余 榕 王 恒 劉子方 孔建軍

（天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院)

槽罐車所承裝的介質(zhì)往往具有爆炸危險(xiǎn)性，由于其移動(dòng)和重復(fù)充裝的特點(diǎn)，發(fā)生爆炸或泄漏失效的可能性很高，其失效后果更是十分嚴(yán)重，往往伴隨著火災(zāi)或中毒，引發(fā)災(zāi)難性事故，因此槽罐車的裝卸、貯運(yùn)和使用必須安全可靠。緊急切斷閥是裝設(shè)在槽罐車氣、液相出口管道上的安全附件，當(dāng)發(fā)生管道破裂、誤操作或罐車附近發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，緊急切斷閥可以立即關(guān)閉以切斷物料，防止事故蔓延擴(kuò)大。在發(fā)生事故時(shí)若緊急切斷閥出現(xiàn)故障，后果往往是十分嚴(yán)重的。因此，緊急切斷閥對(duì)保障槽罐車的安全運(yùn)行具有重要意義。準(zhǔn)確的校驗(yàn)和科學(xué)的鑒定是保證緊急切斷閥可靠性及有效性的重要技術(shù)手段，對(duì)于及時(shí)消除安全隱患作用巨大。

1 緊急切斷閥的工作原理

槽罐車最常用的緊急切斷閥主要由閥體、先導(dǎo)閥、過(guò)流閥、手油泵以及其他相關(guān)部件組成[1]。在裝卸時(shí)，凸輪將閥桿頂起，先導(dǎo)閥克服彈簧壓力而開(kāi)啟，介質(zhì)充滿主閥瓣下的閥腔及前端的管路，隨著壓力的升高，當(dāng)主閥瓣上下端壓力趨于平衡時(shí)，主閥瓣在彈簧的作用下開(kāi)啟，緊急切斷閥處于全開(kāi)啟狀態(tài)，此時(shí)進(jìn)行正常作業(yè)。在裝卸過(guò)程中，若發(fā)生管路泄漏、火災(zāi)等意外事故，可以人工泄放手油泵的油壓，油缸上的易熔塞也會(huì)在高溫下熔化而泄放油缸內(nèi)的油壓，使油缸活塞桿回退，凸輪杠桿回彈，從而使主閥閥瓣快速關(guān)閉以切斷物料的泄漏。另外，物料的突然泄漏會(huì)在管路內(nèi)產(chǎn)生較高的流速，在主閥瓣上下產(chǎn)生一定的壓差，導(dǎo)致主閥瓣克服彈簧壓力而自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)，切斷通路，實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)，以防止泄漏和火災(zāi)爆炸事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。

2 緊急切斷閥的失效模式分析

緊急切斷閥是槽罐車的重要安全附件。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用環(huán)境惡劣，再加上其他的偶然因素，造成了緊急切斷閥失效事故頻發(fā)。從緊急切斷閥功能的角度出發(fā)，其失效模式總體來(lái)說(shuō)可以概括為以下幾種：

（1）密封性能失效

密封性能失效是緊急切斷閥最常見(jiàn)的失效模式，具體表現(xiàn)為物料泄漏。其失效原因是多方面的，通常有緊急切斷閥本身的質(zhì)量問(wèn)題，如密封面加工精度不足，凸輪、先導(dǎo)桿、彈簧等相關(guān)零部件質(zhì)量問(wèn)題都可導(dǎo)致密封不嚴(yán)；另外，長(zhǎng)期磨損和惡劣的使用環(huán)境也會(huì)導(dǎo)致密封不嚴(yán)，密封面的磨損、零部件的損壞、密封圈的老化變形和密封面夾雜顆粒等因素都會(huì)導(dǎo)致密封不嚴(yán)。

（2）過(guò)流切斷性能失效

過(guò)流切斷性能是指在流量超過(guò)額定值時(shí)緊急切斷閥自動(dòng)關(guān)閉的性能，該性能失效主要是指過(guò)流未切斷、未過(guò)流先切斷以及切斷時(shí)間超長(zhǎng)等。過(guò)流未切斷的原因主要是人為因素，例如操作人員安全意識(shí)不高，存在僥幸心理，人為地將緊急切斷閥處于常開(kāi)狀態(tài)，因而導(dǎo)致緊急切斷閥在緊急狀況下無(wú)法自動(dòng)關(guān)閉。未過(guò)流先切斷以及切斷時(shí)間超長(zhǎng)主要原因是閥門(mén)本身質(zhì)量問(wèn)題，閥門(mén)質(zhì)量沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo)要求，這種情況較為常見(jiàn)[2]。

（3）過(guò)熱保護(hù)功能失效

在發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，油缸上的易熔塞在高溫下熔化，緊急切斷閥便會(huì)自動(dòng)關(guān)閉以切斷物料。過(guò)熱保護(hù)功能失效主要就是易熔塞質(zhì)量不合格，不在規(guī)定的溫度發(fā)生熔化。在實(shí)際使用中甚至還有操作人員圖簡(jiǎn)便，以普通金屬塞或者螺栓來(lái)代替易熔塞，導(dǎo)致過(guò)熱保護(hù)功能失效。

（4）控制功能失效

緊急切斷閥具有遠(yuǎn)程操控的功能，該功能的失效主要表現(xiàn)為緊急切斷閥無(wú)法進(jìn)行正常的啟閉操作，以及緊急情況下無(wú)法人為予以關(guān)閉。其可能的原因有：閥腔內(nèi)有異物、油泵故障、液壓油管泄漏或者阻塞、閥桿等部件損壞等。更有人為地拆除油管導(dǎo)致緊急切斷閥不能進(jìn)行控制的案例發(fā)生[3]。

3 緊急切斷閥的檢驗(yàn)方法

緊急切斷閥應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、良好的密封性及可靠性。緊急切斷閥的準(zhǔn)確校驗(yàn)、科學(xué)鑒定是保證其可靠有效運(yùn)行的重要技術(shù)手段之一。根據(jù)TSG R0005—2011《移動(dòng)式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和TSG R7001—2013《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》的相關(guān)規(guī)定，緊急切斷閥應(yīng)當(dāng)動(dòng)作靈活、性能可靠、便于檢修。緊急切斷裝置的檢驗(yàn)包括外觀檢查、解體檢查、性能校驗(yàn)和遠(yuǎn)程系統(tǒng)試驗(yàn)。

（1） 外觀檢查

對(duì)拆下的緊急切斷閥的外觀檢查，首先要審核產(chǎn)品制造許可證、合格證及銘牌，無(wú)產(chǎn)品制造許可證或者合格證的緊急切斷閥不得使用；然后確認(rèn)外觀質(zhì)量是否良好，有無(wú)腐蝕、銹蝕、變形等；確認(rèn)型號(hào)、操作方式、工作壓力、制造單位等相關(guān)參數(shù)；檢查緊急切斷裝置控制系統(tǒng)的手搖泵、管路、易熔塞等是否完好，有無(wú)損傷、松動(dòng)、泄漏等現(xiàn)象；除了常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目外，根據(jù)近年來(lái)緊急切斷閥故障的相關(guān)記載[4]，還要檢查緊急切斷閥是否經(jīng)過(guò)私自維修改造等。

（2） 解體檢查

緊急切斷閥的部件繁多，其工作環(huán)境惡劣，易受外部環(huán)境及內(nèi)部介質(zhì)的影響而發(fā)生腐蝕、銹蝕等，因此必須對(duì)其進(jìn)行清洗解體檢查，要檢查閥體、先導(dǎo)桿、彈簧、密封面、凸輪等有無(wú)損傷變形、腐蝕生銹、裂紋等缺陷，對(duì)產(chǎn)生缺陷的部件要進(jìn)行維修或者更換，對(duì)易損件如密封墊等也要進(jìn)行更換。

（3） 性能校驗(yàn)

性能校驗(yàn)主要包括密封性能、耐壓性能、切斷時(shí)間性能和過(guò)流切斷性能的校驗(yàn)，而這 “四項(xiàng)性能”的校驗(yàn)需要專門(mén)的校驗(yàn)裝置來(lái)完成。其校驗(yàn)方法及合格指標(biāo)如下所述：

密封性能校驗(yàn)是通過(guò)將介質(zhì)壓力升至密封性能校驗(yàn)所需的壓力并保壓，試驗(yàn)分別在0.1 MPa及設(shè)計(jì)壓力下進(jìn)行，保壓時(shí)間應(yīng)滿足檢查要求，且不少于3 min。如果壓力值下降幅度小于規(guī)定值，則判定密封性能合格。

耐壓性能校驗(yàn)在密封性能校驗(yàn)合格后進(jìn)行。將介質(zhì)壓力逐步升至耐壓試驗(yàn)所需的壓力并保壓，保壓時(shí)間應(yīng)滿足檢查要求，且不少于3 min。如果壓力值下降幅度小于規(guī)定值，則判定耐壓性能合格。

切斷時(shí)間性能校驗(yàn)是通過(guò)將管線內(nèi)的介質(zhì)流量調(diào)整到規(guī)定的值后，通過(guò)聯(lián)動(dòng)裝置啟動(dòng)緊急切斷閥的關(guān)閉開(kāi)關(guān)，同過(guò)測(cè)定從緊急切斷閥關(guān)閉到流量值為零的時(shí)間間隔——切斷時(shí)間。當(dāng)切斷時(shí)間小于規(guī)定的值時(shí)，判定切斷時(shí)間性能合格。

過(guò)流切斷性能校驗(yàn)是通過(guò)調(diào)節(jié)緊急切斷閥的輸出流量緩慢超過(guò)其額定流量，待緊急切斷閥自動(dòng)關(guān)閉后，記錄閥瓣關(guān)閉前的最大流量值。最大流量值的允許偏差應(yīng)在±10%之內(nèi)，超出此范圍應(yīng)進(jìn)行調(diào)整直至合格。

（4）遠(yuǎn)程系統(tǒng)試驗(yàn)

遠(yuǎn)程系統(tǒng)試驗(yàn)即緊急切斷閥的遠(yuǎn)程控制試驗(yàn)，通常是在罐體氣密試驗(yàn)合格后進(jìn)行，一般進(jìn)行切斷試驗(yàn)1～2次，檢查其動(dòng)作是否靈敏可靠。

5 結(jié)論

本文介紹了緊急切斷閥的工作原理，分析了槽罐車用緊急切斷閥實(shí)際使用中存在的四種主要失效模式，并切合實(shí)際地提出了緊急切斷閥的檢驗(yàn)方法?？陀^、準(zhǔn)確和科學(xué)的檢驗(yàn)是保證緊急切斷閥可靠并且有效運(yùn)行的重要技術(shù)手段，這對(duì)于及時(shí)消除安全隱患作用是巨大的，可以有效地保障槽罐車的安全運(yùn)行，避免嚴(yán)重事故的發(fā)生。

[1]洑春干，薛定.槽罐車操作技術(shù) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[2]莊明梓.液化氣罐車泄漏緊急切斷閥的作用與故障分析[J].安全與健康，2006(8)：42-44.

[3]尚巍.從一起事故談罐車緊急切斷閥的作用 [J].石油與化工設(shè)備，2010，13(4)：62-63.

[4]張登新，陳永利，古海波，等.一起罐車緊急切斷閥未實(shí)現(xiàn)自行關(guān)閉的原因分析 [J].低溫與特氣，2013，31(2)：47-48.

[5]陸金明，王恒，黃小宇，等.新型緊急切斷閥綜合校驗(yàn)裝置的研制 [J].中國(guó)化工裝備，2012（4）：46-48.