一.主要用途:
拉斷閥設計安裝在化工原料(如液態(tài)丙烷、氨水、環(huán)氧乙烷、液化石油氣、丁二烯、工業(yè)甲醇、天燃氣)的裝卸軟管上,當承受一定拉力時,拉斷閥會自動斷開,防止因裝卸槽車的無意遛車而拉斷裝卸管引起泄漏,防止意外的發(fā)生而造成人員和設備的更大危害。此閥門需人工復位并可重復拉斷使用。閥門有:法蘭和內(nèi)螺紋兩種連接方式。適用于LNG槽車卸車軟管系統(tǒng)上正常工作使用,可重復拉斷復位使用。公稱壓力:4.0MPa以下。 材質(zhì):304L經(jīng)低溫處理。借鑒國外同類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)原理,經(jīng)過幾年的探索和實踐,我公司技術人員繼完成了常溫狀態(tài)下船用緊急脫離裝置和陸用拉斷閥(適用于液化氣、輕質(zhì)油及相關化工介質(zhì))的設計開發(fā)工作后,現(xiàn)已批量生產(chǎn)供應給各大石油化工企業(yè)使用。
下面重點介紹該低溫拉斷閥的結(jié)構(gòu)原理及應用。
二.性能參數(shù):
1. 公稱通徑:DN25、32、40、50、65、80、100;
2. 公稱壓力:PN0.6、1.0、1.6、2.5、4.0MPa;
3. 設計溫度:-196℃;工作溫度:-196℃~50℃;適用范圍:液氧、液氮、液氬、液化天然氣等
4. 材質(zhì):殼體采用耐低溫的奧氏體不銹鋼0Cr18Ni9(GB4237),制造時首先進行深冷處理;密封材料采用耐低溫聚四氟乙烯,內(nèi)襯彈性不銹鋼骨架,密封面經(jīng)研磨處理以達密封要求。
5. 密封性:零泄漏;
6. 使用性能:1)緊急情況下能夠使裝卸設備自動、快速拉斷;2)常規(guī)操作時不會出現(xiàn)“拉斷”;3)拉斷后分開的兩部分能有效密封。
三.結(jié)構(gòu)原理:
圖1所示為軟管型緊急拉斷閥的結(jié)構(gòu)總圖,主要由兩切斷閥組成,切斷閥的主體均為采用彈簧力關閉的單向閥,其拉斷力來自于設備本身,無須電、液等外加動力。
1.主體結(jié)構(gòu)
由圖中可以看出其主體由兩個單向閥組成。單向閥主要由殼體、閥瓣、主密封圈、主密封座、導流板等組成。
1.導流板 2.外殼 3.彈簧 4.陽頭閥瓣 5.主密封 6.主密封座 7.螺釘 8.拉斷螺栓 9.墊片 10.螺母 11.擋銷 12. 副密封 13.陰頭閥瓣
圖1 軟管型緊急拉斷閥
1)殼體
設計有三個三角形耳座,拉斷螺栓通過耳座將兩單向閥對接;中間為導流孔,導流孔的設計滿足流通面積的要求;導流板作為彈簧的支座;連接形式可以采用法蘭連接或內(nèi)螺紋連接。
2)閥瓣
設計為雙球面陀螺形結(jié)構(gòu),這樣的設計有利于保證良好的密封性,減小介質(zhì)的流通阻力從而減少壓力損失,同時避免介質(zhì)流過時紊流現(xiàn)象的產(chǎn)生。閥瓣的前端設計有耳軸,兩個閥瓣的耳軸采用陰、陽配合的結(jié)構(gòu)形式:當兩單向閥對接時,靠閥瓣前端耳軸的相互作用實現(xiàn)單向閥的開啟;閥瓣后端設計有彈簧固定軸,在固定軸尾端設計一臺階:固定軸尾端的細軸段起導向作用,臺階起限位作用,限制因介質(zhì)的流速和壓力的變化而對閥門開度的影響。
3)主密封圈
采用耐低溫聚四氟乙烯制成,內(nèi)襯彈性不銹鋼骨架,靠主密封座壓緊、固定。主密封座與密封圈的接觸面采用內(nèi)球面設計,其曲率與閥瓣密封面相同,該設計具有防火功能,即若因現(xiàn)場失火而燒壞軟密封時,閥瓣便與主密封座接觸形成金屬硬密封,依靠硬密封能夠防止介質(zhì)的大量泄漏。
以上結(jié)構(gòu)既不影響工作時介質(zhì)的正常流通,又能保證在拉斷后兩部分的有效密封。
2.拉斷機構(gòu)
拉斷機構(gòu)既要保證“緊急拉斷”時使設備能夠自動、快速拉斷;又要保證拉斷前有 “緩沖期”,避免常規(guī)操作時出現(xiàn)“拉斷”,影響正常裝卸作業(yè)。
1)軟管型拉斷機構(gòu)
主要由拉斷螺栓、擋銷、螺母等組成。
由于無論是膠管還是金屬軟管都具有較好的柔性,當槽車超位時逐漸出現(xiàn)張緊并在一定范圍內(nèi)延伸的過程,這個過程提示操作人員“若不采取措施停車,將會出現(xiàn)緊急拉斷”,軟管的優(yōu)點就在于自身存在緩沖過程。
拉斷螺栓結(jié)構(gòu)上如圖2所示,其拉斷力必須小于軟管的拉斷強度,而大于介質(zhì)壓力,選材上同時考慮 “瞬間、快速”斷裂;拉斷螺栓的異形設計滿足了裝配時斷面不承受扭矩的要求。
1. 螺母 2. 拉斷螺栓 3. 擋銷
圖2 拉斷螺栓
圖3 所示為軟管型緊急拉斷閥裝配關系示意圖
四.工作過程
如圖4所示為緊急拉斷閥安裝在軟管工藝管線上的示意圖,該套裝卸設備主要由軟管(高壓膠管或金屬軟管)、快速接頭、緊急拉斷閥和專用球閥等組成。當軟管為高壓膠管時需選用內(nèi)襯鋼骨架結(jié)構(gòu)以保證其有較高的抗拉強度。
1.快速接頭 2. 裝車軟管 3. 鋼絲繩 4. 緊急拉斷閥 5. 緩沖軟管 6.球閥 7. 氣相管 8. 液相管 9.支架
圖4 緊急拉斷閥安裝示意圖
1.拉斷過程:
槽車正常裝卸時,軟管處于松弛自由狀態(tài);當槽車馳離,其接口進入警戒區(qū)時, 軟管張緊并逐漸延伸拉長,當超出極限范圍后進入拉斷區(qū),瞬間緊急拉斷閥的拉斷螺栓斷裂,實現(xiàn)裝置分離;分離后,一個單向閥留在發(fā)油臺管線上,另一個留在軟管上,在內(nèi)部彈簧力的作用下實現(xiàn)密封。
注意:緊急拉斷后,必須迅速停泵,卸掉管線壓力;在管線排空前不得用外力擠壓閥瓣,否則會造成介質(zhì)泄漏,引發(fā)安全事故。
2.拉斷后的復原:
排空管線后進行恢復工作。緊急拉斷閥恢復前, 檢查主密封和副密封是否損壞(燒壞), 有損壞則卸下主密封座更換主密封; 否則只需更換新的拉斷螺栓便可?;謴筒僮鲿r,將陽頭閥瓣耳軸導向部分插入陰頭閥瓣的導向孔中,只需人力壓緊開啟單向閥,對正兩閥殼體上的拉斷螺栓耳座,穿上新的拉斷螺栓并擰緊螺母,完成恢復工作。
說明:對于無毒、非易燃易爆的介質(zhì),也可以在不排空管線的條件下進行恢復操作,過程中會有少量介質(zhì)流出,但不會造成環(huán)境污染。
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