安全阀是压力容器、压力管道上使用最为广泛的一种安全装置。在船舶动力装置海水系统中, 为了防止系统压力超过允许的极限值, 确保系统的安全运行, 设置了弹簧直接作用式安全阀。在使用过程中, 这类安全阀出现了泄漏、腐蚀和可靠性等问题, 不能满足使用要求, 因此对其进行了改进?！?/span>
船用海水安全阀主体材料一般采用ZCu16Si14 Ⅰ或ZCuAl10Fe3 , 这些材料在实际使用环境条件下抗腐蚀的能力比较差。当阀门外表面接触舱底水和污水等有杂质的介质时, 容易受到腐蚀。而弹簧直接作用式安全阀的整定值和回座压力调整不方便, 在回座压力低于系统正常工作压力时, 对系统工作的可靠性、安全性造成不利影响。
根据阀门存在的问题, 确定从阀门的材料和结构上进行改进:
(1) 阀体材料 由于安全阀阀体选用的铸造铜合金抗腐蚀能力较差, 造成介质沿密封边界泄漏。因此将安全阀的所有零部件(除了垫片、紧固件和弹簧外) 材料都更换为HDR (一种双相不锈钢) 。HDR 抗氯离子腐蚀性能和抗应力腐蚀性能优良, 具有较好的耐海水冲刷腐蚀(管子流速可达7m/ s 以上) 和较强的耐砂侵蚀性能, 其良好的焊接、冷弯等综合加工性能是舰船海水管路系统的首选材料。
(2) 密封面材料 为了提高阀门的密封性能, 阀门的阀瓣和阀座密封面均采用堆焊钴基硬质合金的方式。使密封面有足够的刚度和强度, 当系统中没有介质压力时, 能承受弹簧产生的巨大比压力。而且钴基硬质合金具有良好的机械性能及磨削和研磨性能。且弹性变形能力也较好, 能承受阀瓣回座时的冲击。
(3) 弹簧材料 海水安全阀用弹簧需要满足稳定性、强度及耐海水腐蚀的要求, 因此在改进设计时, 选用In2 conel 作为适用海水介质的微启式安全阀的弹簧材料。在制作弹簧时, 通过时效处理和强压处理, 使其具有稳定的弹性和强度, 保证了安全阀动作的重复性。
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