pression sur l'outil de meulage, ils effectuent un micro-meulage sur la surface de travail pour éliminer une couche extrêmement fine de métal sur la surface de la pièce, ce qui entraîne un niveau élevé de planéité et de douceur de la surface. Ce processus est appelé broyage.
Le principe du broyage ; Lors du meulage, l'abrasif ajouté à l'outil de meulage est partiellement incorporé dans l'outil de meulage après avoir été soumis à une certaine pression de la part de la pièce à usiner et de l'outil de meulage. Lorsque l'outil de meulage subit un mouvement relatif complexe avec la pièce, l'abrasif glisse et roule entre la pièce et l'outil de meulage, générant une coupe et une pression, provoquant l'élimination d'une couche de pics convexes de la surface de la pièce. En même temps, l'agent de broyage agit chimiquement et forme rapidement un film d'oxyde.
(4) Ce qui doit être inclus sur la plaque signalétique métallique de la soupape de sécurité
1) Modèle et spécifications (diamètre).
2) Niveau de pression.
3) Diamètre du canal.
4) Pression nominale.
5) Utilisez la température et le milieu.
6) Coefficient de déplacement nominal.
7) Numéro d’approbation du fabricant et de la fabrication.
8) Année/mois d’usine.
9) Numéro de produit.
10) Marque de qualification d'inspection.
11) Pression d'ouverture.
(5) Caractéristiques et précautions de l'étalonnage haute tension
1) Le son est fort lorsque la soupape de sécurité haute pression est ouverte, en particulier pour les grands diamètres.
2) L'ouverture de la soupape de sécurité haute pression provoque des vibrations importantes.
3) Une fois ouvert, il y a une forte force de recul, donc le matériau au niveau de la connexion de la bride est bon.
4) Le réglage du ressort ne peut pas être très important, seuls des réglages mineurs peuvent être effectués (le ressort de la soupape de sécurité haute pression est plus épais).
5) Les soupapes de sécurité haute pression sont souvent à haute température et haute pression, et il peut y avoir des erreurs entre l'étalonnage normal de la température et les conditions de travail (les ressorts sont plus mous à haute température).
6) Le débit d'air et le débit d'eau vérifiés doivent être filtrés.