谈调节阀的防火性

谈调节阀的防火性谈调节阀的防火性 一 调节阀防火的重要性一 调节阀防火的重要性 在化工 石油等自动化系统中 一旦发生了火灾 如果系 统中某些设备能及时地切断可燃性流体通向火境之路 那么就 可避免大火直接从起火区蔓延到厂区各地所引起的重大损失 调节阀是自动化系统中的一个重要组成部分 它装于现场 控制流路 因此着火药味时它是切断流路避免可燃性流体通向 火境的主要设备 在着火情况下 它是打开还是关闭是很关键 的 由于调节阀由控制室的调节器进行自控 并非人工操作 因此防火阀门的主要特点应该是 能经受调温而短期工作 或 者是当含辛茹苦关闭时应使泄漏量最小 阀门的防火性应该被 看为一项很需要的性能来考虑 希望能够引起有关人员的重视 二 调节阀防火的标准二 调节阀防火的标准 什么样的阀门才是防火阀门呢 国外所提到的防火阀门 fire safe valve 国外对阀门防火性的定义很多而不统一 这 种定义在工业上仍缺乏明确的规定 到目前为止 仍然没有一 种单一的试验或定义能明确确定一个阀门是否能防火 很多工业学会 石油公司 保险公司 阀门制造厂家 以 及英国 美国的有关机构已经规定了各种测试方法 但是 被 测阀门的种类和主要试验规格随测试方法的不同而不同 对燃 烧阀门试验的争论仍在继续 有的试图把两种或两种以上方法 综合为一种完整的方法 但仍然没有定论 应该怎样才能准确 的给防火阀门下定义 这正是我们要研究的问题 首先应该研 究阀门的软阀座标准的问题 有人认为 在大火中不会熔化的金属闸阀和球形阀 globe valve 就是防火阀 这些阀门的设计和结构能保证它在 着火的前后都是金属和金属 metal to metal 的接触 这就 避免了可燃性流体进入大火这中 但是 金属阀座在着火前操 作时 密封性是不好的 由于泄漏量很小 因此在大多已制订 的防火标准中也是被允许的 用户要求阀门在正常操作时既有良好的密封性 同时又具 有防火性 不少阀门厂家早在 15 年前就试图解决这一复 杂问题 他们已经研制了各种各样的 软 硬 密封元件 所有这 两类元件着火这后都能保持金属面接触的密封 硬阀座是用金属或合金制成的 自身能经受高温 软阀座 有橡皮 塑料或熔点低于 约 370 的弹性材料 软 阀座在大火之后能被烧毁 然后凭借系统的压力 阀板的旋转 弹簧力或自身重力的作用保持金属面接触 但是许多软阀座阀 门在燃烧后的安全性也不理想 如果这些弹性阀座在大火中不 能全部烧毁 就不能形成金属面接触 下表归纳了包括软阀座 的几种燃烧试验 从表中看来 各种试验标准有不同的阀门试 验规格进行分析和对比 就能了解哪五种标准较为严格 必须 指出 美国石油学会标准 api607 软密封球阀燃烧试验 1977 年 是一种暂定标准 它对所有 16 英寸以下的球阀都适用 后来第二版的标准 api rp6f 进行了修改 要求更为严格一些 不同制造厂家所提供的阀门只能符合一个或两个如下表所 介绍的防火标准 例如洛克威尔 rock well 公司所提供的防 火柱塞阀和球阀只能符合 api607 和 api rp6f 两种标准 另一些 公司提供的阀门只能符合另一些标准 三 调节阀防火的具体措施三 调节阀防火的具体措施 1 阀体的防火 尽管对阀有的防火性有着不同的看法 制订的规格不同 试验方法也不同 但对阀门怎样才能防火应该有比较一致的看 法 对阀体来说 它应该有以下三点性能 而且为保证这三点 性能应该采取各种具体措施 1 内部泄漏量最小 为了保证这一性能 首先应考虑 到阀芯和阀座的金属面接触 在着火时或着火这后 阀体处于 高温之中 不管其密封结构如何 弹簧力和外加压力怎样变化 都应该保证这一点 应认为这是保证其精密关闭的关键 2 外部泄漏量最小 为了尽量减小外部泄漏 考虑的 方法有 采用能防火的阀杆密封材料 避免用较大的垫片式阀 体连结 3 有连续的操作性 燃烧后仍能正常工作的阀门 自 然就具有抗变形的能力 有抗损性 为了保证阀体有防火性能 许多厂家都进行过各种尝试 例如 他们在阀门上包扎了多层的毡罩 用耐火材料砌成箱体 使阀门和外界隔开 但上述方法都不太会令人满意 因为阀门 每次维修都要拆开 砌上 同是 由于阀门安装位置的限制 这种方法也未必能用 目前较为满意的方法是用一种防火袋 它可以在几分种之 内就套上 维修时也易于揭开 袋的材料含有多层的陶瓷纤维 eramicfiber 或玻璃纤维 fiberglass 用尼龙捆绑裹紧 并 用涂有乙烯树脂的不锈钢丝绑紧在装置上 在一般发问 并不 需改变管道位置 安装空间小 通过试验在 2000 的火焰中燃 烧 30 分钟 阀门仍不损坏 性能令人满意 2 执行机构的防火 由于执行机构直接控制着阀门的位置 所以更需要认真研 究 为了使阀门能及时保持关闭 因此在容易着火的场合常选 用弹簧式气动膜片的钢 铁 执行机构 主要是利用膜片熔点 低这一特点 着火时 由于膜片熔点低很快损坏 因此弹簧移 动 使阀门处于关闭位置 利用对热敏感的可熔式孔塞来降低 气动系统的压力 特别适用于活塞式往复弹簧执行机构 严重的火灾能够改变金属零件的特性 有引起金属变软并 失去回火特性 有些金属实际上熔化了 弹簧力的大小和回火 特性有直接的关系 燃烧后剩余弹簧力能否足够保持阀门位置 需要对执行机构进行燃烧试验才能证明 对蝶阀来说 燃烧后常常需要剩余弹簧力矩来保持阀门的 紧闭位置 关闭所需的力似乎远远小于执行机构原来的输出力 在球形阀的执行机构上 剩余弹簧力很重要 在同样的管道压 力下 平衡式球形阀比不平衡式球形阀所要求的弹簧力要小一 些 因此应用在易着火的场合时 人们愿意用平衡式球形阀 要使执行机构燃烧之后仍能操作 就必须保护弹簧 使它 免受火焰退火的影响 保护弹簧可用三种方法 用绝热材料 用洒水器或用防火涂层 包括上多层的绝热带 利用绝热罩或 者用防火袋 使执行机构在着火后正常运行半小时 但是这种 绝招和密封方法较为笨重而不便 占空间大 在执行机构顶部 装上洒水器 这种做法增加了安装和维护费用 而且因火灾时 经常停水 也无法给洒水器供水 执行机构可以涂上一种含有 环氧基 epoxy based 物质的膨胀薄层 使执行机构正常运 行 在一个燃烧试验中 由于涂料的保护 虽然火温高达 1400 1700 执行机构仍能工作 42 分钟 试验用 1600 磅的 弹簧式铸铁执行机构 约 7 英尺长 气缸孔径 12 英寸 利用 9 个丙烷喷炬来燃烧 在整个燃烧过程中执行机构的弹簧每分钟 往复一次 燃烧后弹簧的输出力矩只降低 6 而且主要是由于 轴承精度下降 摩擦增加所造成的 试验表明弹簧并不受燃烧 火焰的影响 活塞与连杆的密封也依然如旧 密封良好 完成 试验之后 把执行机构浸在冷水中 模拟高温外壳的突冷作用 试验表明 执行机构的壳体和内部零件并不因突然冷却而受到 有害的影响 膨胀涂层是抹上去的 就像是抹水泥一样 抹时可在现场 进行 要注意不要抹住密封部位 这样会使维修不便 当涂层 干固时 就形成了坚硬的 不可渗透的密封层 jamesbury 公司 还在主要部位造了盘板和箱体 分别涂抹 这样维修时就可以 搬开盘板 如果执行机构是铝壳体 即使用涂料也难以防火 因为铝的熔点低 1033 1150 在高于此熔点的碳氢混合 火焰中 零件就会失效 阀门不能关闭 最后 还要介绍一种连杆保