安全阀的修理
1、安全阀的密封面
（
1）安全阀对密封面的要求
由于大多数安全阀都在较高的压力状态下运行，这就需要很大的预紧力，则必须用硬材料密封面，许多安全阀又安装在高温受压设备上，必须用耐温的材料，因此，大多数工业安全阀都采用金属材料密封付，对作为密封面的金属材料基本要求是：有较高强度，可以承受较高密封比压；有一定的抗冲击韧性，可以承受阀芯快速起跳回座的冲击；有较高硬度，可以承受介质冲刷；不能生锈，否则很快泄漏；要耐高温，可以适用蒸汽等介质，不致高温变软；要耐腐蚀，可以承受酸碱等侵蚀。
（2）安全阀密封面常见形式
金属对金属的密封有平面密封，锥形密封，球形密封等几种形式，由于锥形密封要求很高的同轴度，所以通常用在压力温度很高的场合，例如：16MPa以上的锅炉上。球形密封因球体的圆度难加工，球体材料太硬易损伤阀座，又容易碎裂；太软时，球体又容易凹陷变形。所以一般用在小口径简易结构上。因此，金属平面密封应用*广，加工检修也方便。
（3）安全阀的密封
阀门的质量和使用寿命取决于关闭件密封面的工作期限，而关闭件的密封面正是安全阀*薄弱的环节。
安全阀几乎是一个平衡的系统，在安全阀中，弹簧或重锤的作用力超过介质作用力并不多。由于没有很大的作用力施加在密封面上，所以安全阀要求的密封性，其条件要比一般截止用的阀门差得多，对于安全阀来说，阀门开启时的压力同阀门保持密封的压力之间的差值受到标准规定的限制此值并不很大。
安全阀的泄漏问题早就被设计者们认为是*困难的问题之一，在高压情况下这个问题尤为突出。运行经验表明：当加在阀杆上的外力超过2000公斤力，以及阀门通径小于10毫米或大于150毫米时，要保证安全阀的密封性就变得更为困难。
关闭状态下的安全阀的早期泄漏可能是由于下列各种原因而引起的：密封面的机械损伤，阀芯和阀座在装配时的歪斜，由于周围介质温度的变化（特别是当安全阀安装在露天时）而引起的密封面变形，密封面受到工作介质中杂质的污染等。
泄漏的出现引起密封的侵蚀，同时由于介质通过密封面产生泄漏，在金属中造成温度差，从而引起密封面翘曲，这又促使泄漏增加。由于这些因素相互作用的结果，*后导致安全阀安全不能再继续使用。
当安全阀开启时，密封面同样受到高速介质的侵蚀。这主要发生在微启式安全阀中，在这种安全阀打开的间隙处介质的流速达到了临界速度。
在安全阀开启过以后回座时，再要达到密封就尤其困难，因为截断介质流动所需要的力比维持即有密封所需要的力要大得多。因此，正如从实距中所观察到的那样，一个密封相当好的安全阀在发生动作并回座以后，可能丧失它原有的密封性。大家知道，为了恢复安全阀的密封性，常常需要暂时施加附加载荷（例如用手按压阀杆），以便使泄漏停止。
为了恢复密封性，必须提高比压力，这可以由下因素加以说明：在安全阀关闭过程中，工作介质压力作用在阀芯的较大的面积上，而在开启以前压力只作为在受密封圈限制的较小的面积上。在截断介质流时，为了造成表面层的分子逆转和克服其它促使流动继续下去的表面力（这些力迄今还很少予以研究）从而驱除间隙中的工作介质，也需要补充的作用力。为了减少安全阀在关闭末了和开启以前受介质压力作用的阀瓣面积的差，应当把密封面做得非常窄。但这要求很好的导向机构以保证阀瓣准确地回座。除此之外，狭窄的密封面从抗侵蚀作用的观点来看也是更容易损坏的，因为窄密封面上稍有一些伤痕就会导致剧烈的泄漏，而宽的密封面比起窄的密封而来，开启压力对于计算值的偏差可能更大，不应采用宽密封面，因为这样的安全阀开启时压力可能大大地超过计算值。
如果说*初的密封性是由机械加工工艺来保证的话，那幺以后的密封性就还要取决于安全阀的关闭特性，以及材料抵抗高速介质侵蚀的能力。综合这些条件就要求采用具有高度耐侵蚀性的材料做密封面。
绝对密封的接合，（在安全阀中）是难于实现的。随着时间的推移，通常都会有某些数量的介质经过密封接合处渗出，良好的密封不过是渗出量很小以致可以忽略不计罢了。
经过由两个互相接触的平面所形成的密封接合处的泄漏量，其大小取决于下列因素：关闭的密封结构形式，密封圈表面的质量，密封面的微观几何形状，密封面的波纹度及其相对于理想平面偏差程度，由于机械或热变形造成的密封面的不同轴度、不平行度和不垂直度，密封面的宽度，密封面材料及其热处理状况，关闭件内外的压差，在密封面上产生的密封比压值，介质性质，接触表面之间有否帮助密封的油脂，过程的特点（是重新建立密封即截断介质流，还是维持已经达到的密封性）。
密封面的宽度也很有讲究，上下密封面不能做得一样宽狭，否则在回座时要引起泄漏，如果上下密封面由不同的金属材料制成的话，较硬的材料要做得宽些。
2、安全阀密封面的修理。
（1）密封面材质
安全阀密封面有金属和非金属的。
高温工作的安全阀的密封面用硬质合金堆焊，一般为钴基硬质合金，其硬度在HRC40-45间，具有很优良的物理特性。密封面也有用铬不锈钢制成的，例如2Cr13等，这种材质一般用在水或其它带腐蚀性的液体介质上，温度不高，所以不考虑热变形问题，还有的是铜质材料密封面，硬度较低，一般用在空气及水介质中。
非金属材质一般为聚四氟乙稀、尼龙、橡胶等。
（2）安全阀密封面修理
非金属材质的密封面在损坏后一般都将镶圈拆下调换，不能拆下或无备件只能用车削加工。
金属密封面在损坏不太严重的情况下，都采用研磨的方式。
阀芯和阀座必须用平整的磨具进行分开研磨，不能对磨，因为对磨后出现沟漕，一经开启回座后即泄漏。
研磨分为精磨和精磨。
研磨的实际原理是什幺呢？明白了其作用原理，才能指导实践工作。
安全阀的密封性好坏关系到设备能否正常运行以及设备运行的经济性，当介质为有害气体时因密封不好还可造成大气污染，因而要求安全阀具有良好的密封性。密封损坏引起介质泄漏是安全阀*常见故障之一，而研磨则是修复密封面损伤*常用的方法。合理选用研具和研磨剂，正确掌握研磨工艺是安全阀装配修理工所必需掌握的知识。
（3）安全阀研磨的概念
研磨是应用研具与研磨剂，在研磨剂承受研具一定的压力后，对工作表面进行微量磨削，从而使工件表面磨去一层极薄的金属，使工件表面获得高平整度和较高的表面光洁度等级，这种工艺加工过程叫研磨。
a、研磨原理：研磨时，加在研具上的研磨剂在受到工件和研具一定的压力后，部分磨料被嵌入研具内。当研具与工件作复杂的相对运动时，磨料就在工件和研具之间作滑动、滚动，产生切削和挤压，而使工件表面磨去一层凸峰，同时研磨液起化学作用，很快形成一层氧化膜。在研磨过程中，凸峰处的氧化层很快被磨掉，而凹谷的氧化受到保护，不断继续氧化，从而在切削和氧化的交替过程中得到符合要求的表面。
b、研磨类别：按研磨的精度可分为粗研磨，半精研磨，和精研磨；按研磨剂的干湿分为干研磨和湿研磨；按研磨对象分为平面研磨、圆维面研磨、圆柱面研磨，球面研磨。粗研磨主要是得到正确的尺寸和精度，半精研磨和精研磨主要是提高表面粗糙度等级。
c、研磨效率：研磨的效率是随着研磨压力的增加而提高的，粗研磨时的压力一般为1~3公斤/厘米2，半精磨和精研磨时的压力一般为0.1~2公斤/厘米2，面硬度较低的可施加较小的研磨压力，硬度高的可施加较大的研磨压力。压力过大，容易压碎磨料。划伤表面而影响粗糙度，反而降低了研磨效率。
（4）安全阀研磨工具
研磨工具的形状是随工件的形状不同而不同，而研具的材料则由工件的材料性质及其性能而定。研具的材料应具有以下特点：组织细密均匀，嵌沙性能好，有良好的耐磨性，足够的刚度、平整度，常用的安全阀密封面的研具材料有以下二种：
a、灰铸铁：具有耐磨性和润滑性好，磨耗小，研磨效率高，以及成本低，易加工等优点，适用于研磨硬质合金、合金钢、有色金属等几种材料的工作，但不能使硬度较高的工作表面获得很高的表面粗糙度等级，因此适宜作粗研磨、或硬度不高工作表面的粗研磨用。铸铁研具的材料牌号有HF15-33、HT20-40等，其硬度HB一般为120~220，它的缺点是易于自身磨损。
b、硬质合金：用该材料制成的研具，其*大的特点是能使硬度较高的工件表面获得很高的表面光洁等级，因此*适宜作高硬度工件表面的精研磨用。精磨平板或磨头差太硬，则“抓”不住磨料，不能进行磨削，太软，容易磨损，因此在HRC50~56间为妥。
（5）研磨剂：由研磨液和磨料调合而成的混合剂叫研磨剂。
a、磨料：磨料的种类很多，应根据工件的材质、硬度及加工的精度等条件选用，常用磨料的种类及用途见表4.3，磨料粒度的分类及用途见表4.4。
b、研磨液：常用的研磨液有煤油、动物或植物油酸。
磨料的选用。
选用氧化铝系刚玉（GB）磨料，作为研磨不锈钢、合金钢或硬质合金密封面的磨料，可以收到较满意的效果。而磨料的粒度按以下选择：
粗研磨时用120#-280#磨粉或W40-W20微粉；
半精磨时用W10微粉；
精研磨时用W2.5微粉。
（6）研磨方式：
研磨方式可分为手工研磨和机械研磨。机械研磨通常用于工件数量较多而且密封要求不高的场合，也可用于密封面损伤较严重的工件。其优点是研磨速度快，省力。但无手感易损坏密封面，而手工研磨则相反，可使工作表面获得很高的表面光洁度等级。因而常用于修复安全阀密封面轻度损伤或作为机械研磨的精研磨。
根据研磨时工件与研具的运动方式，研磨又可分为动研磨和静研磨，动研磨指研具不动，而工件（可以是阀芯或者阀座）与研具作相对运动。静研磨则相反，即工件不动，研具与工件作相对动力。
对于一般结构的安全阀，因阀芯拆装比阀座容易，故阀芯密封面的研磨通过采用动研磨、而阀座密封面一般采用静研磨。
（7）安全阀平面密封面的研磨
平面密封面加工较简单，且维修方便，因此安全阀密封面型式以平面形为*多，其研磨方式一般采用湿研磨。
平面研磨分粗研磨、半精磨和精研磨。粗研磨是为了消除密封面上前一道工序留下的加工痕迹或擦伤、压伤、痕迹、蚀点等缺陷，使密封面得到效高的平整度和一定的粗糙度等级，为精研磨打下基础，精研磨则是为了消除密封面上的粗纹路，进一步提高密封面的平整度和表面粗糙度等级。
a、动研磨方式：
动研磨的研具一般采用经磨床磨削平整后的平板。研磨工作开始前，应在平板的工作表面涂以煤油，并用清洁干燥的棉纱擦洗干净。在平板上加上适量厚度的研磨剂，然后把工件放上，沿着平板的全部表面以较大的均匀压力，低速推磨或以旋转和直线相结合的运动方式进行研磨，在研磨过程中须不断变更工件的运动方向。由于无规则的运动，使磨料始终在新的方向起作用，工件表面的平整度和表面粗糙度很快地得到提高，同时也使平板得到均匀地磨损。研磨一段时间后，应将工件旋转一新的角度后再进行研磨，以防止工件表面的倾斜。研磨一段时间后，应重新添上新的研磨剂后再进行研磨。如此反复直至达到粗研磨或精研磨的要求。
精研磨的方法大致与粗研磨和半精研磨相同，由于其主要目的是提高表面粗糙度等级，因而采用硬质合金材料平板用为研具，选用精研磨用的研磨剂，并以较小的均匀压力，高的速度，旋转方式进行研磨，但运动的幅度不宜过大。
b、静研磨方式
静研磨的研具是一种带有导向并能与工件环形密封面相配合的环形磨头或组合式磨头。由于静研磨用的磨头较动研磨用的平板容易保持平整，其全部研磨过程用由硬质合金材料制成的磨头去完成。
静研磨时，先在磨头上的环形面均匀加上适量度的研磨剂，把磨头合在工件密封面上，使得工件密封面上的研磨剂分布均匀，再以较大的速均匀压力作低速不规则的偏心旋转。由于有导向作导靠，磨头不会逃脱在外，始终沿着工件密封面作复杂的相对运动，磨料在其间作滑动、滚动产生切削，挤压作用，而每一磨料不会在表面上重复自己的运动轨迹。这样磨料就在工作密封面上磨去很薄的一层金属（主要是前一道精加工工序留下的凸峰），磨料也由粗变细，研磨液也逐渐变干。因此，研磨一段时间，应将密封面和磨头表面上残存的研磨剂用清洁干燥的棉花球或软纱布擦净，重新添上新研磨剂再进行研磨，粗研磨时应磨得湿一点，精研磨时可适当干一些。当密封面材料硬度较低时，精研应适当湿一些，以防止表面因干燥而咬伤。
（8）安全阀研磨中应该注意事项：
在调制研磨剂时和整个研磨过程中，必须注意清洁，不同粒度或不同号数的研磨剂不能相互掺合，且应严密封存以防杂质混入。
研具必须经常保持平整，且应妥善存放。
不能在同一块平板上同时使用不同粒度或不同号数的研磨剂。
硬质合金材料制成的平板不宜进行粗研磨。
研磨时压力一般不应太大，以避免因磨料压碎而划伤密封面。
表4.3 磨料的种类及用途
|
系 列
|
磨料名称
|
|
颜 色
|
强度和硬度
|
用 途
|
|
|
工件材料
|
应用范围
|
|
|
氧化铝系
|
棕刚玉
|
GZ
|
棕褐色
|
比碳化硅销软，韧性高，能承受很大压力切削性能倨于棕刚玉，而韧性稍低韧性较高
多棱、硬度、强度均高
|
钢
|
粗研磨
精研磨
|
|
白刚玉
|
GB
|
白色
|
|
铬钢玉
|
GG
|
浅紫色
|
|
单晶钢玉
|
GD
|
透明、无色
|
|
碳化物系
|
黑碳化硅
|
TH
|
黑色半透明
|
比刚玉硬，性脆而锋利
|
铸铁
青钢
黄钢
硬质合金
硬铬
|
粗研磨
精研磨
|
|
绿碳华硅
|
TL
|
绿色半透明
|
较黑碳化硅性硬而脆
|
|
碳化硼
|
TTP
|
黑色
|
比碳化硅硬而脆
|
|
金刚石系
|
人造金钢石
人然金钢石
|
JR
JT
|
灰色至黄白色
|
*硬
|
硬质合金
|
粗研磨
精研磨
|
|
|
其 它
|
氧化铁
氧化铬
|
|
红色至暗红色
深绿色
|
比氧化铬软
较硬
|
钢铁铜
|
极细的精
研磨
|
表4.4 磨料粒度的分类及用途
|
粒度分组
|
粒度号数
|
用 途
|
|
磨粉
|
100#-280#
|
粗研磨
|
|
微粉
|
W40-W0.5
|
粗研磨、精研磨
|
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