先导式水击泄压阀动作原理及典型故障分析
先导式泄压阀工作原理
先导式泄压阀工作原理
先导式泄压阀是一种常用的液压控制元件，主要用于调节系统的压力和稳定系统的工作。
先导式泄压阀的工作原理如下：
1. 油液进入先导式泄压阀的进油口，在油液压力的作用下，进油口与主阀芯之间的压力差将主阀芯保持在闭合状态。
2. 当系统中的压力超过预设值时，系统油液的压力将被传递到主阀芯上游的控制腔。
同时，在压力控制器的作用下，压力控制腔中的油液被迫流出。
3. 当控制腔内的油液流出，主阀芯上下两端的压力差降低，达到某一程度时，主阀芯开始打开，油液可流过主阀芯，从泄压口排出。
4. 当系统压力下降至预设值以下时，控制腔内的油液流量减小，主阀芯受到上下两端压力差的作用，再次闭合，阻止进油口与泄压口之间的油液流动。
通过不断调整主阀芯打开和关闭的程度，先导式泄压阀可以稳定地控制系统的压力，保证系统的安全运行。
水击泄压阀工作原理
水击泄压阀工作原理
水击泄压阀是一种常见的安全阀，用于控制管道系统中的压力，防止压力过高造成设备的损坏或事故的发生。
它的工作原理相对简单，但却起着至关重要的作用。
水击泄压阀的工作原理可以用以下几个步骤来描述：
当管道系统中的压力超过了设定的安全压力值，水击泄压阀就会开始工作。
这是因为阀门内部设置了一个弹簧，当压力超过设定值时，弹簧会受到压力的作用而产生位移。
接着，弹簧的位移会使阀门打开，从而允许管道中的流体（通常是水）通过阀门排放到外部环境中。
这样一来，管道系统中的压力就得到了释放，从而避免了压力过高造成的潜在危险。
当管道系统的压力降低到安全范围内时，弹簧会回到原位，关闭阀门。
这样一来，流体就无法再通过阀门排放，从而保持了管道系统中的正常压力。
水击泄压阀的工作原理可以看作是一种自动调节的机制。
它能够根据管道系统中的压力变化，及时地打开或关闭阀门，以保持管道系统的安全运行。
水击泄压阀的工作原理虽然简单，但其在工程领域中的重要性不可忽视。
它能够保护设备和人员的安全，避免了由于压力过高而引发
的事故和损失。
因此，在设计和使用管道系统时，正确选择和合理使用水击泄压阀是至关重要的。
水击泄压阀通过自动调节阀门的开闭来控制管道系统中的压力，以保证系统的安全运行。
它的工作原理简单明了，但却起着重要的作用。
在实际应用中，我们需要根据具体情况选择合适的水击泄压阀，并确保其正常运行，以保障设备和人员的安全。
先导式安全阀的工作原理及故障分析
先导式安全阀的工作原理及故障分析发布时间：2021-04-12T11:54:12.483Z 来源：《中国电业》2020年35期作者：周罡[导读] 本文主要介绍了先导式安全阀的工作原理及工作特点，周罡四川泸天化股份有限公司，四川泸州 646000摘要本文主要介绍了先导式安全阀的工作原理及工作特点，并根据我平时在工作中所遇到的一些常见故障提出的维修方案和阀门的具体校验方法。
关键词先导式安全阀、故障处理、校验1 概述先导式安全阀也称为子母阀，是靠导阀（子阀）排出介质来驱动或控制主阀（母阀）的安全阀。
导阀是标准的弹簧式安全阀。
而导阀本身是一个直接作用式安全阀，有时也采用其他形式的阀门。
主阀采用套筒活塞式，双重密封阀座结构。
先导式安全阀适用于高压、大口径的场合。
它具有良好的密封性能，同时它的动作很少受背压的影响。
其缺点在于它的可靠性同主阀和导阀有关。
动作不如直接作用式安全阀那样迅速、可靠，而且结构复杂。
在化工行业我公司应用比较广泛，从介质上分有天然气、HN2、蒸汽、脱盐水等，从压力等级上分有4.0Mpa-16.0Mpa，从温度上分有常温至300℃。
2 工作原理及结构特点先导式安全阀由主阀、导阀、泄放阀、接头和导管等组成。
其结构图见下。
3 常见的故障及解决方法先导式安全阀使用过程中，常出现的故障有主阀、导阀泄漏；导阀超压不动作和导阀动作主阀不动作等现象。
3.1 主阀、导阀泄漏a）主阀阀座密封面夹杂赃物，安全阀长期使用，密封面都会残留一些杂物，产生腐蚀，生成污锈。
需拆开进行清洗。
b) 密封面机械损伤，出现裂纹泄漏。
根据缺陷大小，可通过堆焊、车削、研磨及更换零部件的方式来解决。
c) 机械部位动作不灵敏，出现卡塞，锈蚀不动作的现象，可通过解体清洗、润滑来解决。
d) 材料失效。
由于有些介质如氨等腐蚀性比较强，对弹簧、密封垫、O型圈等备件产生变形，要做到在更换备件时要对其进行耐氨试验，并定期检查和更换。
e) 高温对主阀、导阀的影响。
丹尼尔先导式水击泄压阀研究
阀门动作迟缓 阀门误开启
阀内液 体腔中存在气体
排 出阀腔 内 气体
阀门压力设定不 当或者导阀问题 调整阀门压力设定或捡修导阀
阀处于导阀阀腔右侧 ， 此时阀前与阀腔相连通。当阀腔内充满油品 时， 阀芯的压力是 阀芯弹簧压力与阀前油 品压力之合 ， 大于 阀前油 品 压力 ， 所 以 阀芯在 两力 的作 用 下 堵住 通 道 ， 阀 门处 于 关 闭状 态 。 当上游管道油品压力升高时 ， 压力通过 引压管迅速传到导阀阀 腔， 油品压力大于弹簧设定值的作用力 ， 推动活塞 向右移动压紧导 阀弹簧 ， 使得 阀腔 与阀后相连通 ， 阀腔压力泄到 阀后 ， 阀腔压力锐 减， 此 时 阀前 管 线压 力 大 于 阀 芯腔 内的 压力 ， 形 成 了压 力 差 ， 推 动 阀 芯向后移动 ， 压紧弹簧导通流道 ， 阀门开启将压力泄掉。 ３事 故 案例 分 析 ３ ． １事件 描 述 ２ ０ １ ０年 １ ２ 月 １ ５日 ２ ０时，西部管道公 司某输油站站控值班人 员发现成品油泄压罐罐位有上涨趋势 ， 经现场确认为成 品油低压泄 压阀 Ｃ ０ ９ １ １ ５ ＃开启 ， 且不能复位。 技术人员随即关闭 阀前手动球阀， 罐 位停 止 上 涨 。 ３ ． ２故 障 处理 经 过 （ １ ） 尝试从导 阀打压 ， 从而使 阀门开启 以冲洗 阀芯与阀腔及 其 密封面。经打压 冲洗无效 ， 排除密封面有夹杂原因。 一 （ ２ ） 对阀门进行拆解清洗 ， 拆解 时发现过滤器有结冰现象 ， 经查 看 进 站 压 力 趋 势 图 ，发 现 在 １ ５日２ ０时 左 右 ，进 站 压 力 有 约 为 ０ ． ４ Ｍ Ｐ ａ 上升过程。初步怀疑此次阀门误开启原 因为过滤器结冰导 致阀前与阀芯连接通道堵塞 ，同时 由于 ０ ． ４ ＭＰ ａ 的压力上涨致使阀 门误开启 。而阀门不 能归位的原因为阀芯与 阀腔密封 面有结冰所
水击泄压系统失效分析及保护措施
水击泄压系统失效分析及保护措施王成林李凤绪尚增辉中国石油工程建设有限公司华北分公司摘要：水击泄压系统作为输油管道最后一道物理保护屏障，对输油管道的安全运行具有十分重要的意义。
采用SPS软件对泄压阀失效模拟结果表明：当水击泄压阀因故障发生失效，引发不正常泄压时，易导致泄压罐冒顶，严重威胁管道生产运行安全，因此必须对水击泄压系统进行功能完善。
通过增设泄压罐上升速率报警及联锁保护程序、泄压阀失效联锁保护程序等，能够提高整个水击泄压系统的安全等级，有效提升系统的可靠性，保障管道的安全运行。
关键词：水击泄压系统；流量；泄压阀失效；安全等级；联锁保护程序Failure Analysis and Protection Measures of Water Hammer Pressure Relief System WANG Chenglin，LI Fengxu，SHANG ZenghuiNorth China Company of China Petroleum Engineering&Construction Co.，Ltd.Abstract：As the last physical protective barrier of the oil transportation pipeline，the water hammer relief system is of great significance to the safe operation of oil transportation pipeline.The simulation re-sults of the pressure relief valve failure by SPS software show that when the water hammer pressure relief valve fails due to faults and causes abnormal pressure relief，it is easy to cause the pressure relief tank to collapse，which seriously threatens the safety of pipeline production and operation.Therefore，it is necessary to complete the function of water hammer pressure relief system.By the measure of adding ris-ing rate alarm and interlock protection program of relief tank and pressure relief valve interlocking pro-tection program，the safety level of the whole water hammer relief system can be improved，the reli-ability of the system can be effectively improved，and the safe operation of the pipeline can be guaran-teed.Keywords：water hammer pressure relief system；flow；pressure relief valve failure；safety level；in-terlock protection program输油管道一般采用密闭输送工艺，整个体系是一个统一的连续的水力系统，当某站场机泵出现非正常停运或者某阀门事故关闭时，都会造成水击，导致管道内不稳定流动[1]。
水击泄压阀(自建)讲解
工作原理
• 图为先导式水击泄压阀
压力表
感应导管
丝堵
球阀
导阀 调整螺丝
水击泻放阀
液体流向 泻放管道
阀门关闭
阀门开启
通阀前 图为 水击泄压阀关闭状态
压力表
后 中前
室 室 室 前室与中室相通：阀门关闭
压力感应管
通 通通
阀 阀阀 后 座前
导阀
< 液体压力P1 弹簧弹力P2
感应导管
丝堵
球阀
导阀
调整螺丝
压力设定弹簧
②当上游管线液体压力升高，压力经过测压 管迅速传到导阀阀腔，液体压力大于弹簧 作用力（设定压力），推动活塞向左，压 紧导阀弹簧，梭型塞堵住通道Pu和Pc，通 道Pd和Pc相连通，因此阀前压力大于阀芯 腔压力，形成压差，推动阀芯向右移动， 压紧了弹簧，导通流道，阀门打开，将压 力泄放掉。
• 阀前管线液体压力降低，经测压管迅速传 到导阀阀腔，导阀活塞在导阀弹簧恢复力 的作用下向右移动，梭型塞堵住Pd通道和 Pc，通道Pu和Pc相连通，阀前与阀芯腔压 力恢复相等，阀芯在弹簧的恢复力下恢复 原位，阀门恢复关闭状态。
保持正常的压力值。
它碎屑。
阀体密封。
水击泄压阀不能正常运行
活塞表面有划痕或在转角 处有凸起
拆下活塞进行修理或更换
当塞活有塞向在开中方心向位滑置动时的，趋活势。活氮用塞气。密在封压圈力断系裂统或中损不坏起，作
更换损坏的活塞或密封圈， 并检查其它渗漏点。
阀动作迟缓
在气室中有液体
用压缩空气将气室吹扫干 净
主要优点和优势
• l高卸流能力（Cv），使您可使用更小和/或 更少的阀门，提供所需的水击保护。节省 安装费用，减少重量。
先导式水击泄压阀工作原理
先导式水击泄压阀工作原理
先导式水击泄压阀的工作原理如下：
1. 当上游压力小于设定压力时，导阀内阀塞在右侧，阀塞座内压力（上游液体压力+弹簧座弹簧的弹力）大于上游压力，阀塞关闭。
2. 当上游压力大于设定压力时，导阀内阀塞在左侧，阀塞座内压力（弹簧座弹簧的弹力）大于小游压力，阀塞打开。
针对水击泄压阀常见的故障，可以通过一种泄压状态下的在线故障排除方式来解决。
这种方式可以简化维检修程序，直接一目了然的判断查找故障点，便于及时检修，从而缩短检修时间并优化检修程序。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。
水击泄压阀
件等表面的油污和黄油搽拭干净。 d. 在开启调压阀前，应确保氮气瓶口清洁， 无污物。 e. 不要在不确定是否安全的环境中，检查有 泄漏或有损坏部件的调压阀。在系统内压力 未泄放到正常大气压前，不要松开或拆卸组 件，否则压力将推动拆卸下的部件伤人。 f. 在运输氮气瓶前，应将氮气瓶阀门关闭， 拆除阀门上的调压阀等，然后使用瓶口帽将 瓶口保护好。 g. 在进行供气的氮气瓶上，应确保有手轮或 扳手，以便在紧急情况下关闭氮气瓶。 h. 安装完成后，检查调压阀和所有的连接接 口，确保无泄漏；在任何的维修后，都应进
1.4、操作：
（1）水击泄压阀的投运操作： ①慢慢打开水击泄压阀下游的管段上的截断
阀B； ②慢慢打开水击泄压阀上游的管段上的截断 阀A ； ③慢慢打开阀体排气阀，将阀芯内空气排净； ④关闭旁路阀C，投运操作结束。
（2）水击泄压阀的切换操作： ①慢慢打开要投运的水击泄压阀下游的管段上的 截断阀B； ②慢慢打开要投运的水击泄压阀上游的管段上的 截断阀A； ③慢慢打开阀体排气阀，将阀芯内空气排净； ④慢慢关闭要停运的水击泄压阀上游的管段上的 截断阀A1； ⑤慢慢关闭要停运的水击泄压阀下游的管段上的 截断阀B1； ⑥此时，水击泄压阀的切换操作结束。将停运阀 门上游和下游两端的压力泄放掉，把阀芯腔内的 压力泄放出去后，可对停运的水击泄压阀进行检 修。
2.1、结构 氮气式水击泄压阀由：温差补偿瓶、氮气控
制箱、氮气瓶、氮气操作系统、阀体、阀芯、 弹簧、引压管。
氮气控制箱：
结构：内部有两个 压力变送器（分别 为氮气瓶压力和设 定压力）、两个 调节阀（一备一用 ）、一个安全阀（ 当压力超过设定压 力时，释放多余的 压力）。 氮气瓶： 四个: 20MPa
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先导式水击泄压阀动作原理及典型故障分析作者：杨春花
来源：《内燃机与配件》2020年第07期
摘要：本文阐述了先导式水击泄压阀的组成结构与原理，分析了阀门误动作、先导阀过滤器堵塞、锥形阀芯无法复位或密封不严等典型故障原因，提出了处理措施与改进建议。
Abstract： This paper describes the structure and principle of pilot type water hammer pressure relief valve， analyzes the valve misoperation， pilot valve filter blockage， cone valve core can not reset or seal is not strict and other typical failure reasons， and puts forward the treatment measures and improvement suggestions.
关键词：水击泄压阀;动作原理;故障;联锁保护
Key words： water hammer relief valve;action principle;fault;interlock protection
0 ;引言
新建成品油管道一般采用密闭输送方式，发生水击时增压波可能引起液柱分离，超压严重时危及管道运行安全。
为保护管道和附属设施安全，一般采用调节阀保护、泄压阀保护、压力开关停机保护等三级保护措施。
作为保护输油管道系统的重要设备，水击泄压阀的动作性能直接关系到泄压阀保护功能能否实现。
1 ;先导式水击泄压阀的组成结构与动作原理
1.1 先导式水击泄压阀结构原理
现以DANEL先导式水击泄压阀为例，水击泄压阀由主阀、先导阀、过滤器、集成块及附属管线组成（见图1，集成块不可见）。
1.2 先导式水击泄压阀动作原理
先导式水击泄压阀的先导阀由前室、中室、后室组成，前室、中室、后室分别与水击泄压阀本体的前腔、中腔、后腔连通。
正常工况下，管道流体对先导阀活塞的轴向力小于先导阀调整弹簧力，流体经过先导阀连通阀门本体前腔、中腔（见图2）。
此时，管道流体对锥形阀芯的轴向力小于弹簧变形产生的预紧力，阀门关闭，锥形阀芯与阀座接触面形成密封带。
当成品油管道内产生瞬时水击，压力超过泄压阀预设压力值时，先导阀活塞动作，先导阀中室与后室连通。
此时，水击泄压阀后腔与中腔相连（见图3），中腔泄压，弹簧对锥形阀芯的作用力小于上游流体对锥形阀芯产生的轴向力，阀芯快速开启，保护管道和设备不被破坏。
2 ;先导式水击泄压阀典型故障原因分析
根据水击泄压阀故障的外在表象，主要故障可归纳为三类：阀门误动作、先导阀过滤器堵塞、锥形阀芯无法复位或密封不严[1-3]。
2.1 阀门误动作
先导式水击泄压阀误动作一般表现为中腔泄压或欠压、先导阀误动作。
可能原因为：
①多管组件与阀体连接的静密封面渗漏，阀门中腔泄压。
当中腔压力补充不及时且锥形阀芯上游压力大于中腔背压、弹簧弹力的合力时，锥形阀芯开启，阀门误动作。
②先导阀过滤器堵塞、异物卡阻或过滤器内积水遇低温结冰，导致先导阀前室和中室产生差压，先导阀动作，阀门中腔和后腔连通后泄压，锥形阀芯开启，阀门误动作。
2.2 先导阀过滤器堵塞
正常工况下，先导阀、主阀内流体保持静止状态，过滤器内无介质流动。
引起介质流动并将杂质带入过滤器的原因可能有三种情况：
①水击泄压阀开启测试时，中腔泄压后补压引起过滤器内介质流动;
②开启测试或阀门误动作后，锥形阀芯归位过程中阀门中腔补压引起介质流动;
③锥形阀芯与阀座密封不严，阀腔内介质流动引起过滤器内介质流动。
当阀芯反复动作时，过滤器内杂质积累在滤芯外，引起过滤器堵塞;
④油品本身不洁净或清管作业等活动引起油品内杂质增加;
⑤油品含水率较高，过滤器内积水，当环境温度较低、伴热带未投用或发热量不足以及保温效果不佳时，积水结冰引起过滤器堵塞。
2.3 锥形阀芯无法复位或密封不严
锥形阀芯动作后无法复位或密封不严是水击泄压常见故障。
长时间不复位或密封不严，可能引起泄压罐冒顶。
引起主阀阀芯无法复位或密封不严的原因可能有：
①杂质停留于锥形阀芯、阀座接触面上，造成阀芯回位时密封不严;
②先导阀过滤器堵塞，造成主阀中腔与后腔连通后泄压，锥形阀芯无法复位;
③主阀弹簧件损坏或设计制造精度、安装不到位，造成弹簧变形产生作用力小于管道流体对锥形阀芯的轴向力;
④开启压力设定值低于水力计算确定值。
3 ;典型故障处理方法与改进建议
针对阀门误动作、先导阀过滤器堵塞、锥形阀芯无法复位或密封不严等三类典型故障，应根据阀门动作原理和密封原理，寻求解决措施。
①做好阀门等关键物资的驻厂监造和物资采购到货验收，确保弹簧设计制造具有足够的刚度，阀门密封性能、动作性能等性能出厂测试合格。
②要建立先导式泄压阀维护保养和检修规程，明确阀门检修周期及密封件更换周期。
管道运营单位要充分利用停输机会，严格规程进行水击泄压阀开启压力定值测试，精确测试和调整先导阀开启压力，保证水击泄压阀开关动作可靠、反应灵敏;严格按照规程进行阀门解体检修，清理先导阀过滤器杂质和主阀密封面杂质，更换老化、损坏的密封件。
③低温时段要做好先导阀保温措施。
北方地区要投用电伴热，设置保温岩棉和保温铁皮，防止先导阀中积水结冰，增大流体流动性，降低堵塞、异物卡阻和结冰风险。
④改造先导式水击泄压阀前的阀门执行机构，将手动执行机构更换为电动执行机构。
同时，设置泄压罐高液位报警连锁关闭泄压阀前电动截断阀的保护逻辑，降低锥形阀芯无法复位或密封不严故障处理不及时的冒罐风险。
⑤加强对联锁保护功能涉及的流程、工藝参数和报警管理，以及保护装置休眠管理和联锁保护功能测试，确保安全保护装置、自动控制系统性能可靠。
4 ;结论
先导式水击泄压阀作为成品油管道水击保护系统的重要设备，设备完好状态至关重要。
实际生产中，管道运营单位设备管理、自动化管理人员要熟悉掌握阀门故障现象的原因分析方法，严格按照维护保养和检修规程、连锁保护功能测试规程，做好阀门保养和检修、保护逻辑测试等工作，确保阀门和自动控制系统性能可靠。
参考文献：
[1]刘翌燕.先导式水击泄压阀动作原理和密封机理的分析[J]. 阀门，2010（04）：18-21.
[2]于京平，冯坤.水击泄压阀的应用及失效分析[J].油气储运， 2016（02）：173-175.
[3]代一平，谢志斌，等.先导式水击泄压阀泄漏原因及解决措施[J].油气储运，2017（02）：236-240.。