Dlaczego zawór bezpieczeństwa przecieka? Przyczyny i sposoby zapobiegania

Funkcja i sposób działania zaworu bezpieczeństwa

Zawór bezpieczeństwa ma za zadanie chronić system przed zbyt wysokim ciśnieniem – występuje w układach grzewczych, instalacjach wodnych oraz przemysłowych systemach ciśnieniowych. W momencie, gdy ciśnienie przekracza dopuszczalny poziom, zawór otwiera się i odprowadza nadmiar medium (zwykle wody lub pary), a po ustabilizowaniu się warunków – samoczynnie się zamyka.

Działanie zaworu oparte jest na równowadze sił – nacisku sprężyny i siły generowanej przez ciśnienie w układzie. Kiedy ciśnienie osiąga graniczną wartość, siła medium przeważa nad oporem sprężyny, co skutkuje otwarciem zaworu. Zawór pozostaje otwarty do momentu, aż ciśnienie wróci do poziomu roboczego, a następnie się zamyka – z pomocą elementów regulacyjnych, które stabilizują jego pracę.

1. Stan zamknięty: W standardowych warunkach pracy, gdy ciśnienie robocze doprowadzane do zaworu jest niższe niż siła, jaką wywiera sprężyna dociskająca element zamykający (grzybek lub tarczę) do siedziska, zawór pozostaje zamknięty. Aby zapewnić szczelność układu i zapobiec niekontrolowanemu przepływowi medium, wartość ciśnienia roboczego nie powinna przekraczać 95% wartości ustawionego progu otwarcia zaworu.
2. Otwarcie zaworu: Wraz ze wzrostem ciśnienia roboczego i osiągnięciem jego zaprogramowanego poziomu, medium zaczyna przesuwać się wzdłuż powierzchni uszczelniających zaworu, co skutkuje wzrostem ciśnienia w komorze wewnętrznej. Ograniczenie przepływu przez szczelinę między górnym a dolnym pierścieniem regulacyjnym powoduje dodatkowy nacisk na dysk, który w pewnym momencie przewyższa opór sprężyny, skutkując gwałtownym otwarciem zaworu – tzw. „wyskokiem”.
3. Pełne otwarcie: Po pełnym otwarciu zawór umożliwia sprawne odprowadzenie nadmiaru medium (najczęściej pary wodnej) z instalacji. Pozycja górnego pierścienia regulacyjnego wpływa na zmianę kierunku przepływu, zwiększając siłę działającą na grzybek lub tarczę, co stabilizuje stan otwarcia. W tej fazie zawór utrzymuje pozycję dzięki ogranicznikowi podnoszenia, który zapobiega niekontrolowanym zmianom ciśnienia i utrzymuje równomierne działanie mechanizmu.
4. Zamykanie zaworu: Po obniżeniu się ciśnienia w układzie do wartości poniżej ustawionego progu, wrzeciono przemieszcza kołnierz w kierunku podkładki pływającej, zmniejszając przepływ pary w komorze. W efekcie chwilowe ciśnienie w komorze wzrasta i wraz z siłą sprężyny powoduje powrót elementu zamykającego na gniazdo, gwarantując szczelne zamknięcie. Proces ten jest dodatkowo wspomagany przez dolny pierścień regulacyjny, który łagodzi moment domykania, zapewniając precyzyjne dopasowanie dysku do siedziska zaworu.

Zawór bezpieczeństwa pełni zatem niezwykle istotną funkcję ochronną w systemach ciśnieniowych – automatycznie reaguje na przekroczenie dopuszczalnego ciśnienia, odprowadza jego nadmiar, a po normalizacji warunków – zamyka się w sposób kontrolowany.

Najczęstsze powody nieszczelności zaworu bezpieczeństwa

Nieprawidłowo działający zawór może doprowadzić do wzrostu ciśnienia, który z kolei może uszkodzić inne podzespoły z których zbudowana jest instalacja pneumatyczna. Kluczowe jest poznanie przyczyn takiego stanu. Może to być efekt zużycia elementów mechanicznych, błędnego montażu lub niewłaściwego ustawienia parametrów. Regularna konserwacja i szybkie działania naprawcze pomagają uniknąć poważniejszych problemów i utrzymać system w dobrej kondycji.

1. Zbyt wysokie ciśnienie w systemie

Jednym z głównych powodów przecieków jest przekroczenie maksymalnego ciśnienia roboczego. Może to wynikać z:

• nieprawidłowej kalibracji zaworu – zbyt niskie ustawienie wartości otwarcia,
• uszkodzonego regulatora ciśnienia powodującego niekontrolowane skoki ciśnienia.

2. Obecność zanieczyszczeń

Wewnątrz zaworu mogą gromadzić się osady wapienne, cząstki brudu lub rdza, które wpływają na jego szczelność:

• osady mineralne – zwłaszcza w instalacjach z twardą wodą,
• rdza i korozja – szczególnie w starszych zaworach lub przy kontakcie z wodą o wysokiej zawartości tlenu.

3. Uszkodzenia mechaniczne

Elementy zaworu, takie jak sprężyna czy grzybek (tarcza), z czasem się zużywają. Dzieje się tak głównie ze względu na:

• osłabienie sprężyny – zmniejsza jej zdolność do utrzymania zaworu w pozycji zamkniętej,
• zużycie lub deformację grzybka, która uniemożliwia szczelne zamknięcie.

4. Zbyt niskie ciśnienie zamknięcia

Jeżeli zawór otwiera się zbyt łatwo, może to być spowodowane:

• nieprawidłowym wyregulowaniem mechanizmu,
• zbyt dużą czułością na drobne wahania ciśnienia, co skutkuje częstym otwieraniem i szybszym zużyciem.

5. Starzenie się uszczelnień

Uszczelki z czasem tracą swoje właściwości pod wpływem:

• wysokiej temperatury i ciśnienia,
• działania substancji chemicznych,
• niewłaściwego doboru materiału uszczelniającego do medium.

Jak zapobiegać przeciekaniu zaworu bezpieczeństwa?

1. Wykonywanie regularnych kontroli technicznych

Ustal harmonogram przeglądów dopasowany do warunków pracy systemu. Podczas przeglądów:

• sprawdzaj działanie zaworu w różnych warunkach,
• wykonuj przedmuchy, aby usunąć ewentualne zanieczyszczenia.

2. Montaż filtrów i separatorów zanieczyszczeń

Filtry ciśnieniowe oraz separatory powietrza i cząstek stałych pomagają utrzymać czystość w instalacji. Ich zastosowanie:

• zapobiegają przedostawaniu się zanieczyszczeń do zaworu,
• poprawiają ogólną żywotność układu.

Najlepiej instalować separatory:

• powietrzne – na przewodach zasilających przy wysokiej temperaturze medium,
• mechaniczne – na powrocie, gdzie wyłapują cząstki stałe i metale.

3. Właściwy dobór zaworu i materiałów uszczelniających

Dobierając zawór, należy uwzględnić:

• typ medium (woda, para, powietrze),
• parametry robocze (ciśnienie, temperatura),
• odporność materiału uszczelek na warunki eksploatacji.

Postaw na niezawodne rozwiązania

Inwestycja w zawór bezpieczeństwa odpowiednio dobrany do instalacji to klucz do niezawodności. Wybór komponentów wysokiej klasy:

• ogranicza ryzyko awarii,
• minimalizuje koszty serwisu i przestojów,
• zwiększa bezpieczeństwo całego systemu.

Firma Pneumat. oferuje szeroką gamę certyfikowanych zaworów bezpieczeństwa, spełniających wymagania różnych branż przemysłowych. Ich produkty zapewniają nie tylko skuteczną ochronę, ale także długą żywotność i pewność działania.