安全阀是一种安全保护用阀，它通过向系统外排放介质来防止管路或设备内介质压力超过规定数值。安全阀属于自动阀类，常用于锅炉、高压容器或管路，防止压力过高可能引起的爆炸事故。安全阀主要有先导式和直动式。本文主要介绍先导式安全阀的基本操作。

先导式安全阀是一种由主阀与一个称为先导阀的自力式辅助安全阀相结合，并由后者控制开启和关闭的安全阀。先导式安全阀可以按照流动式或非流动式分类，也可以按照突跳式和调制式分类。有关这些先导类型的说明，请参见图 1 和图 2。

图 1：突跳式先导安全阀。

图 2：调制式先导安全阀。

先导式安全阀的操作基础知识先导阀由取压系统压强来驱动，并使用系统压强来控制主阀阀瓣的闭合力。增加系统压强会导致闭合力增加，直至系统压强驱动先导阀打开。当压强达到指定的设定点，工艺介质通过主阀排放。

突跳式先导安全阀使用突跳式先导配置会让主阀阀瓣从关闭位置 "突跳"至 100% 开启。当系统从超压状态恢复到正常状态时，由于介质通过先导阀流到阀瓣顶部（主阀上腔），主阀阀瓣将重新回落到密封位置。

如图 3 所示，主阀入口的系统压强通过相互连接的管路，由先导阀输送到主阀上腔。这使得阀瓣顶部的压强与主阀阀座（底部）的入口压强相等。由于阀瓣顶部的面积大于阀瓣密封面的面积，面积差会产生一个向下的净压力，使主阀保持紧闭状态。

图 3：主阀关闭（正常位置）。

图 4 显示，随着入口压力的增加，先导阀活塞上升并将主阀入口介质与主阀上腔隔开。先导阀同时打开排气口，将主阀上腔介质排放。

图 4：导阀打开（泄放位置）。

当主阀阀瓣上方压力负荷被移除时，进口处流体向上的压力超过阀瓣上方的向下的压力，主阀阀瓣便可脱离阀座。阀门打开，以释放系统压力。

图 5：主阀排放。

当主阀排放，将入口压力降低到先导阀关闭压力时，导阀活塞关闭排气孔。与此同时，先导阀的进气气路重新打开。主阀入口介质再次进入主阀阀瓣上腔。当主阀上腔压强与入口压强相等时，由于活塞上下面积差，产生的向下的力来关闭主阀。

调制式先导阀调制式先导阀操作与突跳式先导阀操作非常相似，但增加了将一定比例的系统压力保持在主阀阀瓣上方的能力，从而产生调制作用。系统压力升高到整定压力后会导致通过先导阀排气而降低关闭力。工艺介质通过主阀排出，即为压力于指定的设定点开始泄放。但是，主阀阀瓣的实际开高是基于系统的超压情况，而不是瞬间 "突跳 "到 100% 的开启位置。这种 "调节 "作用可减少介质损失和排放，从而提高运行效率。

图 6 说明了主阀入口的系统压力是如何通过相互连接的管路由先导阀输送到主阀上腔的。这使得活塞顶部的压强与阀座（底部）的入口压强相等。由于活塞顶部的面积大于阀座密封的面积，面积差会产生一个向下的净压力，使主阀保持紧闭状态。

图 6：主阀关闭（正常位置）。

图 7 显示，随着入口压力的增加，导阀活塞移动并将主阀入口与主阀上腔的气路关闭。导阀活塞同时打开排气孔，将主阀上腔的介质释放到调节器活塞的底部。调节器活塞上下面积不同，顶部面积较小。该活塞顶部始终承受主阀入口压力。当主阀上腔压力作用在调节器活塞底部时，会产生一个向上的净力。这是由于两个压强相等（在这一点上），且下部区域大于上部区域。在调节器将上腔的一些介质释放后，调节器活塞顶部的入口压力将其移动到关闭位置。此时主阀上腔内仍有一定的介质。该压强由调节器中的上下面积差控制。由于主阀上腔压力尚未降至大气压力，因此主阀在整定压力时仅部分打开。调节器活塞将保持关闭状态，直到主阀阀瓣因入口压力增加而被迫升高。在此过程中，调节器活塞可根据需要进一步释放主阀上腔的压力，以便在 10% 超压范围内达到所需的开高。

图 7：调节位置。

随着入口压力的进一步增加，主阀上的净上升力也会增加，从而使主阀释放更多压力。阀瓣在超过整定压力的 10% 范围内获得全开高（全排量）。(参见图 8）。

图 8：主阀全开。

当阀门泄放，将入口压力降低到先导阀预设的关闭压力时，导阀活塞关闭排气孔。与此同时，导阀的进气气路重新打开。主阀入口压力再次进入主阀上腔。当主阀上腔压力与入口压力相等时，活塞压差产生的向下的力关闭主阀。

先导式安全阀与弹簧式安全阀的优势比较与弹簧式 SRV 相比，先导式 SRV 有许多优点。以下是值得注意的几个方面：

• 先导式安全阀的主阀和先导阀最高可以在整定压力98%的时候密封。即使在最苛刻的高压应用中，这也能确保正常工作条件下的零泄漏。

• 与弹簧式安全阀相比，先导式安全阀具有更大的阀座密封力，使其成为在较高运行压力下保持密封的理想解决方案。接近最大允许工作压力 (MAWP) 运行有助于保持系统最佳运行。

• 与具有类似阀门尺寸的标准孔径相比，全通径先导式安全阀能够提供更大的排量。由于管道尺寸减小，这种独特的产品使客户能够节省阀门成本和相关管路投资。

• 在超压时，调制式先导安全阀允许阀门排放所需要的排量，而不是阀门的额定排量。这使得用户可以在管路损失计算中使用系统所需的流量而不是阀门额定流量，从而减少入口管路压力损失，来从中获益。

• 现场测试接口允许现场操作员对先导式安全阀进行功能测试，同时先导式安全阀安装在管线上并持续保护系统免受意外超压事件的影响。

• 双导阀选项让用户减少计划外停车维修，或更换离线阀门时，使用备用导阀继续其系统。这使得服务技术人员能够按计划的时间表进行服务和维修。

• 先导式安全阀的独特设计通过互连管路将导阀连接到主阀，并且可以安装不同的附件。这包括手动泄放阀、过滤器、防回流器、压差开关、先导阀起跳测试仪、导阀远距离安装等。

先导式 SRV 相对于弹簧加载 SRV 的局限性正如我们所看到的，先导式 SRV 相对于弹簧加载的 SRV 有一些优点，但也有一些限制需要考虑。根据介质脏污的严重程度，可以安装具有不同容量、不同类型的过滤器，也可以安装脏污介质选项配件，以将肮脏的工艺介质与调节器、主阀上腔、导阀排放口和进气气路等关键阀门部件隔离。然而，对于严重脏污的工作环境（互连管路可能发生堵塞），先导式SRV可能不是最佳选择。

先导式 SRV 的运行方式是让系统压力花费一些时间从主阀入口通过管路进入到主阀上腔。在新工厂开车启动期间，当系统压力具有极快的上升速率时，主阀上腔压力可能无法与相同的入口压力相同，从而导致关闭力不足。因此，来自主阀入口的系统压力将推动主阀阀瓣抬升并开始泄漏。主阀上腔在设计时额外添加了弹簧提供下压力，可以在主阀上腔区域内增加额外的压力以关闭主阀阀瓣，同时为系统压力提升留出时间。如果这些补救措施不可行或不经济，则弹簧式安全阀将是压力提升过快应用中的更好选择。

常见行业和应用就像弹簧式安全阀一样，先导式 SRV 广泛应用于许多行业。使用这些阀门的常见行业包括发电、炼油/石化、化工、石油和天然气的中游、石油和天然气的上游以及纸浆和造纸。先导式安全阀的一些独特应用包括高压应用、减少高运行压力应用中的排放、海上钻井和深井应用中的井口平台，以及任何空气/气体、液体、蒸汽、两相流或多工况应用。
（本文曾发布在Valve Magazine by Gardner Business Media和《控制阀信息》杂志。）

　　1）统一线膨胀减小双座阀泄漏量法

　　双座阀在常温试验时,泄漏量不太大.可是,一投入高温使用泄漏量猛增.这是因为双座固定在阀体上的阀座密封面的线性膨胀与阀芯双密封面的线性膨胀不一所致.如一个DN50的双座阀,阀芯为不锈钢,阀体为碳钢,在室温70°F的温度中使用时,阀座密封面与阀芯密封面线膨胀差0.06mm,使泄漏量增加可达10倍以上。解决办法：　

　　① 选用阀体与阀芯均用同种材质的，即不锈钢阀。但不锈钢阀比碳钢阀价格高了3倍以上。从经济上讲；应这样考虑；　

　　② 选用套筒阀代之，因密封面在套筒上，套筒与阀塞是同种材料。

　　2）阀座密封焊法　

　　当温度高达750°F时，螺纹连接的阀座在与阀体连接的密封面和螺纹处引起泄漏，并能将螺纹冲蚀，产生阀座掉落的危险，遇到这种故障，应想到对阀座进行密封焊，以防止松动和脱落。

　　3）衬套定位搭焊法　　

　　作为对阀芯、阀塞，阀杆导向的衬套，绝大部分场合是静配合。调节阀在室内组合，在高、低温下工作，因线膨胀不一而造成配合直径产生微小变化，衬套的配合偶尔会遇到过盈量最小，或衬套与阀芯因异物卡住在阀芯运动的拉动下，衬套会脱落。这种故障并不多，却时有发生。对此，可对衬套进行定位搭焊，以保证衬套永不脱落。

　　4）增大衬套导向间隙法　

　　在高低温下，当轴径与衬套内孔径的线膨胀不一，且轴的膨胀大于衬套内孔的膨胀时，轴的运动或转动将产生卡跳现象，如高温蝶阀。如果这时阀的实际工作温度又符合阀的工作温度要求时，可能就是制造厂的质量问题。对解决问题来讲，自然是增加导向间隙。简单的办法是把导向部位的轴径车小0.2～0.5mm，并应尽量提高其光洁度。

　　5）填料背对背安装法　

　　对深冻低温阀，在冷却时因管线内形成真空，若从填料处向阀体内泄时，可将双层填料的上层或填料的一部分改为背对背安装，来阻止大气通过阀杆密封处内泄。

　　气动切断球阀采用高精度气动执行器及高品质球阀组成，属于气动开关球阀。气动切断球阀密封性能优良，流通能力大，结构简单，使用寿命长，便于维修。气动切断球阀配用的执行机构具结构简单，紧凑，性能卓越，输出力矩大等特点。

　　气动开关球阀亦配行程限位开关、电磁阀、减压阀及0.4-0.7MPa气源可实现开 关操作，并送出二对无源触点信号指示阀门的开关。执行器分单作用和双作用两种型号。单作用式的独特优点是一旦动力源发生故障，气动开关球阀将按控制系统的要求自动处于开启或关闭的位置。

　　电动蝶阀有开关型和智能型二种，蝶阀与DSR执行机构配套，输入控制信号（4~20mADC或1~5VDC）及单相电源即可控制运转，具有功能强、体积小、轻便宜人，性能可靠、配套简单、流通能力大，特别是适合于介质是粘稠、含颗粒、纤维性质的场合。目前该阀门广泛应用于食品、环保、轻工、石油、造纸、化工、教学和科研设备、电力等行业的工业自动控制系统中。

　　一、阀体（电动蝶阀资料）

　　公称通径：50-1200mm　

　　公称压力：PN1.0，1.6，2.5MPa　　

　　连接形式：法兰式按JB/T78-59JB79-59对夹式法兰连接　

　　材料：HT200ZG25IZG1Cr18Ni9　　

　　ZG0Cr17Ni12Mo2衬四氟金属硬密封　

　　介质温度：常温型：-20oC～+200oC散热型：-40oC～+450oC　

　　二、阀内组件（电动蝶阀资料）

　　阀芯形式：阀板　

　　流量特性：直线特性或等百分比特性　　

　　材料：HT200ZG25I1Cr18Ni9Ti衬橡胶衬四氟乙烯　

　　三、执行机构（电动蝶阀资料）

　　类型：可选用QS系列、3810、DSR系列电子式角行程执行机构。

　　气动球阀球体是由旋塞阀转变而来的，它的球心为旋转90°的动作，球体绕阀体中心线作旋转来达到开启，有圆形通孔或通道通过其轴线。当球心旋转到90°时阀门处于紧闭状态，当执行器工作时，只需很小的转动力矩就能将阀门关紧严密，从而可达到快速截断切断的原理。 

　　气动球阀主用应用在快速切断、分配和改变介质的流动管道中。气动球阀它启闭迅速、适合大小口径使用。采用V型球体可准确的调节介质流量。气动球阀结构有两种区分，一种是O型球芯，O型球阀阀芯为浮动式精密铸件，流道口与管道口径相同，主要是作为截断开关使用。另一种是V型球芯，它采用固定式结构，球芯上带有V型切口，在执行器上加装定位器后实现对含纤维、颗粒状介质比例调节。 

　　气动球阀简介：

　　气动球阀是由球体配备气动执行器，替代人工的新型产品，气动球阀的执行器工作带动阀体能快速的启闭，速度可达到秒内切断的效果。气动球阀主要分为单作用、双作用、调节型三种，在气动头上配备附件如：三联件、定位器、限位开关等，可作为节流调节流量使用。同时加配控制箱，就可在远距离的控制室内进行开关控制。

　　气动球阀如今已经替代了很多传统的手动产品，不仅节省了大量的人力物力，而且可同时对多台多项目进行控制。气动球阀的结构相对简单、维修方便、相对安全性高，选用上等材料使用得当，使用寿命可达100万次。 

　　气动球阀技术参数：

　　通经口径：DN15-300、IN''-12''；

　　阀体压力：1.6-10mpa、150LB-900LB；

　　球阀温度：软-20℃-350℃、硬-29℃-580℃；

　　设计标准：GB/T12237-1989、DIN3357/1、2:API608；

　　法兰尺寸：GB/T9113.1、JB/T79、DIN3202、IS B2002、ASME B16.10；

　　气缸形式：双作用、单作用（弹簧复位式）；

　　气源压力：双作用4～8bar、单作用5～8bar；

　　连接方式：螺纹、法兰、对夹式；

　　阀体材料：WCB、CF8、CF8M、PVC；

　　密封材质：PTFE、PPL；

　　介质范围：水、油、气、粉末，有机溶剂、腐蚀性液体等；

　　应用行业：水处理、空气处理、冶金、天然气、油品、化工行业、造纸、印染等。 

　　执行器附件选项：

　　手轮机构：无气压时，可实现手动开、关阀；

　　回讯器：也叫限位开关，远程反馈开关信号(防爆)；

　　三联件：可对气源稳压、过滤、气缸加润滑油；

　　定位器：输入4～20mA信号，实现对球阀调节的功能；

　　电磁阀：双作用选二位五通、单作用选二位三通(防爆)； 

　　气动球阀分类：

　　气动球阀主要分为：气动浮动球阀、气动固定球阀、气动O型球阀、气动V型球阀、气动偏心半球阀、气动切断阀、气动三通球阀、气动四通球阀、气动对夹式球阀、气动液压球阀、气动塑料球阀。