Zawory bezpieczeństwa — kluczowy element systemów ciśnieniowych

W każdym systemie ciśnieniowym — od przemysłowych instalacji parowych, przez sieci sprężonego powietrza, aż po układy hydrauliczne — istnieje jeden wspólny mianownik: konieczność zapewnienia bezpieczeństwa pracy.

 Kluczową rolę w tym zakresie pełnią zawory bezpieczeństwa, które chronią urządzenia i ludzi przed skutkami nadmiernego wzrostu ciśnienia.
Zawory bezpieczeństwa to niewielkie elementy, ale ich znaczenie jest ogromne. To one stanowią ostatnią linię obrony przed awarią, rozszczelnieniem lub nawet eksplozją zbiornika.

W artykule przedstawiamy zasadę działania zaworów bezpieczeństwa, ich rodzaje, zastosowania, wymagania prawne oraz powody, dla których stanowią one nieodłączną część każdego nowoczesnego systemu ciśnieniowego.

Czym jest zawór bezpieczeństwa?

Zawór bezpieczeństwa to urządzenie, które automatycznie otwiera się w momencie przekroczenia dopuszczalnego ciśnienia roboczego w układzie, pozwalając na kontrolowany upust medium (gaz, para, ciecz) do atmosfery lub do specjalnego kolektora.

Po ustąpieniu nadciśnienia zawór samoczynnie się zamyka, przywracając normalne warunki pracy instalacji.

W praktyce oznacza to, że zawór bezpieczeństwa pełni funkcję:

• zabezpieczającą – chroni przed przekroczeniem ciśnienia granicznego,
• prewencyjną – zapobiega awariom i przestojom,
• kontrolną – utrzymuje stabilność pracy systemu.

 

Zasada działania zaworów bezpieczeństwa

Działanie zaworu opiera się na równowadze między siłą sprężyny dociskającej grzybek zaworu a ciśnieniem medium działającym na jego powierzchnię.

1. Gdy ciśnienie w układzie jest niższe niż nastawa zaworu, grzybek pozostaje zamknięty.
2. Gdy ciśnienie przekroczy wartość progową (np. 8 bar), siła medium pokonuje napięcie sprężyny i zawór otwiera się.
3. Nadmiar medium zostaje upuszczony do momentu, aż ciśnienie spadnie poniżej wartości zamknięcia.

To prosty, niezawodny i samoczynny mechanizm — dzięki czemu zawory bezpieczeństwa działają bez konieczności zasilania zewnętrznego czy interwencji operatora.

Typy zaworów bezpieczeństwa

W zależności od medium, zakresu ciśnienia i konstrukcji, wyróżnia się kilka głównych rodzajów zaworów bezpieczeństwa stosowanych w przemyśle.

1. Zawory sprężynowe
Najbardziej popularne rozwiązanie. Ciśnienie otwarcia ustala się przez regulację napięcia sprężyny.

Zastosowanie: instalacje parowe, gazowe, hydrauliczne, sprężone powietrze.
Zalety: prostota konstrukcji, wysoka niezawodność, możliwość montażu pionowego lub poziomego.

 

2. Zawory ciężarkowe (dźwigniowe)

W starszych lub specjalnych instalacjach wykorzystuje się zawory z obciążnikiem, którego masa reguluje ciśnienie otwarcia.

Zastosowanie: kotły parowe, urządzenia niskociśnieniowe.
Zalety: precyzyjna kontrola przy niskich ciśnieniach, odporność na wahania temperatury.

 

3. Zawory pilotowe (sterowane)

Nowoczesne zawory wyposażone w dodatkowy zawór sterujący (pilot), który zwiększa precyzję działania i ogranicza straty medium.

Zastosowanie: instalacje wysokociśnieniowe, przemysł chemiczny, energetyka.
Zalety: wysoka dokładność, szybka reakcja, możliwość pracy w układach dynamicznych.

 

4. Zawory bezpieczeństwa z tłumikiem hałasu

W miejscach, gdzie wyrzut medium wiąże się z dużym hałasem (np. para wodna, powietrze), stosuje się zawory wyposażone w tłumiki akustyczne.

Zastosowanie: elektrownie, zakłady przemysłowe, sieci parowe.
Zalety: redukcja hałasu nawet o 30–40 dB, komfort i bezpieczeństwo obsługi.

 

Główne zastosowania zaworów bezpieczeństwa

Zawory bezpieczeństwa są obowiązkowym elementem wszystkich systemów, w których występuje nadciśnienie robocze.

1. Zbiorniki ciśnieniowe i hydrofory

Chronią przed przekroczeniem dopuszczalnego ciśnienia w zbiornikach stalowych, magazynujących sprężone powietrze, gaz lub ciecz.
 W przypadku awarii układu sterowania lub zaworu zwrotnego, zawór bezpieczeństwa zapobiega rozerwaniu zbiornika.

2. Kotły parowe i wymienniki ciepła

W systemach parowych zawory są niezbędne, by utrzymać ciśnienie robocze w bezpiecznym zakresie.
 Ich otwarcie następuje błyskawicznie — co chroni instalację przed zniszczeniem w ułamku sekundy.

3. Sieci sprężonego powietrza

Zawory montowane przy zbiornikach i kompresorach zapobiegają nadmiernemu wzrostowi ciśnienia w instalacji pneumatycznej.

4. Przemysł chemiczny i petrochemiczny

W procesach, gdzie medium może być niebezpieczne (toksyczne, żrące), zawory bezpieczeństwa kierują upust medium do kolektora lub systemu neutralizacji, co minimalizuje ryzyko dla ludzi i środowiska.

5. Instalacje hydrauliczne

Chronią elementy układu (siłowniki, przewody, pompy) przed przeciążeniem i zbyt dużym ciśnieniem roboczym, stabilizując pracę całego systemu.

Normy i wymagania dla zaworów bezpieczeństwa

Wszystkie zawory bezpieczeństwa stosowane w Europie muszą spełniać określone standardy bezpieczeństwa.
Dla urządzeń wytwarzających lub magazynujących ciśnienie obowiązuje m.in.:

• Dyrektywa PED 2014/68/UE – określa wymagania dla urządzeń ciśnieniowych.
• Norma PN-EN ISO 4126 – definiuje metody badań, projektowania i montażu zaworów bezpieczeństwa.
• Norma PN-EN 764-7 – dotyczy systemów bezpieczeństwa i ochrony przed nadciśnieniem.

Każdy zawór bezpieczeństwa powinien być oznakowany numerem seryjnym, parametrami otwarcia oraz znakiem CE.

Zawory bezpieczeństwa w ofercie Zbiorstal

Firma Zbiorstal projektuje i wykonuje kompletne urządzenia ciśnieniowe, w tym zbiorniki, wymienniki, filtry oraz elementy zabezpieczające takie jak zawory bezpieczeństwa i zawory upustowe.

Zawory stosowane w naszych konstrukcjach są:

• zgodne z dyrektywą PED,
• kalibrowane i testowane fabrycznie,
• wykonane ze stali węglowej, nierdzewnej lub kwasoodpornej,
• przystosowane do pracy z mediami gazowymi, ciekłymi i parowymi.

Zbiorstal oferuje także dobór zaworów bezpieczeństwa do konkretnych aplikacji — w zależności od ciśnienia roboczego, objętości zbiornika i rodzaju medium.

Najczęstsze błędy przy doborze i eksploatacji zaworów bezpieczeństwa

 

1. Nieprawidłowe ciśnienie otwarcia – zbyt wysoka nastawa powoduje brak reakcji na czas, zbyt niska – niepotrzebne upusty.
2. Brak okresowej kontroli – zawory powinny być testowane przynajmniej raz w roku.
3. Zanieczyszczone gniazdo zaworu – może spowodować nieszczelność i wycieki medium.
4. Zamontowanie w nieodpowiednim miejscu – zawory muszą być montowane pionowo, w najwyższym punkcie układu.
5. Brak dokumentacji technicznej – każdy zawór musi posiadać certyfikat i kartę produktu.

 

Konserwacja i testowanie zaworów bezpieczeństwa

Regularna kontrola zaworów bezpieczeństwa to obowiązek wynikający z przepisów oraz dobra praktyka inżynierska.
Procedura obejmuje:

• wizualną inspekcję stanu zaworu,
• test otwarcia przy określonym ciśnieniu,
• kontrolę szczelności po zamknięciu,
• czyszczenie elementów grzybka i gniazda,
• wymianę sprężyn i uszczelnień, jeśli są zużyte.

W przypadku urządzeń podlegających nadzorowi UDT testy muszą być udokumentowane w protokole badań.

Dlaczego zawory bezpieczeństwa są tak ważne?

Zawór bezpieczeństwa to element, który nigdy nie powinien zawieść.
Od jego działania zależy nie tylko trwałość urządzenia, ale często także bezpieczeństwo personelu i całego zakładu.

Dlatego warto inwestować w sprawdzone rozwiązania, regularnie przeprowadzać przeglądy i korzystać z pomocy specjalistów przy projektowaniu systemów ciśnieniowych.

Zbiorstal dostarcza kompletne rozwiązania – od projektu i produkcji zbiorników po montaż i wyposażenie w certyfikowane zawory bezpieczeństwa.

FAQ – najczęściej zadawane pytania

Jak często należy testować zawory bezpieczeństwa?
 Zaleca się test raz w roku lub częściej, jeśli system pracuje w trudnych warunkach (wysokie temperatury, częste zmiany ciśnienia).

Czy zawory bezpieczeństwa można regenerować?
 Tak, pod warunkiem że producent dopuszcza serwisowanie. Wymaga to demontażu i ponownej kalibracji w laboratorium.

Czy zawory muszą posiadać certyfikat UDT?
 Tak – w Polsce zawory montowane w urządzeniach podlegających UDT muszą posiadać dopuszczenie do eksploatacji.

Czy można stosować jeden zawór dla kilku zbiorników?
 Nie zaleca się tego rozwiązania. Każdy zbiornik ciśnieniowy powinien mieć własny zawór bezpieczeństwa, odpowiednio dobrany do jego pojemności i parametrów.