閥門是化工企業(yè)最常見的裝置之一,所有的企業(yè)都離不開他,但也是最容易出現(xiàn)問題的地方,很多事故的發(fā)生都是由于閥門引起的,先舉幾個(gè)例子: (1)2021年10月26日早上5時(shí)40分左右,位于高青縣的山東鼎鼎化學(xué)科技有限公司發(fā)生爆炸,初步判斷,事故原因系閥門故障,導(dǎo)致丁二烯泄漏,引發(fā)爆燃。 (2)2021年1月14日16時(shí)20分左右,位于駐馬店高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的河南順達(dá)新能源科技有限公司在1#水解保護(hù)劑罐進(jìn)行保護(hù)劑扒出作業(yè)時(shí),發(fā)生一起窒息事故,造成4人死亡、3人受傷,直接經(jīng)濟(jì)損失約1010萬元。事故的直接原因是,河南順達(dá)新能源科技有限公司安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)不足,未明確高濃度氮?dú)庠斐傻闹舷L(fēng)險(xiǎn);安全技術(shù)審查把關(guān)不嚴(yán),未將受限空間與危險(xiǎn)化學(xué)品管道進(jìn)行隔離(用閥門代替了盲板進(jìn)行隔離,結(jié)果閥門內(nèi)漏,導(dǎo)致受限空間進(jìn)入氮?dú)猓?/p> 這些年化工企業(yè)出的設(shè)備上的事故非常多,本文重點(diǎn)說的是事故2這種情況,即把閥門當(dāng)作了唯一的、最后一道防線用來隔離物料,這種情況是最容易發(fā)生事故的,那么應(yīng)該如何防止這類事故的發(fā)生呢? 一、閥門的選型很重要 1、選擇步驟 (1)明確閥門在設(shè)備或裝置中的用途,確定閥門的工作條件:適用介質(zhì)、工作壓力、工作溫度等等。 (2)確定與閥門連接管道的公稱通徑和連接方式:法蘭、螺紋、焊接等。 (3)確定操作閥門的方式:手動(dòng)、電動(dòng)、電磁、氣動(dòng)或液動(dòng)、電氣聯(lián)動(dòng)或電液聯(lián)動(dòng)等。 (4)根據(jù)管線輸送的介質(zhì)、工作壓力、工作溫度確定所選閥門的殼體和內(nèi)件的材料:灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、碳素鋼、合金鋼、不銹耐酸鋼、銅合金等。 (5)選擇閥門的種類:閉路閥門、調(diào)節(jié)閥門、安全閥門等。 (6)確定閥門的型式:閘閥、截止閥、球閥、蝶閥、節(jié)流閥、安全閥、減壓閥、蒸汽疏水閥等。 (7)確定閥門的參數(shù):對(duì)于自動(dòng)閥門,根據(jù)不同需要先確定允許流阻、排放能力、背壓等,再確定管道的公稱通徑和閥座孔的直徑。 (8)確定所選用閥門的幾何參數(shù):結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度、法蘭連接形式及尺寸、開啟和關(guān)閉后閥門高度方向的尺寸、連接的螺栓孔尺寸和數(shù)量、整個(gè)閥門外型尺寸等。 (9)利用現(xiàn)有的資料:閥門產(chǎn)品目錄、閥門產(chǎn)品樣本等選擇適當(dāng)?shù)拈y門產(chǎn)品。 2、選擇閥門的依據(jù) 在了解掌握選擇閥門步驟的同時(shí),還應(yīng)進(jìn)一步了解選擇閥門的依據(jù)。 (1)所選用閥門的用途、使用工況條件和操縱控制方式。 (2)工作介質(zhì)的性質(zhì):工作壓力、工作溫度、腐蝕性能,是否含有固體顆粒,介質(zhì)是否有毒,是否是易燃、易爆介質(zhì),介質(zhì)的黏度等等。 (3)對(duì)閥門流體特性的要求:流阻、排放能力、流量特性、密封等級(jí)等等。 (4)安裝尺寸和外形尺寸要求:公稱通徑、與管道的連接方式和連接尺寸、外形尺寸或重量限制等。 (5)對(duì)閥門產(chǎn)品的可靠性、使用壽命和電動(dòng)裝置的防爆性能等的附加要求。 在選定參數(shù)時(shí)應(yīng)注意: 如果閥門要用于控制目的,必須確定如下額外參數(shù):操作方法、最大和最小流量要求、正常流動(dòng)的壓力降、關(guān)閉時(shí)的壓力降、閥門的最大和最小進(jìn)口壓力。根據(jù)上述選擇閥門的依據(jù)和步驟,合理、正確地選擇閥門時(shí)還必須對(duì)各種類型閥門的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)了解,以便能對(duì)優(yōu)先選用的閥門做出正確的抉擇。管道的最終控制是閥門。閥門啟閉件控制著介質(zhì)在管道內(nèi)的流束方式,閥門流道的形狀使閥門具備一定的流量特性,在選擇管道系統(tǒng)最適合安裝的閥門時(shí)必須考慮到這一點(diǎn)。 3、選擇閥門應(yīng)遵循的原則: (1)截止和開放介質(zhì)用的閥門 流道為直通式的閥門,其流阻較小,通常選擇作為截止和開放介質(zhì)用的閥門。向下閉合式閥門(截止閥、柱塞閥)由于其流道曲折,流阻比其他閥門高,故較少選用。在允許有較高流阻的場(chǎng)合,可選用閉合式閥門。 (2)控制流量用的閥門 通常選擇易于調(diào)節(jié)流量的閥門作為控制流量用。向下閉合式閥門(如截止閥)適于這一用途,因?yàn)樗拈y座尺寸與關(guān)閉件的行程之間成正比關(guān)系。旋轉(zhuǎn)式閥門(旋塞閥、蝶閥、球閥)和撓曲閥體式閥門(夾緊閥、隔膜閥)也可用于節(jié)流控制,但通常只能在有限的閥門口徑范圍內(nèi)適用。閘閥是以圓盤形閘板對(duì)圓形閥座口做橫切運(yùn)動(dòng),它只有在接近關(guān)閉位置時(shí),才能較好地控制流量,故通常不用于流量控制。 (3)換向分流用的閥門 根據(jù)換向分流的需要,這種閥門可有三個(gè)或更多的通道。旋塞閥和球閥較適用于這一目的,因此,大部分用于換向分流的閥門都選取這類閥門中的一種。但是在有些情況下,其他類型的閥門,只要把兩個(gè)或更多個(gè)閥門適當(dāng)?shù)叵嗷ミB接起來,也可作換向分流用。 (4)帶有懸浮顆粒的介質(zhì)用閥門 當(dāng)介質(zhì)中帶有懸浮顆粒時(shí),最適于采用其關(guān)閉件沿密封面的滑動(dòng)帶有擦拭作用的閥門。如果關(guān)閉件對(duì)閥座的來回運(yùn)動(dòng)是豎直的,那末就可能夾持顆粒,因此這種閥門除非密封面材料可以允許嵌入顆粒,否則只適用于基本清潔的介質(zhì)。球閥和旋塞閥在啟閉過程中對(duì)密封面均有擦拭作用,故適宜用在帶有懸浮顆粒的介質(zhì)中。 二、不要相信閥門 筆者認(rèn)為閥門的主要有兩個(gè)作用,一是用來調(diào)節(jié)流量,二是用來隔離物料,但在實(shí)際運(yùn)用中,用來調(diào)節(jié)流量相對(duì)靠譜些,用來隔離物料就差些了,所以如果用閥門在進(jìn)行物料隔離時(shí)一定要想到閥門漏了怎么辦?如果是不能承受的后果,還是采取更加靠譜的辦法吧,比如加盲板或者斷開。特別是在受限空間作業(yè)時(shí),用閥門隔離有毒有害物質(zhì)是絕對(duì)不允許的!這類事故已經(jīng)出了很多了,不能再有絲毫的僥幸心理了。 三、閥門也需要保養(yǎng) 為什么閥門容易發(fā)生事故呢?其實(shí)和我們的管理也是有關(guān)系的,很多企業(yè)都是等閥門壞了再去維修或者更換,而不進(jìn)行日常的維護(hù)和保養(yǎng),說白了,那不是等著閥門出事故嗎?閥門也是消耗品啊,他早晚會(huì)壞的!所以事故也早晚會(huì)發(fā)生的!所以在做風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí),閥門失效的情景分析是必須要有的,并且要充分論證其后果嚴(yán)重性,從而對(duì)閥門的設(shè)置、保養(yǎng)、維護(hù)提出要求。 四、閥門的基本概念及分類 一般來說,用來控制流體在管路內(nèi)流動(dòng)的裝置稱為閥門。其主要作用有: 1)截止閥 因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造維修方便,在中低壓管路中應(yīng)用廣泛。它是利用裝在閥桿下面圓形閥盤(閥頭)與閥體內(nèi)凸緣部分(閥座)相配合來達(dá)到截止流體流動(dòng)的目的。閥桿靠螺紋升降可調(diào)節(jié)閥門的開啟程度,起到一定的調(diào)節(jié)作用。 由于閥門的截流作用是依靠閥頭與閥座平面接觸密封,不適合用于含有固體顆粒流體的管路上。截止閥可按使用介質(zhì)特性選用合適的閥頭、閥座、殼體的材料。對(duì)于使用中因密封不好或閥頭、閥座等零件損壞的閥門,可以采取光刀、研磨、堆焊鑲套等辦法修復(fù)使用,以延長(zhǎng)閥門使用壽命。 (2)閘閥 靠與介質(zhì)流動(dòng)方向垂直的一塊或兩塊平板,同閥體密封面相配合達(dá)到封閉的目的。閥板的升起就使閥門開啟。平板隨閥桿的旋轉(zhuǎn)而升降,用開啟的大小調(diào)節(jié)流體的流量。這種閥門阻力小、密封性能好、開關(guān)省力,特別適用于大口徑的管路上,但閘閥的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、種類較多。根據(jù)閥桿結(jié)構(gòu)不同,有明桿和暗桿之分;根據(jù)閥板的結(jié)構(gòu)形式又分為楔式、平行式等。一般楔式閥板為單閥板,平行式多用兩塊閥板。平行式比楔式容易制造,好修理,使用中不易變形,但不宜用于輸送含有雜質(zhì)的流體管路中,多用于輸送水、干凈氣體,油類等管路中。 (3)旋塞 旋塞俗稱考克,它是利用閥體內(nèi)插入一個(gè)中央帶孔的錐形栓塞啟閉管路。旋塞根據(jù)密封形式不同,可分填料旋塞、油密封式旋塞和無填料旋塞等。旋塞的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,外形尺寸小,啟閉迅速,操作方便,流體阻力小,便于制成三通路或四通路的分配或切換閥門。旋塞的密封面大,容易磨損,開關(guān)時(shí)費(fèi)力,不易調(diào)節(jié)流量,但切斷迅速。旋塞可用于壓力和溫度較低或介質(zhì)中含有固體顆粒的流體管路中,但不宜用于壓力較高、溫度較高或蒸汽管路中。 (4)節(jié)流閥 節(jié)流閥屬于截止閥的一種。其閥頭的形狀為圓錐形或流線形,可以較好的控制調(diào)節(jié)流體的流量或進(jìn)行節(jié)流調(diào)壓等。該閥制作精度要求較高,密封性能好。主要用于儀表控制或取樣等管路中,但不宜用于粘度大和含固體顆粒介質(zhì)的管路中。 (5)球閥 球閥又稱球心閥。近幾年發(fā)展較快的一種閥門。它利用一個(gè)中間開孔的球體作閥心,依靠球體的旋轉(zhuǎn)來控制閥門的開或關(guān)。它和旋塞相仿,但比旋塞的密封面小,結(jié)構(gòu)緊湊,開關(guān)省力,遠(yuǎn)比旋塞應(yīng)用廣泛。隨著球閥制造精度的提高,球閥不僅在中低壓管路中使用,而且已在高壓管路中應(yīng)用。但由于密封材料的限制,目前還不宜用于高溫管路中。 (6)隔膜閥 隔膜閥,常見的有膠膜閥。這種閥門的啟閉是一塊特制的橡膠膜片,膜片夾置在閥體與閥蓋之間,關(guān)閉時(shí)閥桿下的圓盤把膜片壓緊在閥體上達(dá)到密封。這種閥門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,密封可靠,便于檢修,流體阻力小。適用于輸送酸性介質(zhì)和帶懸浮物的流體管路中,但一般不宜用于較高壓力或溫度高于60℃的管路,不宜用于輸送有機(jī)溶劑和強(qiáng)氧化介質(zhì)的管路中。 (7)止回閥 止回閥,又稱止逆閥或叫單向閥。安在管路中使流體只能向一個(gè)方向流動(dòng),不允許反向流動(dòng)。它是一種自動(dòng)關(guān)閉閥門,在閥體內(nèi)有一個(gè)閥瓣或搖板。當(dāng)介質(zhì)順流時(shí)流體將閥瓣自動(dòng)頂開;當(dāng)流按止回閥結(jié)構(gòu)的不同,分為升降式和旋啟式二類。升降式止回閥瓣是垂直于閥體通道升降運(yùn)動(dòng)的,一般用于水平或垂直管道上;旋啟式止回閥的閥瓣常稱為搖板,搖板一側(cè)與軸連接,搖板可繞軸旋轉(zhuǎn),旋啟式止回閥一般安裝在水平管道上,對(duì)于小口徑的也可以安裝于垂直的管道上,但要注意流量不宜太大。 止回閥一般適用于清潔介質(zhì)的管路中,對(duì)含有固體顆粒和粘度較大的介質(zhì)管路中不宜采用。升降式的止回閥封閉性能比旋啟式的好,但旋啟式的止回閥流體阻力比升降式的小。一般情況下旋啟式止回閥適用于大口徑的管路中。 (8)蝶閥 靠管內(nèi)一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤(或橢圓盤)來控制管路啟閉。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,外形尺寸小。由于密封結(jié)構(gòu)及材料問題,該閥門封閉性能較差,只適用于低壓、大口徑管路中的調(diào)節(jié),常用在輸送水、空氣、煤氣等介質(zhì)的管路中體倒流時(shí),流體(或彈簧力)自動(dòng)將閥瓣關(guān)閉。 (9)減壓閥 將介質(zhì)壓力降低到一定數(shù)值的自動(dòng)閥門,一般閥后壓力要小于閥前壓力的50%,它主要靠膜片、彈簧、活塞等零件利用介質(zhì)的壓差來控制閥瓣與閥座的間隙達(dá)到減壓的目的。減壓閥的種類很多,常見的有活塞式和薄膜式二種。 (10)襯里閥 為防止介質(zhì)的腐蝕,有的閥門需要在閥體和閥頭等襯耐腐蝕的材料(如鉛、橡膠、搪瓷等),襯里材料應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的性質(zhì)來選用。為襯里方便,襯里閥門大多制成直角式或直流式。 (11)安全閥 為確?;どa(chǎn)的安全,在有壓力的管路系統(tǒng)中,常設(shè)有安全裝置,即選用一定厚度的金屬薄片,像插入盲板一樣裝在管路的端部或三通接口上。當(dāng)管路內(nèi)壓力升高時(shí),薄片被沖破從而達(dá)到泄壓目的。爆破板一般用于低壓、大口徑的管路中,但在大多數(shù)化工管路中則用安全閥,安全閥的種類很多,大致可分為兩大類,即彈簧式和杠桿式。 五、小結(jié) 閥門遍布了我們的生產(chǎn)裝置的每一個(gè)地方,可謂牽一發(fā)而動(dòng)全身,做好選型、做好管理,才能確保萬無一失。 |
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