Wprowadzenie i klasyfikacja zaworów bezpieczeństwa

Jako inżynier specjalizujący się w zaworach bezpieczeństwa z 20-letnim doświadczeniem, cieszę się, że mogę podzielić się wiedzą na ich temat. Zawory te odgrywają kluczową rolę w systemach przemysłowych, stanowiąc ostatnią linię obrony przed nadmiernym ciśnieniem w urządzeniach i zapewniając bezpieczeństwo pracy.

Zawory bezpieczeństwa znajdują szerokie zastosowanie w wielu branżach. W przemyśle naftowym chronią rurociągi, zbiorniki magazynowe oraz urządzenia rafineryjne przed nadciśnieniem podczas wydobycia, transportu i przetwarzania ropy. Na przykład w kolumnie destylacyjnej rafinerii zawór bezpieczeństwa zapobiega uszkodzeniom w przypadku skoku ciśnienia spowodowanego nieoczekiwanymi zmianami surowca lub warunków procesowych.

W sektorze chemicznym chronią reaktory, zbiorniki chemiczne i rurociągi przenoszące substancje żrące lub reaktywne. Weźmy zakład produkujący nawozy; zawory bezpieczeństwa na reaktorach syntezy amoniaku zapewniają, że ciśnienie nie przekroczy bezpiecznych granic, zapobiegając niebezpiecznym reakcjom.

Przemysł energetyczny polega na nich w przypadku kotłów i turbin parowych. W elektrowni węglowej zawory bezpieczeństwa na bębnie kotła uwalniają nadmiarowe ciśnienie, jeśli poziom wody lub natężenie spalania wyjdzie poza normę, zapobiegając wybuchom kotłów.

W przemyśle farmaceutycznym są one niezbędne dla sprzętu do sterylizacji oraz zbiorników pod ciśnieniem stosowanych przy produkcji leków. Podczas wytwarzania leków do wstrzykiwań autoklawy wykorzystują zawory bezpieczeństwa, aby utrzymać bezpieczne ciśnienie w cyklach sterylizacji.

Istotą jest to, że wszędzie tam, gdzie płyny są przechowywane lub przetwarzane pod ciśnieniem, zawory bezpieczeństwa są kluczowe dla zapobiegania uszkodzeniom sprzętu, wypadkom oraz zapewnienia sprawnego przebiegu procesów przemysłowych. Gdy ciśnienie w systemie przekracza ustaloną wartość, zawór bezpieczeństwa otwiera się automatycznie, aby odprowadzić płyn i obniżyć ciśnienie. Gdy ciśnienie spadnie do bezpiecznego poziomu, zawór ponownie się szczelnie zamyka, utrzymując ciśnienie w systemie.

Klasyfikacja zaworów bezpieczeństwa

Zawory bezpieczeństwa można klasyfikować według medium, z którym są stosowane, oraz według zasad konstrukcyjnych/działania, jak pokazano na schemacie:

1. Powszechny zawór bezpieczeństwa dla gazów

• Zawór bezpieczeństwa do gazu ziemnego : Projektowany dla systemów gazów ziemnych, z materiałami i konstrukcją odpornymi na korozję wywoływaną przez składniki gazu ziemnego. Zapewnia bezpieczne odpowietrzanie ciśnienia w rurociągach i urządzeniach gazowych.
• Zawór bezpieczeństwa do powietrza i azotu : Nadaje się do systemów powietrza i azotu, powszechnie stosowany w branżach takich jak metalurgia i elektronika, gdzie nośnikiem roboczym jest powietrze lub azot.

2. Zawór bezpieczeństwa do gazów korozyjnych

• Zawór bezpieczeństwa do siarkowodoru (z belli i sprężynowy) : Siarkowodór jest silnie korozyjny. Konstrukcja z bellią zapobiega wyciekowi medium, a projekt ze sprężyną gwarantuje dokładną kontrolę ciśnienia, stosowany w przemyśle naftowym i gazowym przy mediach zawierających siarkowodór.
• Zawór bezpieczeństwa do chloru (z belli i sprężynowy) : Chlor jest toksyczny i korozyjny. Połączenie belli i sprężyny gwarantuje szczelne zamknięcie i niezawodne odprowadzenie nadciśnienia w systemach chlorkowych.

3. Zawór bezpieczeństwa niskiej gęstości

• Zawór bezpieczeństwa do amoniaku ciekłego (sprężynowy, sterowany pilotowo i z belli) : Amoniak ciekły ma niską gęstość i łatwo paruje. Mechanizm sterowany pilotowo umożliwia odprowadzenie dużej objętości, a belła zapobiega wyciekowi amoniaku, stosowany w przemyśle chłodniczym i chemicznym przy amoniaku ciekłym.
• Zawór bezpieczeństwa do oleju (sprężynowy, sterowany pilotowo i z belli) : Dla systemów olejowych konstrukcja sprężynowa i sterowana spełnia potrzeby odprowadzania nadciśnienia przy różnych lepkościach i ciśnieniach oleju, a belli zapobiegają wyciekom oleju.

4. Zawór bezpieczeństwa do pary nasyconej

• Zawór bezpieczeństwa niskociśnieniowy do pary nasyconej (sprężynowy) : Stosowany w systemach niskociśnieniowej pary nasyconej (np. małe kotły), typ sprężynowy jest prosty i niezawodny pod względem odprowadzania ciśnienia.
• Zawór bezpieczeństwa średniociśnieniowy do pary nasyconej (sprężynowy) : Stosowany w warunkach średniego ciśnienia pary nasyconej (np. kotły przemysłowe), zapewnia precyzyjną kontrolę ciśnienia.

5. Zawór bezpieczeństwa do pary przegrzanej ciem do góry

• Zawór bezpieczeństwa wysokociśnieniowy do elektrowni (sprężynowy) : Dostosowany do wysokociśnieniowej pary przegrzanej w elektrowniach, posiada odporną konstrukcję sprężynową wytrzymującą wysokie temperatury i ciśnienia, zapewniając bezpieczną pracę kotłów i turbin parowych w elektrowniach.

6. Zawór bezpieczeństwa do mieszaniny gazu i cieczy

• Zawór bezpieczeństwa mieszanki gazowo-ciekłej (sterowany pilotem i z harmonijką) : Dla systemów z mieszanymi ośrodkami gazowymi i ciekłymi typ sterowany pozwala na elastyczną regulację ciśnienia, a harmonijka zapobiega oddziaływaniu i wyciekowi ośrodka, stosowany w złożonych reaktorach chemicznych.

7. Zawór bezpieczeństwa dla mediów wysoce toksycznych

• Zawór bezpieczeństwa kwasu fluorowodorowego (z harmonijką) : Kwas fluorowodorowy jest wysoce toksyczny i żrący. Konstrukcja z harmonijką zapewnia brak wycieku kwasu fluorowodorowego, chroniąc środowisko i personel, stosowany w przemyśle obrabiającym kwas fluorowodorowy.

Podsumowując, różne typy zaworów bezpieczeństwa są opracowywane, aby spełniać specyficzne wymagania różnych mediów i warunków pracy, odgrywając niezastąpioną rolę w bezpieczeństwie przemysłowym.