שסתום בטיחות הוא שסתום המשמש להגנה על ציוד ומערכות מפני לחץ מופרז, ועקרון פעולתו וסוגיו הם כדלקמן:
1. עקרון הפעולה
עקרון הפעולה של שסתום בטיחות מבוסס על האיזון בין כוח הקפיץ ולחץ הנוזל. כאשר לחץ הנוזל במערכת חורג ממגבלת הלחץ שנקבע, שסתום הבטיחות נפתח אוטומטית כדי לשחרר חלק מהלחץ כדי לשמור על פעולה בטוחה של המערכת. ברגע שהלחץ יורד לטווח המתאים, שסתום הבטיחות ייסגר אוטומטית ויחזור לפעולה רגילה.
2. סוגים
- שסתום בטיחות קפיץ: הפתיחה והסגירה של השסתום נשלטת על ידי כוח הקפיץ. שסתום בטיחות מסוג זה הוא בעל מבנה קומפקטי, התאמה גמישה, רגישות גבוהה, ומיקום ההתקנה אינו כפוף למגבלות קפדניות, שהוא הסוג הנפוץ ביותר של שסתום בטיחות עבור מיכלי לחץ.
- שסתומי בטיחות מסוג מנוף: השימוש במשקולות (משקל דרך תפקיד מומנט המנוף) יהיה הסליל על מושב השסתום, כך שלחץ הקיטור בדוד ישמר בטווח המותר. כאשר לחץ הקיטור הפועל על מומנט הסליל גדול יותר מלחץ המשקולת הפועלת על החלק העליון של הסליל, הסליל מורם מהמושב והאדים יוצאים החוצה.
- שסתום בטיחות משוקלל סטטי: המשקל של דיסק הברזל החזיר הטבעתי שנוסף לשרוול משמש כדי ללחוץ את הסליל אל מושב השסתום כדי לשמור על לחץ הקיטור בדוד בטווח המותר. כאשר לחץ הקיטור הפועל על הסליל על המומנט גדול מהמשקל הכולל של דיסק הברזל החזיר, הסליל מורם מעלה ממושב השסתום, הקיטור יוצא החוצה.
3. תהליך תפעול
- פתיחה: כאשר לחץ העבודה בכניסה של שסתום הבטיחות נמוך מכוח הקפיץ כלפי מטה, השסתום נשאר סגור. כאשר לחץ העבודה מגיע לנקודה הקריטית, קיטור מתחיל לעלות על גדותיו לתוך חלל השסתום ממשטח המושב. במרווח שנוצר בין טבעות הכוונון העליונות והתחתונות, ההגבלה המקומית של הנוזל גורמת לעלייה בלחץ, הפועלת על שטח גדול יותר ומייצרת כוח נוסף המספיק להתגבר על כוח הקפיץ. בשלב זה, הסליל ממושב השסתום, שסתום הבטיחות בלחץ שנקבע "התחלת זינוק".
- סגירה: ברגע ששסתום הבטיחות פתוח, המיקום של טבעת הכוונון העליונה מכוון את זרימת הקיטור לכיוון אחר, מגביר את כוח ההרמה וגורם לסליל להגיע לתנועה מלאה. אם המיקום של טבעות הכוונון העליונות והתחתונות מכוונים כראוי, ניתן להשיג פתיחת מהלך מלא. במכה מלאה, מעצור הגבול מגע עם לוחית הכיסוי כדי למנוע רטט ולהגביר את יציבות השסתום. אדים נכנסים לחלל השסתום דרך חור האוורור בטבעת הכוונון בזמן שצווארון הציר עולה למצב קבוע מעל החותם הצף. אזור העבודה בין החותם הצף לציר מוגדל עקב ההבדל בשני הקטרים בטבעת החופפת. אדים נכנסים לתא דרך הרווח המשני שנוצר על ידי הציר עם החותם הצף והצווארון, ומשתחררים לאחר מכן לאטמוספירה דרך יציאת הפליטה ודרך חיבור פריקת הצנרת.
4. תכונות
- מבנה העמודה: העמוד ממוקם בחלקו החיצוני של גוף שסתום הבטיחות כדי למנוע מגע ישיר עם טמפרטורות דוודים גבוהות וכדי לשמור על טמפרטורה יציבה יחסית. העמודה הכפולה מאפשרת לגוף השסתום להתרחב ולהתכווץ עם הדוד מבלי להשפיע על ביצועי שסתום הבטיחות, מה שמבטיח יציבות וחיזוי של הלחץ שנקבע.
- דיסק תרמי: הדיסק התרמי מונח על מושב השסתום ויוצר את משטח האיטום של שסתום הבטיחות. ייצור סגסוגת כרום-ניקל-ברזל בשימוש נפוץ, עם עמידות מצוינת בפני קורוזיה, אפילו בטמפרטורות גבוהות ולחצים גבוהים, יכול לשמור על איטום מושב השסתום.
- הרכבת לוחית הכיסוי: לוחית הכיסוי משחררת אדים במהירות כדי להבטיח פתיחה מלאה. במהלך האוורור, לוחית הכיסוי מכוונת את האדים לכיוון בטוח, מבודדת את הקפיץ מהקיטור החם ומפחיתה את עייפות הקפיץ.
