SHT+3413-2019+石油化工石油氣管道阻火器選用檢驗(yàn)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

石油化工石油氣管道阻火器選用、檢驗(yàn)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)1GB/T12229通用閥門碳素鋼鑄件技術(shù)條件GB/T12230通用閥門不銹鋼鑄件技術(shù)條件NB/T47013.2承壓設(shè)備無損檢測(cè)第二部分：射線檢測(cè)2d)裝卸設(shè)施的油氣排放(或回收)總管及分支管道。35.0.2排放至火炬的可燃性氣體管道，當(dāng)無法設(shè)置水封或無法確保防止回火的吹掃氣體連續(xù)供給時(shí)，管道在接入火炬前應(yīng)設(shè)置阻火器。5.0.3可燃性氣體管道、油罐、容器等上面用于檢修時(shí)惰化置換的排空管，以及正常操作期間保持關(guān)閉的泄壓或排放管等可不(補(bǔ)程度詞)設(shè)置阻火器。6阻火器的選用6.1分類6.1.1阻火器按阻火性能可劃分為爆燃型、穩(wěn)定爆轟型、非穩(wěn)定爆轟型。6.1.2阻火器按最大試驗(yàn)安全間隙(MESG)測(cè)試氣體爆炸組級(jí)別應(yīng)分為：a)適用于A1級(jí)(MESG≥1.14mm)氣體阻火器；b)適用于ⅡA級(jí)(MESG>0.9mm)氣體阻火器；c)適用于ⅡB1級(jí)(MESG≥0.85mm)氣體阻火器：d)適用于IⅡB2級(jí)(MESG≥0.75mm)e)適用于ⅡB3級(jí)(MESG≥0.65mm)f)適用于ⅡB級(jí)(MESG≥0.5mm)氣體阻火器；g)適用于ⅡC級(jí)(MESG<0.5mm)氣體阻火器。6.1.3阻火元件的結(jié)構(gòu)形式可分為波紋板式、平行板式、多孔板式、金屬絲網(wǎng)式和填料式。6.2.1阻火器應(yīng)取得產(chǎn)品型式認(rèn)證，認(rèn)證測(cè)試所使用的混合氣體應(yīng)滿足附錄A的要求。6.2.2阻火器的阻火元件結(jié)構(gòu)型式宜選用波紋板式、平行板式或多孔板式。6.2.3阻火器的安全阻火速度應(yīng)大于安裝位置可能達(dá)到的火焰?zhèn)鞑ニ俣取?.2.4阻火器材質(zhì)應(yīng)滿足下列要求：a)阻火器殼體材質(zhì)宜選用碳鋼或不銹鋼；特殊情況下也可選用鋁合金等輕金屬，鋁合金等輕金屬材料中的鎂含量不應(yīng)大于6%;b)阻火元件應(yīng)選用不銹鋼；c)阻火器的所有部件應(yīng)能承受使用條件下預(yù)期的機(jī)械荷載、熱荷載和流通介質(zhì)的化學(xué)影響。6.2.5在操作期間可能暴露于火焰的阻火器部件涂層，應(yīng)能抵抗火焰?zhèn)鬏斣斐傻膿p壞。6.2.6阻火器內(nèi)部用于固定阻火元件的緊固件、阻火層與殼體接觸面等處的間隙應(yīng)達(dá)到該阻火器適用級(jí)別的相應(yīng)阻火要求。6.2.7爆炸性混合物連續(xù)排放時(shí)間大于或等于30min時(shí)，應(yīng)選用耐燒型阻火器。6.2.8安裝在管道端部的阻火器宜選用爆燃6.2.9安裝在管道端部的阻火器應(yīng)設(shè)有防雨通風(fēng)罩或其他避免雨水和灰塵落入的措施。6.2.10安裝在管道中的爆燃型阻火器，其法蘭面至潛在火源的距離(Lu)與管徑(D)的比值應(yīng)滿足a)適用于爆炸組級(jí)別為ⅡA1、ⅡA、IIB1、ⅡB2和ⅡB3的阻火器，Lu/D≤50;b)適用于爆炸組級(jí)別為ⅡB和ⅡC的阻火器，Lu/D≤30;c)除滿足本標(biāo)準(zhǔn)6.2.10a)款或b)款外，還應(yīng)滿足制造商提供的設(shè)計(jì)和測(cè)試限定的距離要求；d)對(duì)于未識(shí)別點(diǎn)火源位置的，不得使用爆燃阻火器。6.2.11安裝在管道中的穩(wěn)定爆轟型阻火器，其法蘭面至潛在火源的距離要求應(yīng)由制造商提供；當(dāng)安裝距離不能滿足要求時(shí)應(yīng)選用非穩(wěn)定爆轟型阻火器。457.1.7阻火器應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13347《石油氣體管道阻火器》的規(guī)定進(jìn)行壓降測(cè)定，并給出標(biāo)7.1.9采用鋼板焊制的阻火器殼體，其焊縫應(yīng)按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/T47013.2《承壓設(shè)備無損檢測(cè)第二部分：射線檢測(cè)》的規(guī)定進(jìn)行射線透照檢測(cè)，檢測(cè)技術(shù)為AB級(jí)，焊接接頭Ⅱ級(jí)為合格。7.1.10阻火器的鑄鋼件應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)12230《通用閥門不銹鋼鑄件技術(shù)條件》的規(guī)定；鑄鋁件應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9438《鋁合金鑄7.1.11阻火器水壓試驗(yàn)用水中氯離子含量應(yīng)小于或等于25ppm。7.2.1阻火器產(chǎn)品驗(yàn)收除應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)數(shù)據(jù)表的要求進(jìn)行外，還應(yīng)滿足訂貨合同的要求。a)阻火器各構(gòu)成部件應(yīng)無明顯加工缺陷或機(jī)械損傷，內(nèi)表面c)阻火器的標(biāo)牌應(yīng)牢固地設(shè)置在規(guī)定的部位，標(biāo)牌內(nèi)容應(yīng)符合本7.2.3阻火器開箱驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)附有裝箱單、產(chǎn)品合格證、產(chǎn)7.2.4在阻火器明顯部位，應(yīng)設(shè)固定的永久性產(chǎn)品標(biāo)牌，標(biāo)牌材質(zhì)宜選用不銹鋼06Cr19Ni10、12Cr18Ni9和10Cr17,標(biāo)牌厚度應(yīng)大于或等于0.5mm,并應(yīng)采用鉚釘或螺釘固定。除此之外的標(biāo)牌其c)阻火側(cè)方向(僅單向時(shí)標(biāo)注);7.2.10包裝箱外應(yīng)標(biāo)明放置方向、堆放件數(shù)限制、儲(chǔ)存防護(hù)條件等。7.2.11包裝箱內(nèi)應(yīng)附有塑料袋包裝的產(chǎn)品裝箱單、產(chǎn)品質(zhì)量合61)制造廠名稱；2)出廠編號(hào)及日期；3)產(chǎn)品名稱、規(guī)格、數(shù)量及凈重；4)用戶名稱及合同號(hào)；5)隨箱所附文件及數(shù)量；1)制造廠名稱及日期；2)制造廠技術(shù)(質(zhì)量)檢驗(yàn)部門的公章：3)質(zhì)量檢驗(yàn)員的代號(hào)及檢驗(yàn)日期；4)產(chǎn)品名稱、型號(hào)、材料及規(guī)格；5)名牌上的內(nèi)容；6)制造標(biāo)準(zhǔn)、其他特殊要求。7.2.13阻火器應(yīng)儲(chǔ)存在干燥、通風(fēng)良好的場(chǎng)所，不得與酸、堿等腐蝕性的物品共同儲(chǔ)存。7.2.14阻火器應(yīng)置于倉(cāng)庫(kù)內(nèi)保管，避免露天堆放。7適用范圍(等級(jí))MESG值/mm(體積分?jǐn)?shù))(體積分?jǐn)?shù))的安全間隙/mm甲烷A乙烯B適用范圍爆炸組(等級(jí))(體積分?jǐn)?shù))(體積分?jǐn)?shù))甲烷乙烯B8項(xiàng)目名稱安裝位置(管道中安裝/管端安裝)阻火器類型(爆燃/爆轟)阻火層結(jié)構(gòu)形式爆炸組類別規(guī)格(DN)數(shù)量(臺(tái))公稱壓力(PN)接管的設(shè)計(jì)壓力(MPa)接管的設(shè)計(jì)溫度(℃)介質(zhì)組成(%(體積分?jǐn)?shù)))流量(Nm3/h)壓力(MPa)溫度(℃)允許最大壓降(kPa)材質(zhì)殼體阻火元件9NFPA497RecommendedPracticefortheClassificationHazardous(Classified)LocationsforElec1)表示很嚴(yán)格，非這樣做不可的：2)表示嚴(yán)格，在正常情況下均應(yīng)這樣做的：3)表示允許稍有選擇，在條件許可時(shí)首先應(yīng)這樣做的：5月2日以第16號(hào)公告批準(zhǔn)發(fā)布。4基本規(guī)定 5阻火器的設(shè)置 6阻火器的選用 207檢驗(yàn)及驗(yàn)收 23 石油化工石油氣管道阻火器選用、檢驗(yàn)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)4基本規(guī)定4.0.4阻火器適用介質(zhì)的工作壓力和工作溫度范圍是由“最大試驗(yàn)安全間隙”試驗(yàn)規(guī)定的測(cè)試條件所決定的。即超出規(guī)定的允許壓力和溫度范圍時(shí)，表A.1中給出的MESG值不一定安全?，F(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13347—2010《石油氣體管道阻火器》中規(guī)定的阻火器檢測(cè)要求，是來源于ISO16852—2010,ISO16852給出的“最大試驗(yàn)安全間隙”的測(cè)試氣體排除了自分解物質(zhì)(環(huán)氧乙烷、乙炔)或富氧混合物(氯作為氧化劑等)等，不同標(biāo)準(zhǔn)會(huì)導(dǎo)致不同結(jié)果，如美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)NFPA70(NEC)的爆炸組別不同于ISO16852的爆炸組別，因?yàn)镹FPA70的“最大試驗(yàn)安全間隙”的測(cè)試氣體不同于ISO16852,其規(guī)定的氣體傾向于自分解的混合物(如乙炔或環(huán)氧乙烷)。國(guó)標(biāo)或ISO標(biāo)準(zhǔn)中給出的MESG值不適用手自分解物質(zhì)或富氧混合物氣體，用于這種特殊介質(zhì)的阻火器應(yīng)按7.1的要求，使用實(shí)際介質(zhì)和工作參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，以確保阻火器的安全性能。5阻火器的設(shè)置5.0.2對(duì)于排放至火炬的可燃性氣體管道，在《石油化工企業(yè)可燃性氣體排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》SH3009—2013中規(guī)定應(yīng)設(shè)置水封，不宜設(shè)置阻火器，但對(duì)于超低溫氣體水封不適用，如果沒有雙吹掃氣體源保證連續(xù)防回火吹掃，管道在接入火炬前設(shè)置阻火器是一種可行的選擇。6阻火器的選用6.1分類6.1.1廣義的阻火器包括：水封設(shè)備、高速排放閥等無固定阻火元件的動(dòng)態(tài)阻火器和有固定阻火元件的靜態(tài)阻火器，本標(biāo)準(zhǔn)中的阻火器僅是靜態(tài)阻火器。阻火器的分類，按阻止暴炸性氣體與空氣混合物爆炸傳播的特征劃分可以更清晰地體現(xiàn)其性能。爆炸傳播的特征分為爆燃、非穩(wěn)定爆轟和穩(wěn)定爆轟，從爆燃到穩(wěn)定爆轟其傳播機(jī)理不同，速度和壓力變化較大，對(duì)阻火元件的性能要求也不同，因此選用阻火器時(shí)應(yīng)按照火焰?zhèn)鞑C(jī)理選擇阻火器的類型，按照適用的爆炸組別確定阻火層的孔隙大小。從嚴(yán)格意義上講耐燒型不應(yīng)稱為一種類型，其只是對(duì)于阻火器在抗燒時(shí)間上的一種要求。6.1.2按最大試驗(yàn)安全間隙(MESG)測(cè)試氣體爆炸組級(jí)別，阻火器分為：IIA1、IⅡA、ⅡB1、ⅡB2、ⅡB3、ⅡB、ⅡC組別，每個(gè)組別又都存在爆燃、穩(wěn)定爆轟和非穩(wěn)定爆轟。因此，阻火性能加測(cè)試氣體爆炸組別的全部信息是正確確定阻火器性能的依據(jù)。最大試驗(yàn)安全間隙(MESG)是實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試結(jié)果，對(duì)于混合氣體的最大試驗(yàn)安全間隙(MESG)不做針對(duì)性的試驗(yàn)測(cè)試是找不到的，但在燃燒反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量能夠確定，且動(dòng)力學(xué)效應(yīng)不會(huì)顯著改變反應(yīng)產(chǎn)物的條件下，可以采用NFPA497—2017的方法計(jì)算。NFPA497—2017明確指出該估算方法不適用(1)純可燃?xì)怏w組份的混合物MESG值的計(jì)算可參考式(1)計(jì)算。MESG.(T)MESG(T) 混合物在溫度T時(shí)的最大試驗(yàn)安全間隙，mm; 混合物中i組分在溫度T時(shí)的最大試驗(yàn)安全間隙，mm;氧氣量帶入式(1),得到該混合氣體的MESG值。合物的MESG比純?nèi)剂系腗ESG要大。當(dāng)不能確切認(rèn)定惰性組分始終以一定數(shù)量存在時(shí)，該方法不能應(yīng)用于混合物的MESG估算。如果燃料混合物含有氧氣，則需要較少的空氣來實(shí)現(xiàn)化學(xué)計(jì)量燃燒，且其MESG比不含氧氣的混合物的MESG小。含氮或富氧可燃?xì)怏w混合物MESG的計(jì)算可參考式(3)估算。數(shù)，與含氮或富氧燃料混合物在空氣中產(chǎn)生化學(xué)計(jì)量反應(yīng)所需氧氣的總摩爾數(shù)的比值，按式(4)計(jì)算。S燃料混合物的可燃部分的化學(xué)需氧量與燃料的摩爾比，按式(5)計(jì)算。y多組分燃料混合物中可燃S多組分燃料混合物中i組分燃燒時(shí)的化學(xué)需氧量對(duì)燃料的摩爾比。特別提示：式(3)中的指數(shù)1.938是基于含氮和富氧的數(shù)據(jù)，不適用于純可燃物質(zhì)混合物中含示例2:由甲烷生產(chǎn)氨，其中合成氣被嚴(yán)格限制為25%(體積分?jǐn)?shù))的氫氣和75%(體積分?jǐn)?shù))的氮?dú)?。估算該合成氨原料氣的MESG。因?yàn)橹挥幸粋€(gè)可燃組分，直接查表得到純組分H?的MESG=0.28mm,可燃組分H?的摩爾分?jǐn)?shù)示例3:估算由甲烷、丙烷和氧氣組成的富氧混合物的MESG,該混合物的組成為：甲烷46%、丙烷23%和氧氣31%。(1)求解可燃(即剔除氧氣的)組分的MESG值?？扇冀M分組成比例為33%丙烷、67%甲烷，混合物中甲烷和丙烷組分的化學(xué)計(jì)量反應(yīng)所需的相對(duì)氧氣量分別按式(2)計(jì)算如下：將已知的甲烷MESG=1.12mm和丙烷MESG=0.97mm的值，以及甲烷和丙烷組分化學(xué)計(jì)量反應(yīng)所需的相對(duì)氧氣量帶入式(1),可得：(2)計(jì)算燃料混合物的可燃部分的化學(xué)需氧量與燃料的摩爾比，按式(5)計(jì)算得到：則，此富氧甲烷-乙烷混合燃料的MESG值計(jì)算為：主要可燃物質(zhì)的阻火器選用爆炸組別及最大試驗(yàn)安全間隙(MESG)見表1。表1主要可燃物質(zhì)的阻火器選用爆炸組別及最大試驗(yàn)安全間隙(MESG)化學(xué)物質(zhì)按照NFPA70的分組、分區(qū)阻火器選用爆炸組分級(jí)一類分區(qū)乙醛CI乙酸DⅡ乙酸酐D丙酮DI乙腈DIA乙炔AC丙烯酸[穩(wěn)定的]D2-丙烯腈[穩(wěn)定的]IDI乙酸正戊酯DI氨D苯DI1,3-丁二烯[穩(wěn)定的]ADICI乙酸正丁酯DI丙烯酸正丁酯[穩(wěn)定的]DIICBcIBDIDIDIDIDIDICI乙醚c[表1(續(xù))化學(xué)物質(zhì)按照NFPA70的分組、分區(qū)阻火器選用爆炸組分級(jí)一類分區(qū)DICI1,4-二氧六環(huán)IDCA乙烷乙醇[無水]DI乙烯C乙酸乙二醇乙醚CIA乙二醇乙醚CⅡ乙二醇單甲醚DIIB乙酸乙酯DA丙烯酸乙酯[穩(wěn)定的]I乙醇[無水]D甲酸乙酯D乙硫醇d甲醛B甲酸DAC11-庚烯IIAAD氫氫氰酸[含量≤20%]CCBDⅡDDIACA甲烷甲醇D乙酸甲酯D丙烯酸甲酯[穩(wěn)定的]D甲醇D表1(續(xù))化學(xué)物質(zhì)按照NFPA70的分組、分區(qū)阻火器選用爆炸組分級(jí)一類分區(qū)DJADA12-丁酮DJ甲酸甲酯D異氰酸甲酯D甲基丙烯酸甲酯[穩(wěn)定的]DIIACDA嗎啉石腦油(煤焦油)DⅡ石腦油(石油)DDCIC1-硝基丙烷CBI辛烯DIDAI1-戊醇DI2-戊酮DI1-戊烯DIDI工業(yè)廢氣>30%氫氣BD1-丙醇IDI1CIDA乙酸正丙酯D1,2-二氯丙烷D1,2-環(huán)氧丙烷I四氫呋喃I(xiàn)化學(xué)物質(zhì)按照NFPA70的分組、分區(qū)阻火器選用爆炸組分級(jí)一類分區(qū)甲苯IDDA1,1-二甲基肼IB乙酸乙烯酯[穩(wěn)定的]氯乙烯[穩(wěn)定的]1,1-二氯乙烯DII6.2.2波紋板式、平行板式或多孔板式阻火層是可測(cè)量的類型，具有更好的強(qiáng)度、耐燒、阻力降小等優(yōu)點(diǎn)，其中波紋板式結(jié)構(gòu)是一種廣泛采用的結(jié)構(gòu)形式，通常情況下石油化工企業(yè)普遍使用波紋板式結(jié)構(gòu)的阻火器。金屬絲網(wǎng)式和填料式阻火層是不可測(cè)量的類型，即其阻火元件的熄火間隙不能在技術(shù)上被繪制、測(cè)量和控制，因此石油化工企業(yè)等重要場(chǎng)所不應(yīng)該使用此類阻火器。6.2.4阻火器殼體材質(zhì)通常是選用碳鋼和不銹鋼，但在適當(dāng)條件下，考慮重量等原因也可以選用鋁合金等輕金屬。輕金屬最常見的是鋁、鎂、鈦以及含有它們的合金，常用于需要亮度、硬度、延展性和耐腐蝕性的許多工業(yè)應(yīng)用中。它們被廣泛認(rèn)為不能產(chǎn)生點(diǎn)燃易燃?xì)怏w所需熱量的摩擦火花。但輕金屬合金有兩個(gè)例外，即鋁熱反應(yīng)和高溫粉末特點(diǎn)，對(duì)可燃?xì)怏w(如甲烷)而言可能是潛在的點(diǎn)火源。輕金屬及其合金對(duì)氧具有親和性，當(dāng)其與氧承載材料[例如氧化鐵(銹)]緊密接觸時(shí)，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)稱為鋁反應(yīng)；鈦及其合金在被硬質(zhì)材料撞擊或摩擦?xí)r，可以產(chǎn)生高度燃燒的高溫粉末。這些“火花”很容易點(diǎn)燃可燃?xì)怏w。具有這種潛在危險(xiǎn)的輕合金的特點(diǎn)是：鋁、鎂和鈦的總重量之和大于15%,和/或其中鎂和鈦的含量之和大于6%。6.2.10管道中使用的阻火器類型，可以是爆燃型也可以是爆轟型，確定選用哪種類型阻火器的主要因素，取決于是否明確預(yù)知點(diǎn)火源的確切位置。ISO16852中，按最大試驗(yàn)安全間隙(MESG)測(cè)試氣體爆炸組別混合氣體的火焰在管道中理想加速過程見圖1,圖1是純理論的估算結(jié)果(即火源和阻火器之間無彎曲、無擾流障礙),對(duì)于ⅡA1、ⅡA、IⅡB1、IⅡB2和ⅡB3氣體組別，當(dāng)L/D≤50時(shí)是爆燃區(qū)間，對(duì)IB和C氣體組別，當(dāng)Lu/D≤30時(shí)是爆燃區(qū)間，可以使用爆燃型；但實(shí)際的管道系統(tǒng)不完全等同于理論假設(shè)，因此制造商需提供設(shè)計(jì)和測(cè)試限定的距離要求，以確保安全；在實(shí)際工程中，往往很難確切預(yù)知可能的火焰位置，因此安裝在管道中的阻火器通常選用爆轟阻火器。圖1火焰在管道中理想加速過程示意圖6.2.12對(duì)于儲(chǔ)罐頂部的油氣集合管道系統(tǒng)、裝卸設(shè)施的油氣排放(或回收)系統(tǒng)的總管及分支管道，預(yù)知可能的火焰位置非常多，不同的潛在火源點(diǎn)至阻火器的距離足已發(fā)生爆轟燃燒，因此應(yīng)選用爆轟阻火器?；趪?guó)