简述调节阀防火的标准

　　在化工、石油等自动化系统中，一旦发生了火灾，如果系统中某些设备能及时地切断可燃性流体通向火境之路，那么就可避免大火直接从起火区蔓延到厂区各地所引起的重大损失。

　　调节阀是自动化系统中的一个重要组成部分，它装于现场控制流路，因此着火药味时它是切断流路避免可燃性流体通向火境的主要设备。在着火情况下，它是打开还是关闭是很关键的。由于调节阀由控制室的调节器进行自控，并非人工操作，因此防火阀门的主要特点应该是：能经受调温而短期工作，或者是关闭时应使泄漏量尽可能的小。阀门的防火性应该被看为一项很需要的性能来考虑，希望能够引起有关人员的重视。

　　调节阀防火的标准

　　什么样的阀门才是防火阀门呢?国外所提到的防火阀门(fire—safe valve),国外对阀门防火性的定义很多而不统一，这种定义在工业上仍缺乏明确的规定。到目前为止，仍然没有一种单一的试验或定义能明确确定一个阀门是否能防火。

　　很多工业学会、石油公司、保险公司、阀门制造厂家，以及英国、美国的有关机构已经规定了各种测试方法。但是，被测阀门的种类和主要试验规格随测试方法的不同而不同。对燃烧阀门试验的争论仍在继续，有的试图把两种或两种以上方法综合为一种完整的方法，但仍然没有定论。应该怎样才能准确的给防火阀门下定义?这正是我们要研究的问题， 先应该研究气动调节阀的软阀座标准的问题。

　　有人认为，在大火中不会熔化的金属闸阀和球形阀(globe valve)就是防火阀。这些阀门的设计和结构能保证它在着火的前后都是金属和金属(metal—to—metal)的接触，这就避免了可燃性流体进入大火这中。但是，金属阀座在着火前操作时，密封性是不好的。由于泄漏量很小，因此在大多已制订的防火标准中也是被允许的。

　　用户要求阀门在正常操作时既有良好的密封性，同时又具有防火性。不少阀门厂家早在15～20年前就试图解决这一复杂问题，他们已经研制了各种各样的“软”“硬”密封元件，所有这两类元件着火这后都能保持金属面接触的密封。

　　硬阀座是用金属或合金制成的，自身能经受高温。软阀座有橡皮、塑料或熔点低于700℉(约370℃)的弹性材料，软阀座在大火之后能被烧毁，然后凭借系统的压力，阀板的旋转，弹簧力或自身重力的作用保持金属面接触。但是许多软阀座阀门在燃烧后的 性也不理想。如果这些弹性阀座在大火中不能全部烧毁，就不能形成金属面接触。这里有必要指出一点，美国石油学会标准API607“软密封球阀燃烧试验(1977年)”是一种暂定标准，它对所有16英寸以下的球阀都适用。后来二代的标准API RP6F进行了修改，要求更为严格一些。

　　调节阀防火的具体措施

　　阀体的防火

　　尽管对阀有的防火性有着不同的看法，制订的规格不同，试验方法也不同，但对阀门怎样才能防火应该有比较一致的看法。对阀体来说，它应该有以下三点性能，而且为保证这三点性能应该采取各种具体措施。

　　(1)内部泄漏量小。为了保证这一性能， 先应考虑到阀芯和阀座的金属面接触，在着火时或着火这后，阀体处于高温之中，不管其密封结构如何，弹簧力和外加压力怎样变化，都应该保证这一点，应认为这是保证其准确关闭的关键。

　　(2)外部泄漏量小。为了尽量减小外部泄漏，考虑的方法有：采用能防火的阀杆密封材料，避免用较大的垫片式阀体连结。

　　(3)有连续的操作性。燃烧后仍能正常工作的阀门，自然就具有抗变形的能力，有抗损性。

　　为了保证阀体有防火性能，许多厂家都进行过各种尝试。例如，他们在阀门上包扎了多层的毡罩，用耐火材料砌成箱体，使阀门和外界隔开。但上述方法都不太会令人满意，因为阀门每次维修都要拆开、砌上。同是，由于阀门安装位置的限制，这种方法也未必能用。

　　目前较为满意的方法是用一种防火袋，它可以在几分种之内就套上，维修时也易于揭开。袋的材料含有多层的陶瓷纤维(eramic fiber)或玻璃纤维(fiberglass)用尼龙捆绑裹紧，并用涂有乙烯树脂的不锈钢丝绑紧在装置上。在一般发问，并不需改变管道位置，安装空间小，通过试验在2000℉的火焰中燃烧30分钟，阀门仍不损坏，性能令人满意。

　　执行机构的防火

　　由于执行机构直接控制着阀门的位置，所以更需要认真研究。为了使阀门能及时保持关闭，因此在容易着火的场合常选用弹簧式气动膜片的钢(铁)执行机构，主要是利用膜片熔点低这一特点。着火时，由于膜片熔点低很快损坏，因此弹簧移动，使阀门处于关闭位置。利用对热敏感的可熔式孔塞来降低气动系统的压力，特别适用于活塞式往复弹簧执行机构。

　　严重的火灾能够改变金属零件的特性，有引起金属变软并失去回火特性，有些金属实际上熔化了。弹簧力的大小和回火特性有直接的关系，燃烧后剩余弹簧力能否足够保持阀门位置，需要对执行机构进行燃烧试验才能证明。

　　对蝶阀来说，燃烧后常常需要剩余弹簧力矩来保持阀门的紧闭位置，关闭所需的力似乎远远小于执行机构原来的输出力。在球形阀的执行机构上，剩余弹簧力很重要。在同样的管道压力下，平衡式球形阀比不平衡式球形阀所要求的弹簧力要小一些，因此应用在易着火的场合时，人们愿意用平衡式球形阀。

　　要使执行机构燃烧之后仍能操作，就一定要保护弹簧，使它免受火焰退火的影响。保护弹簧可用三种方法：用绝热材料、用洒水器或用防火涂层。包括上多层的绝热带，利用绝热罩或者用防火袋，使执行机构在着火后正常运行半小时。但是这种绝招和密封方法较为笨重而不便，占空间大。在执行机构顶部装上洒水器，这种做法增加了安装和维护费用;而且因火灾时经常停水，也无法给洒水器供水。执行机构可以涂上一种含有环氧基(epoxy—based)物质的膨胀薄层，使执行机构正常运行。在一个燃烧试验中，由于涂料的保护，虽然火温高达1400～1700℉，执行机构仍能工作42分钟。试验用1600磅的弹簧式铸铁执行机构，约7英尺长，气缸孔径12英寸，利用9个丙烷喷炬来燃烧。在整个燃烧过程中执行机构的弹簧每分钟往复一次，燃烧后弹簧的输出力矩只降低6%，而且主要是由于轴承精度下降，摩擦增加所造成的。试验表明弹簧并不受燃烧火焰的影响，活塞与连杆的密封也依然如旧，密封良好。完成试验之后，把执行机构浸在冷水中。模拟高温外壳的突冷作用。试验表明，执行机构的壳体和内部零件并不因突然冷却而受到有害的影响。

　　膨胀涂层是抹上去的，就像是抹水泥一样，抹时可在现场进行，要注意不要抹住密封部位，这样会使维修不便。当涂层干固时，就形成了坚硬的、不可渗透的密封层。Jamesbury公司还在主要部位造了盘板和箱体，分别涂抹，这样维修时就可以搬开盘板。如果执行机构是铝壳体，即使用涂料也难以防火，因为铝的熔点低(1033～1150℉)，在高于此熔点的碳氢混合火焰中，零件就会失效，阀门不能关闭。

　　还要介绍一种连杆保护的方法。往复式弹簧装置是由各个调节阀制造厂家供应的，这些弹簧装置处于一种“待击”位置，它只有在着火时才能击发，击发时阀门移动到一个自动保险的位置。还将有持元件可以用易熔连杆、脆性连杆或电热连杆。电热连杆和易熔连杆的作用一样，都能受热启动。在着火的危险时刻，这些连杆立刻被烟气随动装置所断开，使阀门处于保险位。

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