汽车罐车的安全附件及装置通用版.docx

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汽车罐车的安全附件及装置通用版

汽车罐车的安全附件及装置（通用版）

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（安全管理）

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汽车罐车的安全附件及装置（通用版）

导语：

生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。

生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。

当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。

"安全第一"的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。

　　一、安全阀

　　1.作用及基本要求

　　安全阀是设置在罐体上最重要的安全附件。

其作用是当罐体内介质超压时，安全阀能自动起跳，使液化气体迅速逸出，罐体内压力下降；当降至安全压力以下，便自动回座关闭，以此来排除罐体异常超压带来的危险，从而使罐车运行安全可靠。

由于罐车充装的介质及其所处的运输工作状态的特点，对罐车所用安全阀，除应具备一般设备所用安全阀的结构、性能要求外，还要具备适应罐车工作特点的一些特殊要求。

　　①罐车用安全阀要求在瞬间超压时能将一部分介质排放卸压，当压力恢复正常后就要严密封闭，所以最宜采用弹簧式安全阀。

　　②为防止罐车运行时安全阀的外部机械碰撞损坏，安全阀要装于罐体顶部气相空间，且外露于罐体外部的尺寸不得超过150mm。

因此必须采用内装式安全阀。

　　③具有足够的排放面积和可靠的排放性能，是罐车对安全阀的一项最主要的要求。

罐车充装介质的特点，也要求安全阀必须考虑火灾和压力异常时均能够迅速排放，所以，除应按规定的计算方法来确定足够的排放面积外，在安全阀结构形式上，必须设计成开启动作快，回座性能好，开启高度大的全启式。

即在结构设计上必须保证安全阀在规定的全启压力下阀瓣能有大于dt／4（dt——安全阀的阀座喉径）的起跳高度。

以便安全阀一旦开启并喷出介质时不因节流作用而使安全阀的排气口受冻而堵塞。

　　④安全阀的开启和回座性能，必须灵敏、准确、可靠，具有良好的密封性能。

　　⑤阀体和其他受压、受力元件，除应具有足够的强度和刚度外，还应考虑振动和冲击载荷的作用，以保证安全阀经久耐用。

　　⑥安全阀与介质相接触的元件，均应能耐介质、杂质和水的腐蚀。

　　⑦安全阀用密封材料要经受介质的溶胀和腐蚀作用。

　　2.安全阀的基本结构形式

　　按《液化气汽车罐车安全监察规程》规定，汽车罐车上必须装设内置全启式弹簧安全阀，安全阀的排气方向应为罐体上方。

其基本结构形式大致分为两类。

（1）上导向式上导内装式安全阀如图1-8-5和图1-8-6所示。

　　图1-8-5上导内装式安全阀

（一）

　　1-铅封；2-固定支座；3-调节螺帽；4-弹簧座；

　　5-弹簧；5-阀瓣；6-衬套；7-阀体

　　图1-8-6上导内装式安全阀

（二）

　　1-铅封；2-阀杆；3-阀帽；4-调节盖；5-弹簧；6-阀体；7-密封圈；8-止转柱

　　上导向式内装全启式弹簧安全阀，其特点是安全阀阀瓣以外的各元件，均设置在阀瓣密封件以上，使得阀杆、弹簧和调整元件都与介质分隔开，避免了介质对元件的腐蚀作用，延长了使用寿命。

但是上导向式安全阀要有一个圆筒形阀体，它使安全阀元件的数量增加，结构也较复杂，而且阀体和导向件的加工精度要求较高，从而增加了工艺加工的难度。

最主要的问题是导向件所在位置对安全阀的排气会形成阻滞。

在使用中上面的阀帽应随时扣紧。

如不小心进入雨水等，在冬季很容易结冰而使安全阀弹簧失效。

（2）下导向式下导向内置全启式安全阀如图1-8-7所示。

　　图1-8-7下导向内置全启式安全阀

　　下导向式安全阀的特点是阀杆、弹簧、调整装置等元件，均在阀瓣之下，与介质相接触，需要特殊的防腐措施。

但其结构简单、加工容易，在排气通道上无阻滞。

　　无论是哪种形式，安全阀大体上都由阀体、阀瓣、导向杆（套）、弹簧、锁紧装置和阀帽等基本部件组成，下面简单介绍各部件的作用和要求。

　　①阀体。

是安装安全阀主要零部件的地方。

由于液化石油气介质对阀体的压力有较高的要求（一般2.45MPa以上），因此，阀体应采用钢制品。

　　②阀瓣。

是安全阀开启泄放和回座密封的连动部件，它与阀体的阀座口构成安全阀的密封机构，阀瓣在介质压力的作用下上升（开启）或下降（回座）。

阀瓣与阀座口的接触面镶制有密封材料，以满足安全阀的密封要求，密封材料通常采用聚四氟乙烯制品。

　　③导向杆（套）。

阀瓣在阀体内开启和回座以及弹簧的伸缩要有一定距离的轴向往复移动，为保证阀瓣回座时尽可能复原位，以利密封，这就要求对阀瓣的运动做轴向限制，所以弹簧式安全阀都设计有导向杆。

　　④弹簧。

弹簧式安全阀的工作主要靠弹簧，它是极其重要的受力元件，其设计与制造的好坏，很大程度上决定安全阀的质量。

　　罐体内部介质的压力，通过阀瓣作用于弹簧，当压力超过开启压力时，弹簧被压缩，安全阀开始泄放，压力下降后由弹簧的弹力作用而使阀瓣密封。

所以弹簧的弹力、刚度、变形量等设计与制造参数，非常突出地影响着安全阀工作性能的好坏。

　　⑤弹簧座及其调整与锁紧装置。

弹簧的压力靠弹簧座来支撑，支撑件需能调节弹簧并有锁紧装置，以便于进行压力调整，调整后进行锁紧，防止松动。

　　⑥阀帽。

安全阀顶部都设有阀帽，以防雨淋或尘埃落入阀件内部。

　　3.选用安全阀注意事项

　　选用安全阀的主要原则是要保证罐内压力异常升高时具有足够的排放能力，以保证罐车不致发生超压而爆炸。

　　按《液化气体汽车罐车安全监察规程》要求，汽车罐车必须装设内置全启式弹簧安全阀，安全阀排气方向应为罐体上方。

安全阀的开启压力应为罐体设计压力的1.05～1.1倍，安全阀的额定排放压力不得高于罐体设计压力的1.2倍，回座压力不低于开启压力的0.8倍，开启高度应不小于阀座喉径的1／4。

安全阀的排放能力必须考虑发生火灾和罐内压力出现异常情况下，均能迅速排放。

　　二、紧急切断装置

　　《液化石油气汽车罐车安全监察规程》要求，在罐车罐体与液相管、气相管接口处必须分别装设一套内置式紧急切断装置，以便在管道发生大量泄漏时进行紧急止漏。

紧急切断装置按规定包括内置式紧急切断阀、远控操纵系统和易熔金属自动切断装置三个部分。

　　1.紧急切断系统的作用

　　①当罐车的装卸球阀发生故障，泄漏已无法控制时，可用紧急切断阀关闭止漏。

　　②装卸作业过程中，如发生火灾或管道破裂等意外事故，操作人员已无法靠近阀门箱去关闭装卸阀门时，可以通过远控操作系统关闭紧急切断阀，制止继续泄漏。

　　③紧急切断系统内有易熔金属熔断关闭装置。

装置作业时如发生大面积火灾，操作人员已无法靠近罐车关闭阀门时，熔断关闭装置中的易熔合金会因火焰烘烤而熔化，自动关闭紧急切断阀而制止泄漏。

　　④罐车使用过程中，如果发生管路和阀门的严重破坏，瞬间大量液化气体外流，操作人员来不及或无法控制时，紧急切断阀内的过流切断装置，在高速液流的作用下，能自动关闭通路止泄。

　　2.紧急切断阀的结构类型

　　根据紧急切断阀的结构和功能可分为有过流关闭功能的紧急切断阀（见图1-8-8和图1-8-9）和无过流关闭功能的紧急切断阀（见图1-8-10）两种。

　　图1-8-8有过流关闭功能的油压式紧急切断阀

　　1-弹簧；2-先导阀瓣；3-主阀瓣；4-阀杆；5-弹簧；6-油缸

　　根据操作系统牵引方式的不同，紧急切断阀又可分为机械牵引式（见图1-8-9）和油压操纵式（见图1-8-8和图1-8-9）等。

　　机械牵引式靠机械转动或钢索拉动所产生的机械牵引力来平衡阀内弹簧的作用力，以驱动阀瓣的开闭动作。

它具有结构简单、操作方便、传动迅速、制造修理方便等特点。

但操作系统（如钢索）易受损伤，且操纵距离较近。

　　图1-8-9有过流关闭功能的机械牵引式紧急切断阀

　　1-主弹簧；2-先导阀；3-主阀瓣；4-阀体；

　　5-过流弹簧；6-凸轮；7-拉簧；8-阀杆

　　图1-8-10无过流关闭功能的油压式紧急切断阀

　　1-压圈；2-阀体；3-活塞；4-弹簧；5-接盘

　　油压操纵式是靠安装在阀门箱内的小型手摇油泵所给出的油压来平衡阀内弹簧的作用力，驱动阀瓣移动而使阀门开、闭的。

装置在阀门箱内的手摇油泵（见图1-8-1）是紧急切断阀开启的动力来源，摇动手柄向油路系统注油，达到一定压力后，紧急切断阀开启，罐车的装卸作业开始。

油压式紧急切断阀应保证在工作压力下全开。

装卸作业结束，转动泄压阀或泄压手柄使油路泄压，紧急切断阀恢复关闭状态。

油压式紧急切断阀具有结构比较牢固、紧凑，操作方便，动作稳定可靠，使用寿命长等特点，但不如机械牵引式动作迅速。

油泵和油压系统加工制造复杂，修理较困难。

　　图1-8-11手摇油泵

　　1-压力表；2-扳手；3-注油塞；4-油杯；5-泵体；

　　6-油缸；7-活塞；8-卸压手柄；9-易熔塞

　　3.紧急切断阀的工作原理

　　紧急切断阀是保证液化石油气汽车罐车在装卸作业中安全运行的专用阀门。

它是一种常闭阀门，装卸作业中呈开启状态，在装卸作业结束后以及运行过程中该阀处于关闭状态。

　　一般情况下紧急切断阀处于全闭状态[见图1-8-12（a）]，这时凸轮、阀杆都未被顶起，先导阀和主阀都未被阀杆推动，主弹簧和过流弹簧的压力方向相反，但主弹簧的压力大于过流弹簧的压力。

在主弹簧的压力作用下，主阀和先导阀都处于全关闭状态，以保证在非装卸作业过程中，阀门、管路出现意外的情况下仍能保持罐体密闭，切断气相和液相与外界的通路。

　　罐车装卸作业开始，以手动机械牵引或液压操纵，利用凸轮机构把阀杆顶起，主弹簧被压缩，先导阀首先打开，主弹簧通过先导阀作用于主阀上的作用力同时消失。

储罐的高压液化石油气穿过阀杆与主阀座之间的空隙流入阀腔，在阀腔内逐渐汽化，并充满主阀以下的阀腔与管路。

当阀腔内的气体压力上升到接近主阀上部压力，使主阀上下压力趋于平衡时，主阀下部的过流弹簧便向上推开主阀瓣，使紧急切断阀处于全开状态[见图1-8-12（b）]。

这时可以缓缓打开球阀（太快容易引起过流关闭），便可以进行正常的装卸作业。

油压式紧急切断阀应保持在工作压力下全开。

其开启性能要求持续放置48h，不致引起自然闭止。

　　在装卸作业过程中，如出现管路或阀门破损，液化气大量外泄或其他原因造成管路内流速过大，而又不能通过操纵系统关闭紧急切断阀或球阀，在具有过流关闭功能的紧急切断阀内，由于大量流体以极高的速度流经主阀下面阀腔，使阀腔内压力降低，造成罐内与阀腔内出现压力差。

这时罐内液体压力将克服下部过流弹簧的张力，进而推动主阀向下运动，使主阀关闭，切断通路，达到紧急过流关闭的目的[见图1-8-12（v）]。

　　图1-8-12紧急切断阀动作示意

　　装卸工作结束后，释放操作手柄或使油路泄压，将阀杆复位即可关闭紧急切断阀。

装卸作业过程中，如遇到管道破裂等意外火灾事故，当周围温度超过70℃±5℃时，安装在该阀上的低熔点合金熔融，油路泄压或溶断牵引连接件，紧急切断阀关闭，以防止事故扩大或蔓延。

也可以通过罐车尾部的远控系统，使油路泄压或拉动操作手柄，使紧急切断阀关闭。

　　紧急切断阀自始闭起，应在10s内确实闭止。

　　4.对紧急切断阀的基本要求

（1）具有足够的强度和密封性紧急切断阀一方面受到液化石油气压力的直接作用，另一方面还受到油压的作用，要打开切断阀所需要的油压，一般为3MPa以上。

紧急切断阀的泄露或损坏，很容易引起事故，这就要求紧急切断阀具有足够的强度，并且不能泄漏液化石油气，油路也不能漏油。

（2）具有良好的使用性能，操作方便紧急