介紹了一種應用歐拉臨界載荷公式設計的新型安全閥結(jié)構(gòu)特點和工作原理，論述了閥門安裝和維護方法。

1、概述

　　爆破銷式安全閥是一種非重閉式安全泄壓裝置，它避免了采用爆破片進行安全泄壓時爆破片爆破后需打開管道更換新爆破片的步驟，使操作人員免于接觸介質(zhì)，減少了人身傷害的危險。

2、爆破銷式安全閥的結(jié)構(gòu)原理

　　爆破銷式安全閥( 圖1) 的閥體和閥蓋通過螺紋支柱連接，支柱上面安裝壓板。爆破銷一端固定在芯桿上，一端被壓板上的固定螺釘固定。閥座與閥體一體，芯桿與閥座形成活塞結(jié)構(gòu)，采用O形圈進行密封。由于O形圈靜密封時在介質(zhì)力的作用下會形成自密封，所以密封效果優(yōu)良，滿足了系統(tǒng)零泄漏的要求。

　　爆破銷的預緊載荷通過調(diào)節(jié)固定螺釘設定，并傳遞給芯桿實現(xiàn)關閉狀態(tài)。當介質(zhì)壓力超過設定壓力時，由于細長壓桿( 即爆破銷) 失穩(wěn)超過臨界載荷而彎曲變形，芯桿向上打開達到快速、準確泄放壓力的目的( 圖2) 。

3、設計

　　歐拉提出的計算兩端固定細長壓桿臨界載荷的公式是

圖1 爆破銷安全閥

　　根據(jù)歐拉公式，對僅承受軸向壓縮載荷的細長壓桿而言，當實際載荷F 小于臨界載荷Fcr時，細長壓桿維持直線平衡狀態(tài)，并有抵抗側(cè)向干擾的穩(wěn)定性。當實際載荷F 大于臨界載荷Fcr時，細長壓桿達到失穩(wěn)狀態(tài)，這時細長壓桿瞬間( 動作時間約為0. 002s) 由直線平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變成彎曲變形狀態(tài)，且不可逆。這種由直線變?yōu)閺澢�的過程稱之為失穩(wěn)，也就是屈曲。當細長壓桿發(fā)生彎曲變形后，即使壓力再微小的增大也會使細長壓桿的變形顯著增加。由于細長壓桿的失穩(wěn)特性，因而特別適合要求快速開啟泄壓的場合。

圖2 爆破銷安全閥開關狀態(tài)

　　歐拉公式臨界值的確定取決于壓桿細長比和壓桿材料的力學性能，以及負載施加于兩端的形式。材料要保證均勻性，要控制爆破銷的熱處理、有效長度的直線度、直徑的圓度、兩端的同軸度、端面的垂直度及表面光潔度，以達到爆破要求的設定壓力。爆破銷的設定壓力誤差一般可控制在±5%。由于爆破銷的差壓敏感，設計時需考慮安全閥兩端的操作壓力狀態(tài)，而且因為爆破銷是暴露在外部環(huán)境中，因此還要考慮外部環(huán)境溫度和環(huán)境侵蝕。芯桿和閥座之間密封的O 形圈以及芯桿和閥蓋之間密封的O 形圈的摩擦力FT均對爆破精度有影響。

　　爆破銷安全閥與管道的連接形式可設計成螺紋連接或法蘭連接( DN3 ～ DN1 200) ，設定壓力可從0.6kPa ～300MPa。同一安全閥可根據(jù)不同的起爆壓力設計出直徑不同的爆破銷滿足用戶要求。應用爆破銷的失穩(wěn)變形這一特性，可根據(jù)具體需要設計出很多種類的爆破銷安全閥。如，可以消除背壓影響的平衡套筒活塞先導式爆破銷安全閥、在線開放式出口或封閉式出口爆破銷安全閥、雙座式爆破銷安全閥和垂直角式或傾斜直通式爆破銷安全閥。還可以在爆破銷安全閥上相關位置安裝感應式位置開關( 圖3) ，實現(xiàn)安全閥爆破泄壓信號的遠距離傳送，使工藝操作人員在中央控制室就可集中監(jiān)控多臺爆破銷安全閥的實際狀態(tài)。

圖3 安裝感應式位置開關的爆破銷安全閥

4、爆破銷式安全閥的安裝與維護

　　爆破銷安全閥安裝前需檢查確認管道是否清潔，流體流動方向是否明確，標識銘牌數(shù)據(jù)是否齊全。爆破銷的自重也會對爆破壓力產(chǎn)生影響，因而應按照設計位置( 水平、垂直及傾斜) 安裝。某些爆破銷會因差壓動作，安裝時應確保按照閥后壓力設控或保持為大氣壓力。在爆破銷爆破后需更換爆破銷時，應保證承壓設備的內(nèi)部壓力恢復至安全壓力之下，現(xiàn)場操作時可借助外力將芯桿復位，取下彎曲的爆破銷。芯桿與閥座重新關閉應具有移動自由度，不能移動復位時應檢查是否有物質(zhì)阻塞卡滯，實現(xiàn)密封后更換新的爆破銷，更換前需檢查爆破銷的標識是否和原爆破銷一致，爆破銷是否有表面劃痕、磨損、彎曲等影響爆破精度的缺陷。在系統(tǒng)已加壓運行的時候禁止更換新的爆破銷，這會導致爆破銷安全閥過早動作，傷害現(xiàn)場操作人員。更換過程應嚴格遵循安裝規(guī)范，不當安裝有時會引起爆破壓力的變化。在爆破銷安全閥正常運行期間，禁止接觸觸碰爆破銷。用戶需要更改起爆壓力時，真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.13house.cn/)認為應由生產(chǎn)廠確定新的爆破銷，不可自行更換未經(jīng)許可的爆破銷。

5、結(jié)語

　　爆破銷安全閥復位簡單，備件更換方便，泄壓精度較高，抗壓力波動好，泄放狀態(tài)易于判斷，沒有爆破殘留，可在線調(diào)整泄放壓力，生產(chǎn)成本和使用成本低。爆破銷式安全閥可以應用在大多數(shù)非重閉場合，或常規(guī)安全閥使用效果不理想的工況中，可以與其他泄壓安全裝置配合使用，也可以作為承壓容器上唯一的泄壓安全裝置使用。