安全阀是一种自动
调节阀，它不借助任何外力而是利用介质本身的力来排出一额定数量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值。当压力回复正常后，
阀门再行关闭并阻止介质继续流出。安全阀用于锅炉、压力容器和其他受压设备上，作为防超压的安全保护装置。对于一些重要的受压系统，有时需设置两种以上的超压保护装置，在此种情况下，安全阀往往作为最后的一道保护装置，因而其可靠性对设备和人身的安全具有特别重要的意义。
安全阀的技术发展经过了漫长的过程，从排量较小的微启式发展到大排量的全启式，从重锤式（静重式）发展到杠杆重锤式、弹簧式、继直接作用式之后又出现非直接作用的先导式。
常用的安全阀按其结构形式有直接载荷式安全阀、带动力辅助装置的安全阀、带补充载荷的安全阀、先导式安全阀（见图1-33～图1-36）。
在现代工业中，重锤式安全阀、杠杆重锤式安全阀由于其载荷大小有限，对振动敏感以及回座压力较低等原因，其使用范围已愈来愈小。而弹簧直接载荷式安全阀和先导式安全阀因为具有不能相互取代的各自特点，两者都同时得到发展。
⑴杠杆重锤式安全阀。 靠移动重锤位置或改变重锤重量来调节压力。这种安全阀只能固定在设备上，重锤本身重量一般不超过60kg，以免操作困难。铸铁材料制造的杠杆重锤式安全阀适用于公称压力PN≤1.6MPa、介质温度t≤200℃的工作条件下。碳素钢材料制造的杠杆重锤式安全阀适用于公称压力PN≤4.0MPa、介质温度t≤450℃的工作条件下。杠杆重锤式安全阀主要用于水、蒸汽等工作介质。
⑵弹簧直接载荷式安全阀。
是利用压缩弹簧的力以平衡阀瓣的压力，并使其密封。弹簧直接载荷式安全阀具有结构简单、反应灵敏、可靠性好等优点。但因依靠弹簧加载，其载荷大小受到限制，因而不能用于很高压力和很大口径的场合。此外，当被防护系统正常运行时，这种安全阀关闭件密封面上的比压力决定于阀门同系统正常运行压力之差。是一个不大的值，所以要达到良好的密封就比较困难。特别是当阀门关闭件为金属密封面和当阀门整定压力同系统正常运行压力比较接近时更是如此。这时为了保证必需的密封性往往需要采取特殊的结构型式和进行极精细的加工和装配。弹簧直接载荷式安全阀有封闭式和不封闭式两种。一般易燃、易爆或有毒介质选用封闭式。蒸汽或惰性气体等可选用不封闭式。弹簧直接载荷式安全阀有的带扳手，有的不带扳手。扳手的作用是检查阀瓣的灵敏度。
⑶先导式安全阀。 是一种依靠从导阀排出介质来驱动或控制的安全阀，该导阀本身应是符合标准要求的直接载荷式安全阀。由于先导式安全阀的主阀通常利用工作介质压力加载，其载荷大小不受限制。因而可用于高压、大口径的场合。同时，因其主阀可设计成依靠工作介质压力密封的形式，或者可以对阀瓣施加直接载荷式安全阀大得多的载荷，因而主阀的密封性容易得到保证。此外，这类安全阀的动作可以较少受背压变化的影响，但是先导式安全阀的可靠性同主阀和导阀两者有关，而且结构比较复杂，为了提高可靠性，规范往往要求采用多重先导控制管路。这样就更增加了整个保护系统的复杂程度。基于上述原因，先导式安全阀与弹簧直接载荷式安全阀无论在流程工业还是在电力工业中都有广泛的应用，并各自发展、共同构成了安全阀结构发展的主流。
⑷安全阀的选用要求。 选用安全阀时，通常由操作压力决定安全阀的公称压力，由操作温度决定安全阀的使用温度范围，由计算出的安全阀的定压值决定弹簧或杠杆的调压范围，根据使用介质决定安全阀的材料和结构形式，根据安全阀的排放量计算出安全阀的喷嘴截面积或喷嘴直径，以选取安全阀型号和个数。
弹簧直接载荷式安全阀的工作压力等级如表2-5所示，共有五种工作压力级。选择时，除注明产品型号、名称、介质、温度外，还应注明弹簧的压力级别。 表2-5 弹簧安全阀工作压力级
公称压力
PN/MPa |
工作压力/MPa |
| ρⅠ |
ρⅡ |
ρⅢ |
ρⅣ |
ρⅤ |
1.0
1.6
2.5
4.0
6.4
10.0
16.0
32.0 |
＞0.05～0.1
＞0.25～0.4
＞16～20 |
＞0.1～0.25
＞0.4～0.6
＞20～25 |
＞0.25～0.4
＞0.6～1.0
＞1.0～1.3
＞1.6～2.5
＞3.2～4.0
＞5.0～6.4
＞8.0～10.0
＞22～25 |
＞0.4～0.6
＞1.0～1.3
＞1.3～1.6
＞2.5～3.2
＞4.0～5.0
＞6.4～8.0
＞10～13
＞25～29 |
＞0.6～1.0
＞1.3～1.6
＞1.6～2.5
＞3.2～4.0
＞5.0～6.4
＞8.0～10
＞13～16
＞29～32 |
安全阀的进口和出口分别处于高压和低压两侧，所以连接法兰也相应采用不同的压力等级，如表2-6所示。
表2-6安全阀进出口法兰压力级 MPa
| 安全阀公称压力 |
1.0 |
1.6 |
4.0 |
10.0 |
16.0 |
32.0 |
| 进口法兰压力级 |
1.0 |
1.6 |
4.0 |
10.0 |
16.0 |
32.0 |
| 出口法兰压力级 |
1.0 |
1.6 |
1.6 |
4.0 |
6.4 |
16.0 |
当介质经由安全阀排放时，其压力降低，体积膨胀，流速增加，故安全阀的出口通径大于进口通径。对于微启式安全阀，其出口通径可等于进口通径，这是因其排量小，又常用于液体介质。而全启式安全阀的排量大，多用于气体介质，故其出口通径一般比公称通径大一级。进出口通径按表2-7选用。
表2-7 安全阀进出口通径 mm
| 公称通径 |
10 |
15 |
20 |
25 |
32 |
40 |
50 |
80 |
100 |
150 |
200 |
| 进口通径 |
10 |
15 |
20 |
25 |
32 |
40 |
50 |
80 |
100 |
150 |
200 |
| 出口通径 |
微启式 |
10 |
15 |
20 |
25 |
32 |
40 |
50 |
80 |
|
|
|
| 全启式 |
|
|
|
|
40 |
50 |
65 |
100 |
125 |
200 |
250 |
根据标准规定：碳素钢和合金钢制造的直接载荷式安全阀适用于PN≤32MPa、DN≤150mm的工作条件。主要用于水、蒸汽、氨、石油及油品等介质。碳素钢制的安全阀用于介质温度t≤450℃，合金钢制的安全阀用于介质温度t≤600℃。
安全阀应有足够的灵敏度，当达到开启压力时，应无阻碍地开启；当达到排放压力时，阀瓣应全部开启，并达到额定排量，当压力降到回座压力时，阀门应及时关闭，并保持密封。安全阀压力应符合表2-8的规定。
表2-8安全阀的压力规定 MPa
| 使用部位 |
工作压力ρ |
开启压力ρa |
回座压力ρh |
排放压力ρv |
用途 |
| 蒸汽锅炉 |
＞1.3
1.3～3.9
＞3.9 |
ρ+0.2
ρ+0.4
1.04ρ
1.06ρ
1.05ρ
1.08ρ |
ρh-0.4
ρh-0.6
0.94ρh
0.92ρh
0.93ρh
0.90ρh |
1.03ρv
1.03ρv
1.03ρv |
工作用
控制用
工作用
控制用
工作用
控制用 |
| 设备管路 |
≤1.0
＞1.0 |
ρ+0.5
1.05ρ
1.10ρ |
ρh-0.8
0.90ρh
0.85ρh |
ρ=1.1ρv
ρv＞1.15ρv |
工作用
控制用 |
当装设两只安全阀时，其中：一个为控制安全阀；另一个为工作安全阀。控制安全阀的开启压力应略低于工作安全阀的开启压力，以避免两个安全阀同时开启而使排气量过多。
由于科学技术的进步，一些用于特殊环境、特殊工况条件的安全阀不断出现，诸如大型火力发电站上的安全阀、石油化工装置上用的安全阀、核电站压水堆一回路装置上的安全阀等。这些装置上的安全阀，保证了系统的正常运行和安全。有关详细情况，请参阅这方面的专著。
