安全阀弹簧失效

弹簧作为安全阀最为关键的部件，其一旦出失效，整台安全阀将无法继续使用。本期我们就简单聊安全阀弹簧的失效。在这里要特别指出：弹簧的失效不单指弹簧的断裂同样包含弹簧变化导致的失效。造成弹簧失效的原因主要有如下的几个方面：

一、弹簧内部缺陷导致断裂

在簧丝生产过程中，特别是大直径高强度材料簧丝生产过程中，在簧丝的内部可能存在一定的物理缺陷，如空隙、裂纹等，该部分缺陷在弹簧受剪切力作用下极易出现裂纹的扩展，并最导致弹簧的断裂。另外，簧丝材料内部组织成分不均匀，S、P等微量元素含量较高也极易导致弹簧内部缺陷的生成和扩展。

对于此类失效事件，可以通过弹簧材料终化学成分分析和端口分析的方法进行失效原因判定。随着材料加工水平以及弹簧卷制工艺的发展，弹簧因材料不合格或内部缺陷出现断裂的情况在逐年减少。

二、  弹簧受环境腐蚀导致的断裂

通常情况下安全阀中的弹簧在安全阀开启前均不接触介质，如果安全阀出口存在背压腐蚀性环境，也可以通过增加波纹管的形式对弹簧进行保护。空气环境中存在腐蚀性介质的情况多发生在化工系统中，主要分为均匀腐蚀和局部腐蚀。弹簧的均匀腐蚀可以通过定期检验的方法进行避免。局部腐蚀较难发现产生的危害也更大，其中氯离子、硫离子的存在对弹簧的影响最大，因为这两种介质极易在弹簧中诱发应力腐蚀裂纹。对于环境因素导致的弹簧腐蚀断裂可以通过合理选材进行避免。另外在弹簧出厂时合理的表面处理工艺：喷漆、金属镀膜等也能够很好的避免弹簧腐蚀

三、  弹簧刚度降低导致失效

实际上第三点在实际中受关注程度最低，影响范围却最广。在往期内容中我们已经提过，安全阀用弹簧有一个非常重要的指标就是弹簧刚度，弹簧刚度不合理将直接导致安全阀超压、回座等性能异常。安全阀上线后受使用时间、使用温度的影响，弹簧刚度可能会出现一定的变化（主要是降低），这个过程非常缓慢，很难被察觉。在周期校验过程中，上一个周期内弹簧刚度降低对整定的影响，通过校验过程在不断进行修正，只有安全阀出现提前起跳人们才会意识到弹簧刚度的降低。而弹簧刚度的降低对动作性能的影响在周期校验过程中无法进行测量、校正，所示服役时间较长的安全阀（特别是高温工况）弹簧刚度可能已经降低至无法满足性能要求的范围，但却无法及时发现。

通过强压、热强压的方式能够有效提高弹簧长周期使用的稳定性，但相关工艺是否能够满足长周期服役弹簧（服役5年以上、高温环境使用）刚度要求，尚缺少相应的数据。需要指出在合理弹簧材料的选择对弹簧刚度稳定性的影响也非常大，在弹簧选型时也需要着重考虑。

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