关于液化石油气罐车安全阀泄漏失效原因分析

为了保障运输过程的安全性, 国家相关部门对罐车有相关的规定, 质检总局, 公安部就规定了在使用的过程中必须要保证其有效性, 要求在产品生产及使用的过程中都要符合相应的标准, 并且定期对其进行检查。检查的主要内容是包括安全阀在内的所有安全附件是否能够及时、有效的启动。安全阀失效的原因是多方面的, 因此在检验的过程中, 检验人员要自发的对其使用的状态关注, 发现异常问题要及时处理, 避免事故的发生。

1 安全阀工作过程中受力的形式与断裂的原因

1.1 工作过程中受力的形式

从外观形态来看, 安全阀通常是圆柱形, 螺旋角的度数小于5度, 可以将弹簧上的任意截面近似认为通过其轴线的平面。工作时会受到两方面的影响, 一是剪切力, 二是扭距。处在正常工作状态下, 产生的应力是静应力。受到罐内压力变化的影响, 会产生压力波动, 弹簧在变载荷作用下, 交变应力产生, 从而导致了弹簧断裂。罐内压力变化的原因则是由于频繁的装卸, 同时受到温度变化的影响。

1.2 安全阀弹簧出现断裂现象的原因

通过相关的检查工作发现, 出现安全阀断裂断裂的情况, 只会发生在某种介质存在的情况下, 而透过这种现象, 研究人员也发现了弹簧的断裂与运输的时间、自身的应力状态有着直接的关系。接触的时间越长, 腐蚀的程度也就越大。从断裂的形式来看, 可以将其分为疲劳断裂, 脆性断裂, 应力腐蚀断裂。

就疲劳断裂而言, 设备在运输过程中会频繁的装卸, 在不同的季节及环境下, 外部温度会对内部温度起到一定的影响。在多种因素共同作用下, 引起了内部压力变化。压力在波动过程中, 弹簧在工作过程中就会受到交变载荷影响。同时受到弹簧自身制作工艺与材质影响, 弹簧某些部位随着疲劳度增加, 会逐渐产生裂纹, 并且随着时间变化最终会导致断裂。

脆性断裂。该种情况更多的是在制造过程中工艺方面存在问题。产品在生产过程中存在某些方面的问题, 问题可能是局部的。在工作过程中, 在存有缺陷的部位形成了较高的应力。弹簧在生产过程中自身会存在一定的压力。在共同作用下, 弹簧自身性能会降低, 而罐体内介质所产生的应力会相对集中在弹簧有缺陷的部位, 在应力集中的情况下, 会逐渐出现裂纹, 在时间作用下, 裂纹会逐渐发展, 最终达到了所能承受的最大限度时, 最终导致断裂。

运输过程中, 设备金属对某些物质会产生反应。而为了防止金属受到介质的腐蚀, 金属在某些特定的介质中其表面会形成保护膜。当应力作用不存在的前提下, 腐蚀就不会产生。而存在应力作用的前提下, 局部滑移就会产生, 保护膜会由于滑移台阶面的出现遭到破坏, 金属表面就会外露。比如无水液氨在装卸过程中会受到空气污染, 在氧气与二氧化碳的作用下, 液氨与弹簧就会产生反应, 从而产生应力腐蚀。而反应过程会产生一种名为氨基甲酸氨的物质, 该物质对弹簧有强烈的腐蚀作用, 会使金属钝化膜破裂, 在进一步发展过程中, 裂纹扩展, 最终产生断裂。除此之外, 当石油气成分纯度较高时, 对弹簧的腐蚀就不会产生。而当其中的硫化氢与水含量超标的时, 在与弹簧接触的情况下, 腐蚀就会产生, 从而形成裂源。

2 预防弹簧失效的相关的措施

2.1 选用合格的材料

为了保障在运输过程中的安全, 首先要从材料的质量方面来考虑。车辆使用的安全阀应该是经过了国家相关部门检验并且合格的产品。产品的质量要符合国家标准。

2.2 安装的方式

就安装的方式而言, 应该采用垂直安装, 保持阀杆, 阀座, 弹簧三者在同一轴线上。如果没有在由一轴线上, 弹簧在设备运行过程中就会额外的受到偏心附加载荷作用, 弹簧损坏与失效就会加快。

2.3 检修环节要注意问题

检修时要对其进行清洗与分解, 长期保持在高压力与低温状态下, 弹簧弹力会下降, 而脆性则会相应增大。检查方法是对弹簧进行轻轻的敲打, 敲打要用小锤并对其声音进行判断。如果出现了声音低沉与沙哑情况要对其进行检查。对于表面存有损伤、锈蚀, 弹力下降的要及时进行更换。对不能准确进行判断的, 可以进行无损探伤检查。

安全阀有一定的使用寿命, 即使外观仍然保持原有形态, 也应该及时进行更换。主要是为了防止由于疲劳断裂。弹簧出现了频跳情况时, 承担载荷的是弹簧前三圈, 但是载荷无法有效的被传递, 此种情况下就容易造成弹簧疲劳损坏。检修过程中要特别注意。通常情况下, 弹簧使用年限超过了两年就会进行更换。

2.4 检验与调试工作

调试后的安全阀要对其进行检验。检验内容通常是耐压与气密试验。之后对其进行微调。以上步骤都合格后, 才可以铅封合格, 此步骤的目的在于防止其被擅动。

2.5 石油化工企业要注意的问题

石化企业要严格依据国家规定标准进行生产, 保证液化气石油的质量。对于硫化氢含量要进行适当降低, 从而提升质量。在装卸过程中要规范操作, 避免受到空气中某些气体的污染。为了减弹簧与介质的接触, 要对高液位运行进行严格控制。除此之外也可以从弹簧的质量改善方面入手, 通过对材料选择及工艺改进, 对其性能进行提升, 从而延伸其使用寿命。

3 结语

影响到安全阀失效的原因是多方面的, 解决问题要有针对性考虑到相关方面, 如设计, 制造, 选材, 工艺, 安装, 试验, 使用, 维护等。只有从多方面入手才能最大程度保证弹簧处在正常工作状态, 才能保证车辆在运输过程中的安全性。

摘要：液化石油气在储运过程中, 安全工作十分的重要, 为了保证其安全性, 就要在设施及技术方面采取相应的措施。常见的便是使用安全阀, 其作用在于运输的过程中, 罐车的压力超过了预定的数值时, 能够及的起跳泄压, 保证罐车内的压力处在安全合理的范围内, 从而避免由于超压而引发的事故。

关键词：液化石油气罐车,安全阀泄漏失效,分析

参考文献

[1] 张辉.液化石油气活动槽车安全阀弹簧的失效分析[J].才智, 2011 (25) .

[2] 黄金印;张庆利;姜连瑞.型公路气体槽车泄漏事故统计分析及对策研究[J].消防科学与技术, 2014 (03) .