在近期儲裝液氨壓力容器及其管道系統檢驗中,發現很多有關閥門在安裝、使用中的一些安全問題:諸如閥門的選型錯誤、錯用材質、應用的場合不對等問題。這些安全問題會引發閥門爆裂、泄漏等惡性安全事故,造成嚴重的人員傷亡和重大的財產損失,也結合歷史發生有關氨用閥門事故的教訓和經驗,就其安全的問題進行初步探討和總結,為正確安全使用氨閥門提供建議和參考。
一、氨系統閥門閥體及其密封面材質選擇
氨系統閥門必須采用氨專用閥門。閥門嚴禁采用銅和銅合金材料(磷青銅除外),原因氨對銅有腐蝕性。閥門閥體材料一般為鑄鋼、灰鑄鐵、不銹鋼等材質,密封面采用巴氏合金(B),也可采用聚四氟乙烯,后者耐溫性能更好一點。氨用閥門及其配件的公稱壓力不應小于2.5MPa,閥體材質用可鍛鑄鐵或鑄鋼;對于液氨管道(包括制冷氨冷媒介質管道)使用的灰鑄鐵材料液氨閥門,其適用的公稱壓力不得大于1.0 MPa,使用溫度不得低于-10℃。建議采用鑄鋼閥門或不銹鋼閥門,慎用鑄鐵閥門。
二、如何正確辨識氨閥門
(1)查看制造單位資質:氨閥門的制造單位必須按照《特種設備安全監察條例》和《壓力管道元件制造許可規則》的要求取得特種設備(壓力管道元件)制造許可證,方可制造相應的閥門產品。閥門的使用單位應采購有制造資格單位生產的合格產品。(2)查看閥門的隨機資料:閥門的合格證、銘牌,重點檢查閥門是否注明“氨專用閥門”字樣,檢查閥門的公稱壓力、使用溫度、適用介質等信息是否與該閥門使用場合相適應,尤其注意適用低溫的下限值。有時閥門適用介質未標明,要注意閥門型號中密封面的代號,代號為B(巴氏合金)或F(聚四氟乙烯)均可,若是其它避免使用,禁止選用銅密封口(密封面代號為T)的閥門。(3)檢查閥體標識:氨閥門手輪涂刷黃色標記;檢查閥體公稱壓力(PN)、公稱通徑(DN)、閥體材料標識諸如WCB(碳鋼)、LCB(低溫碳鋼)、CF(304)、CF3(304L)、CF3M(316L)等,看是否有制造許可標識(TS),看是否有生產廠家和鑄件爐批號標識;上述的標識是否與合格證信息一致;(4)鑄鐵閥門的判別:在一些場合由于相關資料信息丟失無法判別閥門閥體材質,若是在壓力較高、溫度較低的場合使用這種閥門,很容易發生閥門爆裂事故,因此閥體材質判別工作顯得十分重要。鑒別方法:①外觀檢查,鑄鐵件外觀較為粗糙,外觀可見砂眼、氣孔、渣孔、夾砂等宏觀缺陷;②硬度檢查,一般鑄件材料硬度值較高,灰鑄鐵布氏硬度一般在HB170~240、牌號HT250鑄鐵硬度一般在HB187~250、牌號QT450球墨鑄鐵一般硬度在HB160~210;③全元素光譜分析,注意碳元素含量,如果碳含量大于2.06%,則為鑄鐵材料。
三、在安裝、使用中氨閥門特殊注意的事項
(1) 氨制冷系統的安裝閥門的選用應根據設計文件或使用工況(工作壓力、工作溫度等)的要求確定。(2)安裝前應仔細核對標志是否與使用要求相符;檢查填料是否壓緊,應保證填料的密封性,但不得妨礙閥桿的旋轉或升降;在安裝時應消除閥門腔內及其管道內塵屑雜物以免影響密封性能,工作時閥桿螺紋部分要保持潤滑。注意閥門的安裝方向與閥體標識或閥門要求安裝方向一致。法蘭連接螺栓應裝配齊全。(3)安裝規范有SBJ12-2000《氨制冷系統安裝及驗收規范》及GB50274-98《制冷設備、空分設備安裝工程施工及驗收規范》。GB 50274-1998 《制冷設備、空氣分離設備安裝工程施工及驗收規范》中第2.5.11條規定潤滑系統和制冷劑管道上的閥閥門應符合下列要求: 對進、出口封閉性能良好、具有合格證并在保證期限內安裝的閥門,可只清洗密封面;對不符合上述條件的閥門,應拆卸、清洗,并應按閥門的要求更換填料和墊片。SBJ 12-2000《氨制冷系統安裝工程施工及驗收規范》中第3.1.2 規定對于進、出口密封性能良好,并在其保用期內的氨制冷系統及相關潤滑油系統所用的閥門,可只清洗密封面;不符合該條件的閥門均應拆卸、清洗 ,并應按閥門的有關要求更換填料及墊片。其實兩者所指是一個問題,強調的是清洗密封面,因為氨專用閥門與蘭盤連接處是凹凸面,所以要求對其進行清洗,防止有異物導致密封不嚴。(4)氨系統所有閥門還應用倒關閥座,以便在閥門填料泄漏時,能在系統處于工作狀態和一定壓力情況下,把閥開足,更換填料。(5)現在已有一種無縫鋼管整體沖壓閥門,專門用于制冷系統中。(6)低溫場合應該采用耐低溫的LCB合金鋼閥門或不銹鋼的閥門,不可以采用普通WCB的閥門。(7)在合成氨系統,高壓部分一般用高壓角式截止閥,低壓部分用普通截止閥。(8)液氨閥門法蘭是凹凸面密封,密封墊片用不銹鋼/石墨纏繞墊。(9)每個閥門均應進行單體氣密性試驗,閥門及其附件安裝滿足:單向閥門應按照制冷劑流動的方向裝設;帶手柄的閥門,手柄不得向下,電磁閥、熱力膨脹閥、升降式止回閥等閥門閥頭均應向上豎直安裝;熱力膨脹閥的安裝位置靠近蒸發器,以便調整和檢修。(10)在使用中可用試紙和鹽酸氣檢查閥門法蘭及其填料處密封情況;注意閥體變形、鼓包、泄漏、裂紋等異常情況,檢查低溫閥門的保溫層破損情況,嚴禁用金屬撞擊閥門,檢查閥門靜電跨接情況,并測試跨接電阻并滿足標準要求。(11)向容器內充灌制冷劑時,閥門的開啟速度應緩慢,以免引起容器和閥門的脆性破壞;嚴禁同時將液態制冷劑的管道和設備兩端閥門關閉。以防發生液爆致使閥門處崩裂;開啟回汽閥時,也應緩慢進行,并注意傾聽制冷劑的流動聲音,嚴禁突然猛開,以防濕氣體沖入壓縮機,引發事故;開啟閥門時,為防止閥芯被閥體卡住,要求轉動手輪不應過分用力,當閥門全部開啟后將手輪回轉1/8圈左右。其他操作事宜執行相關操作規程。(12)使用、安裝單位保護好閥門的技術資料,這些資料與壓力管道、壓力容器、設備相關資料一并存檔,便于對閥門檢驗、檢修的管理;相關單位嚴格貫徹執行國家法律法規、技術規范、技術標準中有關閥門的規定,使用單位建立健全有關閥門的采購、使用、檢修、檢驗、試驗、報廢相關制度和制定閥門安全操作規程;操作及其檢修人員應嚴格相應的制度和規程作業;使用單位做好定期檢查、檢修、維護保養,并做好記錄。