หลักการทำงานของวาล์วโล่งอก: อุปกรณ์ความปลอดภัยเหล่านี้ปกป้องระบบของคุณได้อย่างไร

2025-09-08

หลักการทำงานของวาล์ว

คุณเคยสงสัยหรือไม่ว่าระบบอุตสาหกรรมนั้นปลอดภัยอย่างไรเมื่อแรงดันเกิดขึ้นสูงเกินไป? คำตอบอยู่ในอุปกรณ์ที่เรียบง่าย แต่ฉลาดเรียกว่าวาล์วบรรเทา ฮีโร่ด้านความปลอดภัยเหล่านี้ทำงานได้ตลอด 24 ชั่วโมงเพื่อปกป้องอุปกรณ์ช่วยชีวิตและป้องกันภัยพิบัติ

วาล์วบรรเทาทุกข์คืออะไรและทำไมเราถึงต้องการมัน?

วาล์วบรรเทาทุกข์เป็นเหมือนตัวป้องกันความปลอดภัยสำหรับระบบแรงดัน คิดว่ามันเป็นประตูอัตโนมัติที่เปิดขึ้นเมื่อสิ่งต่าง ๆ แออัดเกินไปภายในภาชนะ เมื่อความดันสูงขึ้นอย่างเป็นอันตรายวาล์วจะเปิดขึ้นเองและปล่อยให้ของเหลวหลบหนี สิ่งนี้จะช่วยป้องกันการระเบิดความเสียหายของอุปกรณ์และทำให้คนปลอดภัย

นี่คือเหตุผลที่ความกดดันอาจกลายเป็นอันตราย:

ปั๊มจะถูกบล็อกและผลักของเหลวต่อไป
ความร้อนทำให้ของเหลวและก๊าซขยายตัว
ปฏิกิริยาทางเคมีหายไปจากการควบคุม
ไฟอุ่นถังและท่อ

หากไม่มีวาล์วบรรเทาทุกข์สถานการณ์เหล่านี้อาจทำให้เกิดความล้มเหลวอย่างรุนแรง นั่นเป็นเหตุผลที่พวกเขาต้องการตามกฎหมายในระบบอุตสาหกรรมหลายแห่ง

คำสำคัญที่คุณต้องรู้

ก่อนที่จะดำน้ำในวิธีการทำงานของวาล์วโล่งใจให้เข้าใจเงื่อนไขความกดดันที่สำคัญ:

ตั้งค่าความดัน: ความดันที่แน่นอนที่วาล์วควรจะเปิด นี่เป็นเหมือนการตั้งค่านาฬิกาปลุก - มันปิดในเวลาที่เหมาะสม

แรงกดดันในการทำงาน: ความดันปกติในระหว่างการดำเนินงานในชีวิตประจำวัน สิ่งนี้ควรต่ำกว่าความดันที่ตั้งไว้เสมอ

แรงดันมากเกินไป: ความดันพิเศษที่จำเป็นในการเปิดวาล์วอย่างเต็มที่ โดยปกติแล้วจะสูงกว่าแรงดันที่ตั้งไว้ 10-25%

การระเบิด: ความแตกต่างของความดันระหว่างเมื่อวาล์วเปิดขึ้นและเมื่อปิดอีกครั้ง สิ่งนี้จะช่วยป้องกันไม่ให้วาล์วเปิดและปิดอย่างต่อเนื่อง (เรียกว่าการพูดพล่อย)

แรงกดดันด้านหลัง: แรงดันใด ๆ ที่ผลักกลับจากด้านออกของวาล์ว

ส่วนพื้นฐานของวาล์วบรรเทา

วาล์วบรรเทาทั้งหมดมีส่วนประกอบหลักเหล่านี้ทำงานร่วมกัน:

ร่างกายวาล์ว

นี่คือตัวเรือนหลักที่เชื่อมต่อกับระบบของคุณ มันมีทางเข้า (ที่ของเหลวที่มีแรงดันเข้าสู่) และทางออก (ที่ของเหลวหนีออกไป)

แผ่นดิสก์หรือบอล

ส่วนที่เคลื่อนไหวนี้ทำหน้าที่เหมือนจุกไม้ก๊อกในขวด เมื่อปิดมันจะปิดผนึกอย่างแน่นหนากับที่นั่ง เมื่อความดันสูงเกินไปมันจะยกขึ้นและปล่อยให้ของเหลวไหลออกมา

ที่นั่ง

นี่คือพื้นผิวการปิดผนึกที่แผ่นดิสก์ตั้งอยู่ มันจะต้องราบรื่นและแม่นยำมากในการป้องกันการรั่วไหลเมื่อปิด

ฤดูใบไม้ผลิ

สิ่งนี้ให้แรงที่ช่วยให้วาล์วปิดในระหว่างการทำงานปกติ โดยการปรับความตึงเครียดของสปริงเราสามารถเปลี่ยนความดันที่ตั้งไว้ได้

องค์ประกอบการตรวจจับ

ส่วนนี้ "รู้สึก" ความกดดันของระบบ มันอาจเป็นลูกสูบไดอะแฟรมหรือแผ่นดิสก์เอง เมื่อความดันถึงจุดที่กำหนดองค์ประกอบนี้จะเคลื่อนที่และเปิดวาล์ว

วาล์วโล่งอกทำงานอย่างไร: กระบวนการที่สมบูรณ์

หลักการทำงานขึ้นอยู่กับความสมดุลของแรงอย่างง่าย-เช่นการชักเย่อระหว่างสงครามระหว่างการเปิดและปิดกองกำลัง

ขั้นตอนที่ 1: การทำงานปกติ (ปิดวาล์ว)

ในระหว่างการทำงานปกติแรงสปริงจะผลักลงบนแผ่นดิสก์ทำให้มันปิดผนึกกับที่นั่ง ความดันของระบบผลักดันลงบนแผ่นดิสก์ แต่มันไม่แข็งแรงพอที่จะเอาชนะแรงสปริง

บังคับสมดุล: แรงสปริง> แรงดัน = วาล์วอยู่ปิดอยู่

ขั้นตอนที่ 2: แรงดันเกิดขึ้น

เมื่อความดันของระบบเพิ่มขึ้นแรงที่สูงขึ้นของแผ่นดิสก์ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน วาล์วยังคงปิดอยู่จนกว่าความดันถึงจุดที่กำหนด

ขั้นตอนที่ 3: การเปิดเริ่มต้น

เมื่อแรงดันกระทบแรงดันที่ตั้งค่าแรงขึ้นจะเท่ากับแรงสปริง แผ่นดิสก์เริ่มยกขึ้นเล็กน้อยสร้างช่องเล็ก ๆ สิ่งนี้เรียกว่า "แคร็ก" หรือ "โผล่"

ขั้นตอนที่ 4: การเปิดเต็ม

เมื่อความดันยังคงเพิ่มขึ้นเหนือจุดที่ตั้งไว้ (แรงดันเกิน) แผ่นดิสก์จะยกระดับสูงขึ้น ของเหลวไหลออกมามากขึ้นซึ่งจะช่วยลดความดันของระบบ

ขั้นตอนที่ 5: ปิดอีกครั้ง

เมื่อของเหลวเพียงพอที่จะหลบหนีและแรงดันลดลงแรงสปริงจะแข็งแกร่งกว่าแรงดันอีกครั้ง แผ่นดิสก์เคลื่อนกลับลงมาและปิดผนึกที่นั่ง

วาล์วไม่ปิดที่ความดันเดียวกับที่เปิด - ปิดที่ความดันต่ำกว่า ความแตกต่างนี้ (blowdown) ป้องกันวาล์วจากการเปิดและปิดอย่างรวดเร็วซึ่งจะทำให้วาล์วเสียหาย

สองประเภทหลักของวาล์วบรรเทา

วาล์วบรรเทาทุกข์โดยตรง

เหล่านี้เป็นประเภทที่ง่ายกว่า ความดันของระบบทำหน้าที่โดยตรงบนแผ่นดิสก์ทำงานกับฤดูใบไม้ผลิ

		พวกเขาทำงานอย่างไร: 
		ความดันระบบดันโดยตรงบนแผ่นดิสก์
เมื่อแรงดันเอาชนะแรงสปริงวาล์วจะเปิดขึ้น
การเปิดเป็นแบบค่อยเป็นค่อยไป (ตามสัดส่วนกับความดันเพิ่มขึ้น)
การปิดจะเกิดขึ้นเมื่อแรงดันลดลง

	

ข้อดี:

การตอบสนองที่รวดเร็วมาก (เปิดใน 2-10 มิลลิวินาที)
การออกแบบที่เรียบง่ายด้วยชิ้นส่วนที่น้อยลง
ราคาถูกกว่า
เชื่อถือได้สำหรับแอปพลิเคชันพื้นฐาน

จุดด้อย:

การควบคุมแรงดันที่แม่นยำน้อยลง
อาจมีเสียงดังหรือพูดพล่อย
กำลังการไหลที่ จำกัด
อาจมีการรั่วไหลใกล้กับแรงดันที่ตั้งไว้

ดีที่สุดสำหรับ:ระบบขนาดเล็กวงจรไฮดรอลิกการบรรเทาความดันฉุกเฉิน

วาล์วบรรเทาทุกข์ที่ดำเนินการโดยนักบิน (PORV)

สิ่งเหล่านี้ใช้ระบบสองขั้นตอน: วาล์วนักบินขนาดเล็กควบคุมวาล์วหลักขนาดใหญ่

		พวกเขาทำงานอย่างไร: 
		ความดันระบบเติมทั้งด้านบนและด้านล่างของวาล์วหลัก
ห้องด้านบนมีพื้นที่ขนาดใหญ่กว่าดังนั้นแรงสุทธิจะปิดวาล์วหลักปิด
วาล์วนักบินขนาดเล็กสัมผัสกับความดันของระบบ
เมื่อความดันถึงจุดที่กำหนดวาล์วนำร่องจะเปิดขึ้น
สิ่งนี้จะปลดปล่อยแรงกดดันจากห้องด้านบน
ตอนนี้ความแตกต่างของความดันเปิดวาล์วหลักอย่างรวดเร็ว
เมื่อความดันของระบบลดลงนักบินจะปิดและวาล์วหลักจะอยู่ให้อยู่กับ

	

ข้อดี:

การควบคุมแรงดันที่แม่นยำมาก
กำลังการไหลขนาดใหญ่
การปิดผนึกแน่น (ไม่มีการรั่วไหลต่ำกว่าความดันที่ตั้งไว้)
การทำงานที่มั่นคงโดยไม่พูดพล่อย
สามารถรับมือกับแรงดันหลังสูงได้

จุดด้อย:

การออกแบบที่ซับซ้อนมากขึ้น
เวลาตอบสนองช้าลง (~ 100 มิลลิวินาที)
ต้นทุนที่สูงขึ้น
ต้องใช้ของเหลวที่สะอาด (นักบินสามารถเสียบได้)

ดีที่สุดสำหรับ:ระบบอุตสาหกรรมขนาดใหญ่หม้อไอน้ำโรงงานเคมีการควบคุมกระบวนการที่แม่นยำ

แอปพลิเคชันในระบบโลกแห่งความเป็นจริง

ระบบไฮดรอลิก

วาล์วบรรเทาทุกข์ช่วยป้องกันปั๊มไฮดรอลิกและกระบอกสูบจากแรงดันเกิน ตัวอย่างเช่น:

รถขุด: ปกป้องกระบอกสูบไฮดรอลิกเมื่อถังกระทบวัตถุที่เคลื่อนที่ได้
เบรกเครื่องบิน: จัดการความดันเพิ่มขึ้นจากความร้อนในระหว่างการลงจอด
สื่ออุตสาหกรรม: ป้องกันความเสียหายเมื่อชิ้นงานต่อต้านการขึ้นรูป

ระบบไอน้ำและหม้อไอน้ำ

วาล์วความปลอดภัยบนหม้อไอน้ำป้องกันการระเบิดอย่างรุนแรงโดยการปล่อยไอน้ำเมื่อแรงดันสูงเกินไป สิ่งเหล่านี้จะต้องเป็นไปตามรหัสความปลอดภัย ASME ที่เข้มงวด

การแปรรูปเคมี

วาล์วโล่งอกปกป้องเครื่องปฏิกรณ์และเรือจาก:

ปฏิกิริยาเคมีที่หลบหนี
เรือทำความร้อนไฟภายนอก
ระบบทำความเย็นล้มเหลว
สายปล่อยที่ถูกบล็อก

ระบบทำความเย็น

วาล์วบรรเทาทุกข์ที่เปิดใช้งานอุณหภูมิป้องกันสารทำความเย็นมากเกินไปเมื่ออุณหภูมิโดยรอบเพิ่มขึ้น

ปัญหาและการแก้ปัญหาที่พบบ่อย

การพูดพล่อยหรือกระพือ

ปัญหา: วาล์วเปิดและปิดอย่างรวดเร็วทำให้เกิดเสียงรบกวนและสึกหรอชิ้นส่วน

สาเหตุ: วาล์วมีขนาดใหญ่เกินไปสำหรับการใช้งานแรงดันหลังสูงแรงดันตกในท่อทางเข้า

การแก้ปัญหา: ใช้วาล์วขนาดเล็กลดแรงดันย้อนกลับหรือติดตั้งท่อทางเข้าขนาดใหญ่ขึ้น

การรั่วไหลเมื่อปิด

ปัญหา: ของเหลวหลบหนีแม้ในขณะที่ความดันของระบบต่ำกว่าความดันที่ตั้งไว้

สาเหตุ: พื้นผิวการปิดผนึกที่เสียหายวัสดุแปลกปลอมบนที่นั่งการกัดกร่อนหรือการสึกหรอ

การแก้ปัญหา: ทำความสะอาดวาล์วเปลี่ยนชิ้นส่วนที่เสียหายตรวจสอบความสะอาดของเหลว

จะไม่เปิดที่ความดันที่ตั้งไว้

ปัญหา: วาล์วไม่สามารถเปิดได้เมื่อควร

สาเหตุ: การปรับสปริงไม่ถูกต้องวาล์วติดอยู่เนื่องจากการกัดกร่อนระบบนำร่องที่ถูกบล็อก (PORV)

การแก้ปัญหา: remalibrate spring, clean และ service valve, clear clell

จะไม่ปิดหลังจากเปิด

ปัญหา: วาล์วยังคงเปิดหลังจากแรงดันลดลง

สาเหตุ: ดิสก์หรือที่นั่งที่เสียหาย, ก้านวาล์วงอ, วัสดุแปลกปลอมป้องกันการปิด

การแก้ปัญหา: ซ่อมแซมหรือเปลี่ยนชิ้นส่วนที่เสียหายทำความสะอาดวาล์วอย่างทั่วถึง

วิธีเลือกวาล์วบรรเทาที่เหมาะสม

ขั้นตอนที่ 1: ระบุสถานการณ์

กำหนดสิ่งที่อาจทำให้เกิดแรงดันเกิน: ปั๊มคายประจุถูกปิดกั้นไฟภายนอก, ความล้มเหลวของท่อแลกเปลี่ยนความร้อน, วาล์วควบคุมความล้มเหลว

ขั้นตอนที่ 2: คำนวณอัตราการไหลที่ต้องการ

ใช้มาตรฐานอุตสาหกรรม (เช่น API 520) เพื่อคำนวณจำนวนของเหลวที่วาล์วจะต้องปลดปล่อยเพื่อควบคุมความดัน

ขั้นตอนที่ 3: เลือกประเภทวาล์ว

การออกฤทธิ์โดยตรง: สำหรับแอพพลิเคชั่นที่ตอบสนองอย่างรวดเร็วพร้อมการไหลในระดับปานกลาง

นำร่อง: สำหรับการควบคุมที่แม่นยำการไหลสูงหรือแรงดันหลังสูง

ขั้นตอนที่ 4: เลือกวัสดุ

เลือกวัสดุที่เข้ากันได้กับของเหลวของคุณ: สแตนเลสสำหรับของเหลวกัดกร่อน, โลหะผสมพิเศษสำหรับอุณหภูมิสูง, ที่นั่งนุ่มสำหรับการปิดผนึกแน่น

ขั้นตอนที่ 5: ขนาดวาล์ว

ใช้สูตรมาตรฐานในการคำนวณขนาดวาล์วที่ต้องการตาม: อัตราการไหลที่ต้องการคุณสมบัติของของไหลมากเกินไปความดันที่อนุญาต

มาตรฐานความปลอดภัยและข้อบังคับ

วาล์วบรรเทาทุกข์ต้องเป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรมที่เข้มงวด:

ASME หม้อไอน้ำและรหัสเรือแรงดัน: ต้องใช้วาล์วบรรเทาทุกข์บนเรือความดันและขีด จำกัด แรงดันเกินถึง 10-21% เหนือความดันการออกแบบ

มาตรฐาน API: ให้วิธีการสำหรับการปรับขนาดวาล์ว (API 520), แนวทางปฏิบัติในการติดตั้ง (API 521) และขนาดมาตรฐาน (API 526)

การทดสอบปกติ: วาล์วจะต้องทดสอบเป็นระยะเพื่อให้แน่ใจว่าเปิดที่ความดันที่ถูกต้องและปิดผนึกอย่างถูกต้องเมื่อปิด

สรุป: สายสุดท้ายของการป้องกันระบบของคุณ

วาล์วบรรเทาทุกข์เป็นวีรบุรุษที่ไม่ได้รับความปลอดภัยจากอุตสาหกรรม พวกเขาทำงานโดยอัตโนมัติโดยไม่มีไฟฟ้าหรือการแทรกแซงของมนุษย์เพื่อป้องกันความล้มเหลวของหายนะ การทำความเข้าใจหลักการการทำงานของพวกเขาช่วยคุณ:

เลือกวาล์วที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันของคุณ
รักษาไว้อย่างถูกต้องสำหรับการทำงานที่เชื่อถือได้
แก้ไขปัญหาเมื่อเกิดขึ้น
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสอดคล้องกับกฎระเบียบด้านความปลอดภัย

ไม่ว่าคุณจะจัดการกับวงจรไฮดรอลิกอย่างง่ายหรือกระบวนการทางเคมีที่ซับซ้อนวาล์วบรรเทาทุกข์ให้สายสุดท้ายที่สำคัญในการป้องกัน โดยการเลือกติดตั้งและบำรุงรักษาอย่างถูกต้องคุณจะลงทุนในความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของระบบทั้งหมดของคุณ

ข้อควรจำ: วาล์วบรรเทาทุกข์นั้นดีพอ ๆ กับการบำรุงรักษา การตรวจสอบการทดสอบและการให้บริการเป็นประจำทำให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์ความปลอดภัยที่สำคัญเหล่านี้จะพร้อมเมื่อคุณต้องการมากที่สุด

สำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะให้ปรึกษากับวิศวกรที่มีคุณสมบัติเหมาะสมและปฏิบัติตามรหัสและมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง การเลือกวาล์วบรรเทาและการติดตั้งไม่ควรทำโดยไม่ต้องวิเคราะห์ทางวิศวกรรมที่เหมาะสม

ประเภทวาล์วควบคุมแรงดัน: คู่มือที่สมบูรณ์สำหรับระบบไฮดรอลิกและนิวเมติก

ต่อไป :

ประเภทของ PRV: คู่มือที่สมบูรณ์เกี่ยวกับการบรรเทาแรงดันและการลดวาล์ว

ข่าวที่เกี่ยวข้อง