關(guān)于液化石油氣罐車安全閥泄漏失效原因分析

許寧(天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，天津 300192)

關(guān)于液化石油氣罐車安全閥泄漏失效原因分析

許寧(天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，天津 300192)

液化石油氣在儲(chǔ)運(yùn)過程中，安全工作十分的重要，為了保證其安全性，就要在設(shè)施及技術(shù)方面采取相應(yīng)的措施。常見的便是使用安全閥，其作用在于運(yùn)輸?shù)倪^程中，罐車的壓力超過了預(yù)定的數(shù)值時(shí)，能夠及的起跳泄壓，保證罐車內(nèi)的壓力處在安全合理的范圍內(nèi)，從而避免由于超壓而引發(fā)的事故。

液化石油氣罐車；安全閥泄漏失效；分析

為了保障運(yùn)輸過程的安全性，國(guó)家相關(guān)部門對(duì)罐車有相關(guān)的規(guī)定，質(zhì)檢總局，公安部就規(guī)定了在使用的過程中必須要保證其有效性，要求在產(chǎn)品生產(chǎn)及使用的過程中都要符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，并且定期對(duì)其進(jìn)行檢查。檢查的主要內(nèi)容是包括安全閥在內(nèi)的所有安全附件是否能夠及時(shí)、有效的啟動(dòng)。安全閥失效的原因是多方面的，因此在檢驗(yàn)的過程中，檢驗(yàn)人員要自發(fā)的對(duì)其使用的狀態(tài)關(guān)注，發(fā)現(xiàn)異常問題要及時(shí)處理，避免事故的發(fā)生。

1 安全閥工作過程中受力的形式與斷裂的原因

1.1 工作過程中受力的形式

從外觀形態(tài)來看，安全閥通常是圓柱形，螺旋角的度數(shù)小于5度，可以將彈簧上的任意截面近似認(rèn)為通過其軸線的平面。工作時(shí)會(huì)受到兩方面的影響，一是剪切力，二是扭距。處在正常工作狀態(tài)下，產(chǎn)生的應(yīng)力是靜應(yīng)力。受到罐內(nèi)壓力變化的影響，會(huì)產(chǎn)生壓力波動(dòng)，彈簧在變載荷作用下，交變應(yīng)力產(chǎn)生，從而導(dǎo)致了彈簧斷裂。罐內(nèi)壓力變化的原因則是由于頻繁的裝卸，同時(shí)受到溫度變化的影響。

1.2 安全閥彈簧出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象的原因

通過相關(guān)的檢查工作發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)安全閥斷裂斷裂的情況，只會(huì)發(fā)生在某種介質(zhì)存在的情況下，而透過這種現(xiàn)象，研究人員也發(fā)現(xiàn)了彈簧的斷裂與運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間、自身的應(yīng)力狀態(tài)有著直接的關(guān)系。接觸的時(shí)間越長(zhǎng)，腐蝕的程度也就越大。從斷裂的形式來看，可以將其分為疲勞斷裂，脆性斷裂，應(yīng)力腐蝕斷裂。

就疲勞斷裂而言，設(shè)備在運(yùn)輸過程中會(huì)頻繁的裝卸，在不同的季節(jié)及環(huán)境下，外部溫度會(huì)對(duì)內(nèi)部溫度起到一定的影響。在多種因素共同作用下，引起了內(nèi)部壓力變化。壓力在波動(dòng)過程中，彈簧在工作過程中就會(huì)受到交變載荷影響。同時(shí)受到彈簧自身制作工藝與材質(zhì)影響，彈簧某些部位隨著疲勞度增加，會(huì)逐漸產(chǎn)生裂紋，并且隨著時(shí)間變化最終會(huì)導(dǎo)致斷裂。

脆性斷裂。該種情況更多的是在制造過程中工藝方面存在問題。產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中存在某些方面的問題，問題可能是局部的。在工作過程中，在存有缺陷的部位形成了較高的應(yīng)力。彈簧在生產(chǎn)過程中自身會(huì)存在一定的壓力。在共同作用下，彈簧自身性能會(huì)降低，而罐體內(nèi)介質(zhì)所產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)相對(duì)集中在彈簧有缺陷的部位，在應(yīng)力集中的情況下，會(huì)逐漸出現(xiàn)裂紋，在時(shí)間作用下，裂紋會(huì)逐漸發(fā)展，最終達(dá)到了所能承受的最大限度時(shí)，最終導(dǎo)致斷裂。

運(yùn)輸過程中，設(shè)備金屬對(duì)某些物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)。而為了防止金屬受到介質(zhì)的腐蝕，金屬在某些特定的介質(zhì)中其表面會(huì)形成保護(hù)膜。當(dāng)應(yīng)力作用不存在的前提下，腐蝕就不會(huì)產(chǎn)生。而存在應(yīng)力作用的前提下，局部滑移就會(huì)產(chǎn)生，保護(hù)膜會(huì)由于滑移臺(tái)階面的出現(xiàn)遭到破壞，金屬表面就會(huì)外露。比如無(wú)水液氨在裝卸過程中會(huì)受到空氣污染，在氧氣與二氧化碳的作用下，液氨與彈簧就會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。而反應(yīng)過程會(huì)產(chǎn)生一種名為氨基甲酸氨的物質(zhì)，該物質(zhì)對(duì)彈簧有強(qiáng)烈的腐蝕作用，會(huì)使金屬鈍化膜破裂，在進(jìn)一步發(fā)展過程中，裂紋擴(kuò)展，最終產(chǎn)生斷裂。除此之外，當(dāng)石油氣成分純度較高時(shí)，對(duì)彈簧的腐蝕就不會(huì)產(chǎn)生。而當(dāng)其中的硫化氫與水含量超標(biāo)的時(shí)，在與彈簧接觸的情況下，腐蝕就會(huì)產(chǎn)生，從而形成裂源。

2 預(yù)防彈簧失效的相關(guān)的措施

2.1 選用合格的材料

為了保障在運(yùn)輸過程中的安全，首先要從材料的質(zhì)量方面來考慮。車輛使用的安全閥應(yīng)該是經(jīng)過了國(guó)家相關(guān)部門檢驗(yàn)并且合格的產(chǎn)品。產(chǎn)品的質(zhì)量要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 安裝的方式

就安裝的方式而言，應(yīng)該采用垂直安裝，保持閥桿，閥座，彈簧三者在同一軸線上。如果沒有在由一軸線上，彈簧在設(shè)備運(yùn)行過程中就會(huì)額外的受到偏心附加載荷作用，彈簧損壞與失效就會(huì)加快。

2.3 檢修環(huán)節(jié)要注意問題

檢修時(shí)要對(duì)其進(jìn)行清洗與分解，長(zhǎng)期保持在高壓力與低溫狀態(tài)下，彈簧彈力會(huì)下降，而脆性則會(huì)相應(yīng)增大。檢查方法是對(duì)彈簧進(jìn)行輕輕的敲打，敲打要用小錘并對(duì)其聲音進(jìn)行判斷。如果出現(xiàn)了聲音低沉與沙啞情況要對(duì)其進(jìn)行檢查。對(duì)于表面存有損傷、銹蝕，彈力下降的要及時(shí)進(jìn)行更換。對(duì)不能準(zhǔn)確進(jìn)行判斷的，可以進(jìn)行無(wú)損探傷檢查。

安全閥有一定的使用壽命，即使外觀仍然保持原有形態(tài)，也應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行更換。主要是為了防止由于疲勞斷裂。彈簧出現(xiàn)了頻跳情況時(shí)，承擔(dān)載荷的是彈簧前三圈，但是載荷無(wú)法有效的被傳遞，此種情況下就容易造成彈簧疲勞損壞。檢修過程中要特別注意。通常情況下，彈簧使用年限超過了兩年就會(huì)進(jìn)行更換。

2.4 檢驗(yàn)與調(diào)試工作

調(diào)試后的安全閥要對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)內(nèi)容通常是耐壓與氣密試驗(yàn)。之后對(duì)其進(jìn)行微調(diào)。以上步驟都合格后，才可以鉛封合格，此步驟的目的在于防止其被擅動(dòng)。

2.5 石油化工企業(yè)要注意的問題

石化企業(yè)要嚴(yán)格依據(jù)國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)，保證液化氣石油的質(zhì)量。對(duì)于硫化氫含量要進(jìn)行適當(dāng)降低，從而提升質(zhì)量。在裝卸過程中要規(guī)范操作，避免受到空氣中某些氣體的污染。為了減彈簧與介質(zhì)的接觸，要對(duì)高液位運(yùn)行進(jìn)行嚴(yán)格控制。除此之外也可以從彈簧的質(zhì)量改善方面入手，通過對(duì)材料選擇及工藝改進(jìn)，對(duì)其性能進(jìn)行提升，從而延伸其使用壽命。

3 結(jié)語(yǔ)

影響到安全閥失效的原因是多方面的，解決問題要有針對(duì)性考慮到相關(guān)方面，如設(shè)計(jì)，制造，選材，工藝，安裝，試驗(yàn)，使用，維護(hù)等。只有從多方面入手才能最大程度保證彈簧處在正常工作狀態(tài)，才能保證車輛在運(yùn)輸過程中的安全性。

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