王嚴
摘要:緊急切斷閥是液化氣體汽車罐車重要的安全附件,安裝在罐車底部或側面,其作用相當于根部閥和切斷閥的作用,按其操作方式分為機械式和液壓式,在這里我們主要分析目前較常用的液壓式緊急切斷閥,其主要由手油泵、油路系統(tǒng)、泄放系統(tǒng)和閥體組成。緊急切斷閥一旦出現(xiàn)故障將帶來不可預估的后果,為此,應當對常見故障缺陷進行分析,提高其安全性。
關鍵詞:汽車罐車;緊急切斷閥;功能原理;故障缺陷
液化天然氣作為一種清潔、高效的能源越來越受到廣大用戶的歡迎,在中國經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展的今天,為保障經(jīng)濟的能源動力液化天然氣的發(fā)展非常迅速。隨著低溫技術的不斷提高,液化天然氣以其應用技術成熟、安全可靠、經(jīng)濟可行而被視為目前熱門的能源產(chǎn)業(yè),同時液化天然氣是清潔能源符合國際和我國節(jié)能環(huán)保、低碳經(jīng)濟的發(fā)展方向,其行業(yè)的發(fā)展前景廣闊。在液化天然氣罐車運輸中,安全是首先要考慮的問題,為此,罐車都設置了緊急切斷閥。罐車緊急切斷閥工作原理是:當推動手油泵加壓時,油壓經(jīng)油路傳遞推動油缸活塞桿外伸頂開閥體外凸輪,然后通過凸輪軸帶動內(nèi)凸輪將閥桿頂起,于是閥瓣打開,當油壓泄放時油缸活塞桿回縮,閥桿失去支撐后回落,于是閥瓣隨之關閉。緊急切斷閥科學的設計,獨特的構造使其具有四大作用:
1、快速關閉作用:緊急切斷閥閥體內(nèi)部有閥座、閥瓣組成的密封面,當閥瓣在彈簧作用下能迅速關閉密封,國家標準要求從給出指令(扳動油泵泄壓手柄或打開緊急泄放開關)10秒內(nèi)閥體要切實關閉,所以緊急切斷閥的關閉速度是很快的。這樣在正常運行時,緊急切斷閥關閉和球閥共同起到雙重密封保護作用,而當裝卸作業(yè)時處于開啟狀態(tài),一旦出現(xiàn)緊急情況,可在極短的時間內(nèi)關閉,及時切斷流體通道以防止事態(tài)擴大。
2、過流保護作用:緊急切斷閥閥體內(nèi)部閥瓣上下各有一個彈簧,正常裝卸作業(yè)時,閥瓣上下彈簧能保持一定平衡,從而保證閥瓣的開啟高度;而當大量流體以極高速度通過閥體時,閥瓣下方會形成一定的負壓,閥瓣上下平衡被破壞就會在上部彈簧推動下落回,此時閥體自動關閉,流體被切斷,這就是緊急切斷閥的過流保護作用。當罐車裝卸發(fā)生緊急情況(管路破裂,球閥失靈)造成大量液化氣體外泄,而又無法通過人工關閉緊急切斷閥或減少球閥排放量時,緊急切斷閥就能自動關閉,起到安全保護作用。
3、過熱保護作用:緊急切斷閥還設有一套易熔金屬熔斷關閉裝置,即在手搖油泵泵體和閥體液壓油缸上各有一個易熔合金塞,裝卸作業(yè)時如發(fā)生火災,溫度超過70 5℃時,易熔塞中的易熔合金就會熔化,液壓油就會從塞孔中漏出導致油路泄壓,緊急切斷閥自動關閉,從而防止火災事故的擴大和蔓延。
4、遠控切斷作用:事實證明,罐車發(fā)生火災時,最先起火一般都從流體通道閥門箱處開始,所以該處是火勢最猛的地方,一旦起火,人們往往無法靠近該處來關閉緊急切斷閥和球閥止漏。針這種情況,罐車一般都在車體遠離閥門箱的地方設置遠控切斷裝置即油路泄壓開關,如果閥門箱在車體中部則泄壓開關設在車體尾部,如閥門在車尾部則泄壓開關在車體前部另一側。這樣火災發(fā)生時,可以在遠離火勢中心較安全的地方打開遠控泄壓開關,起到緊急切斷的作用。因此司機和押遠人員要熟知本車緊急切斷閥遠控開關的位置,以便在發(fā)生意外時確保萬無一失。
以上分析可見,緊急切斷閥的完好與否直接關系到罐車的安全運行。可是筆者通過多年來對罐車的定期檢驗,發(fā)現(xiàn)違章操作、使用緊急切斷閥的情況令人堪憂,主要表現(xiàn)在:
1、緊急切斷閥常開:筆者曾偶然檢查了某運輸單位停放的八輛罐車,其中兩輛為機械式切斷閥,其余六輛油壓式緊急切斷閥均未關閉,這說明司機或押運員平時不關緊急切斷閥是一個普遍現(xiàn)象。大家知道,緊急切斷閥是一種常閉閥門,只在裝卸作業(yè)時才開啟,若保持常開其危害在于一是正常運行時流體通道少了一道安全屏障;二是液化氣內(nèi)的雜質(zhì)易沉淀積聚在閥體密封面上,造成關閉密封不嚴;三是切斷閥開啟時液壓油壓力高達5MPa,有時甚至高達8MPa,若長期保持這樣高的壓力無論對手油泵還是油路都會造成損害,容易使密封元件失效導致油路泄漏,其后果是油泵不起壓,緊急切斷閥打不開,影響裝卸工作的正常進行。
2、遠控系統(tǒng)損壞:由于遠控系統(tǒng)和閥門箱相距較遠,液壓油管長故容易發(fā)生泄漏,有些司押人員嫌修理麻煩干脆拆除了遠控油管,以致無法對緊急切斷閥實行遠控關閉。一位司機曾對筆者訴說過他的一次驚險經(jīng)歷:這位司機剛接手一輛罐車,裝氣時發(fā)生軟管破裂,他急忙跑到車尾部準備打開遠控開關來關閉緊急切斷閥,可是扒開尾部積雪時才發(fā)現(xiàn)遠控開關早已被拆掉了!幸虧當時情況被控制住了,至今這位司機談起此事仍心有余悸。
3、過熱保護裝置失效:由于目前國內(nèi)易熔合金的質(zhì)量不過關,一些罐車上裝的易熔合金不到規(guī)定溫度就發(fā)生熔化,有些長期受高壓油的作用會從塞通孔中脫落,兩種情況都會導致液壓油的泄漏。一些司機的處理辦法是將易熔塞換成同尺寸的羅栓來堵漏,孰不知這樣就失去了過熱保護作用。
4夾墊異物:這種現(xiàn)象往往是由于油路泄漏或油泵失效,無法通過手油泵來打開緊急切斷閥,或是司押人員嫌頻繁開啟緊急切斷閥麻煩,在外凸輪和油缸活塞桿間夾墊石頭、鐵塊等物,致使閥體內(nèi)閥桿始終保持上頂,閥體處于常開狀態(tài)。其危害在由于夾墊異物導致液壓系統(tǒng)無法起作用,發(fā)生緊急情況時,無論是手動泄放柄還是遠控以及過熱保護裝置均失效從而失去緊急切斷作用。
如此種種違章行為勢必給罐車的安全運行埋下隱患,要使緊急切斷閥在緊急情況下能真正起到安全保護作用,首先要從思想上重視,司機或押運員要經(jīng)常進行安全學習,熟知緊急切斷閥的原理構造和位置;其次要做好緊急切斷閥的日常維護保養(yǎng)工作,使閥系統(tǒng)各部件始終處于良好狀態(tài),以滿足日常裝卸作業(yè)和應急處置要求,從而確保罐車安全運行。
結束語
根據(jù)LNG汽車罐車結構特性和相關技術檢驗分析筆者認為:為了保證檢測結果的準確性,應當對真空規(guī)管和測量儀器的技術性能提出更高的要求,在測量罐體真空度時要充分考慮規(guī)管和測量儀器的匹配性才能使測量結果更加準確;LNG管路系統(tǒng)作為罐車的一個重要組成部分,從設計上需要注明管道設計壓力和安全閥整定壓力;政府有關部門協(xié)調(diào)設計、制造、檢驗、使用單位進行技術研討制定切實可行的緊急切斷閥檢驗技術標準;基于裝卸軟管的使用特點和檢驗及安全管理上存在困難,應強化充裝單位的軟管自檢工作;氣密性試驗介質(zhì)選用高純度的低溫液氮氣化后進行試驗可以省去復雜的置換過程;為了進一步防止行車追尾事故造成更大的危害應該做更多的安全防護設計以保障設備安全。