SHT+3413-2019+石油化工石油气管道阻火器选用检验及验收标准

石油化工石油气管道阻火器选用、检验及验收标准1GB/T12229通用阀门碳素钢铸件技术条件GB/T12230通用阀门不锈钢铸件技术条件NB/T47013.2承压设备无损检测第二部分：射线检测2d)装卸设施的油气排放(或回收)总管及分支管道。35.0.2排放至火炬的可燃性气体管道，当无法设置水封或无法确保防止回火的吹扫气体连续供给时，管道在接入火炬前应设置阻火器。5.0.3可燃性气体管道、油罐、容器等上面用于检修时惰化置换的排空管，以及正常操作期间保持关闭的泄压或排放管等可不(补程度词)设置阻火器。6阻火器的选用6.1分类6.1.1阻火器按阻火性能可划分为爆燃型、稳定爆轰型、非稳定爆轰型。6.1.2阻火器按最大试验安全间隙(MESG)测试气体爆炸组级别应分为：a)适用于A1级(MESG≥1.14mm)气体阻火器；b)适用于ⅡA级(MESG>0.9mm)气体阻火器；c)适用于ⅡB1级(MESG≥0.85mm)气体阻火器：d)适用于IⅡB2级(MESG≥0.75mm)e)适用于ⅡB3级(MESG≥0.65mm)f)适用于ⅡB级(MESG≥0.5mm)气体阻火器；g)适用于ⅡC级(MESG<0.5mm)气体阻火器。6.1.3阻火元件的结构形式可分为波纹板式、平行板式、多孔板式、金属丝网式和填料式。6.2.1阻火器应取得产品型式认证，认证测试所使用的混合气体应满足附录A的要求。6.2.2阻火器的阻火元件结构型式宜选用波纹板式、平行板式或多孔板式。6.2.3阻火器的安全阻火速度应大于安装位置可能达到的火焰传播速度。6.2.4阻火器材质应满足下列要求：a)阻火器壳体材质宜选用碳钢或不锈钢；特殊情况下也可选用铝合金等轻金属，铝合金等轻金属材料中的镁含量不应大于6%;b)阻火元件应选用不锈钢；c)阻火器的所有部件应能承受使用条件下预期的机械荷载、热荷载和流通介质的化学影响。6.2.5在操作期间可能暴露于火焰的阻火器部件涂层，应能抵抗火焰传输造成的损坏。6.2.6阻火器内部用于固定阻火元件的紧固件、阻火层与壳体接触面等处的间隙应达到该阻火器适用级别的相应阻火要求。6.2.7爆炸性混合物连续排放时间大于或等于30min时，应选用耐烧型阻火器。6.2.8安装在管道端部的阻火器宜选用爆燃6.2.9安装在管道端部的阻火器应设有防雨通风罩或其他避免雨水和灰尘落入的措施。6.2.10安装在管道中的爆燃型阻火器，其法兰面至潜在火源的距离(Lu)与管径(D)的比值应满足a)适用于爆炸组级别为ⅡA1、ⅡA、IIB1、ⅡB2和ⅡB3的阻火器，Lu/D≤50;b)适用于爆炸组级别为ⅡB和ⅡC的阻火器，Lu/D≤30;c)除满足本标准6.2.10a)款或b)款外，还应满足制造商提供的设计和测试限定的距离要求；d)对于未识别点火源位置的，不得使用爆燃阻火器。6.2.11安装在管道中的稳定爆轰型阻火器，其法兰面至潜在火源的距离要求应由制造商提供；当安装距离不能满足要求时应选用非稳定爆轰型阻火器。457.1.7阻火器应按现行国家标准GB/T13347《石油气体管道阻火器》的规定进行压降测定，并给出标7.1.9采用钢板焊制的阻火器壳体，其焊缝应按现行行业标准NB/T47013.2《承压设备无损检测第二部分：射线检测》的规定进行射线透照检测，检测技术为AB级，焊接接头Ⅱ级为合格。7.1.10阻火器的铸钢件应符合现行国12230《通用阀门不锈钢铸件技术条件》的规定；铸铝件应符合现行国家标准GB/T9438《铝合金铸7.1.11阻火器水压试验用水中氯离子含量应小于或等于25ppm。7.2.1阻火器产品验收除应按本标准及技术数据表的要求进行外，还应满足订货合同的要求。a)阻火器各构成部件应无明显加工缺陷或机械损伤，内表面c)阻火器的标牌应牢固地设置在规定的部位，标牌内容应符合本7.2.3阻火器开箱验收时，应附有装箱单、产品合格证、产7.2.4在阻火器明显部位，应设固定的永久性产品标牌，标牌材质宜选用不锈钢06Cr19Ni10、12Cr18Ni9和10Cr17,标牌厚度应大于或等于0.5mm,并应采用铆钉或螺钉固定。除此之外的标牌其c)阻火侧方向(仅单向时标注);7.2.10包装箱外应标明放置方向、堆放件数限制、储存防护条件等。7.2.11包装箱内应附有塑料袋包装的产品装箱单、产品质量合61)制造厂名称；2)出厂编号及日期；3)产品名称、规格、数量及净重；4)用户名称及合同号；5)随箱所附文件及数量；1)制造厂名称及日期；2)制造厂技术(质量)检验部门的公章：3)质量检验员的代号及检验日期；4)产品名称、型号、材料及规格；5)名牌上的内容；6)制造标准、其他特殊要求。7.2.13阻火器应储存在干燥、通风良好的场所，不得与酸、碱等腐蚀性的物品共同储存。7.2.14阻火器应置于仓库内保管，避免露天堆放。7适用范围(等级)MESG值/mm(体积分数)(体积分数)的安全间隙/mm甲烷A乙烯B适用范围爆炸组(等级)(体积分数)(体积分数)甲烷乙烯B8项目名称安装位置(管道中安装/管端安装)阻火器类型(爆燃/爆轰)阻火层结构形式爆炸组类别规格(DN)数量(台)公称压力(PN)接管的设计压力(MPa)接管的设计温度(℃)介质组成(%(体积分数))流量(Nm³/h)压力(MPa)温度(℃)允许最大压降(kPa)材质壳体阻火元件9NFPA497RecommendedPracticefortheClassificationHazardous(Classified)LocationsforElec1)表示很严格，非这样做不可的：2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：5月2日以第16号公告批准发布。4基本规定 5阻火器的设置 6阻火器的选用 207检验及验收 23 石油化工石油气管道阻火器选用、检验及验收标准4基本规定4.0.4阻火器适用介质的工作压力和工作温度范围是由“最大试验安全间隙”试验规定的测试条件所决定的。即超出规定的允许压力和温度范围时，表A.1中给出的MESG值不一定安全。现行国家标准GB/T13347—2010《石油气体管道阻火器》中规定的阻火器检测要求，是来源于ISO16852—2010,ISO16852给出的“最大试验安全间隙”的测试气体排除了自分解物质(环氧乙烷、乙炔)或富氧混合物(氯作为氧化剂等)等，不同标准会导致不同结果，如美国标准NFPA70(NEC)的爆炸组别不同于ISO16852的爆炸组别，因为NFPA70的“最大试验安全间隙”的测试气体不同于ISO16852,其规定的气体倾向于自分解的混合物(如乙炔或环氧乙烷)。国标或ISO标准中给出的MESG值不适用手自分解物质或富氧混合物气体，用于这种特殊介质的阻火器应按7.1的要求，使用实际介质和工作参数进行测试，以确保阻火器的安全性能。5阻火器的设置5.0.2对于排放至火炬的可燃性气体管道，在《石油化工企业可燃性气体排放系统设计规范》SH3009—2013中规定应设置水封，不宜设置阻火器，但对于超低温气体水封不适用，如果没有双吹扫气体源保证连续防回火吹扫，管道在接入火炬前设置阻火器是一种可行的选择。6阻火器的选用6.1分类6.1.1广义的阻火器包括：水封设备、高速排放阀等无固定阻火元件的动态阻火器和有固定阻火元件的静态阻火器，本标准中的阻火器仅是静态阻火器。阻火器的分类，按阻止暴炸性气体与空气混合物爆炸传播的特征划分可以更清晰地体现其性能。爆炸传播的特征分为爆燃、非稳定爆轰和稳定爆轰，从爆燃到稳定爆轰其传播机理不同，速度和压力变化较大，对阻火元件的性能要求也不同，因此选用阻火器时应按照火焰传播机理选择阻火器的类型，按照适用的爆炸组别确定阻火层的孔隙大小。从严格意义上讲耐烧型不应称为一种类型，其只是对于阻火器在抗烧时间上的一种要求。6.1.2按最大试验安全间隙(MESG)测试气体爆炸组级别，阻火器分为：IIA1、IⅡA、ⅡB1、ⅡB2、ⅡB3、ⅡB、ⅡC组别，每个组别又都存在爆燃、稳定爆轰和非稳定爆轰。因此，阻火性能加测试气体爆炸组别的全部信息是正确确定阻火器性能的依据。最大试验安全间隙(MESG)是实验室的测试结果，对于混合气体的最大试验安全间隙(MESG)不做针对性的试验测试是找不到的，但在燃烧反应的化学计量能够确定，且动力学效应不会显着改变反应产物的条件下，可以采用NFPA497—2017的方法计算。NFPA497—2017明确指出该估算方法不适用(1)纯可燃气体组份的混合物MESG值的计算可参考式(1)计算。MESG.(T)MESG(T) 混合物在温度T时的最大试验安全间隙，mm; 混合物中i组分在温度T时的最大试验安全间隙，mm;氧气量带入式(1),得到该混合气体的MESG值。合物的MESG比纯燃料的MESG要大。当不能确切认定惰性组分始终以一定数量存在时，该方法不能应用于混合物的MESG估算。如果燃料混合物含有氧气，则需要较少的空气来实现化学计量燃烧，且其MESG比不含氧气的混合物的MESG小。含氮或富氧可燃气体混合物MESG的计算可参考式(3)估算。数，与含氮或富氧燃料混合物在空气中产生化学计量反应所需氧气的总摩尔数的比值，按式(4)计算。S燃料混合物的可燃部分的化学需氧量与燃料的摩尔比，按式(5)计算。y多组分燃料混合物中可燃S多组分燃料混合物中i组分燃烧时的化学需氧量对燃料的摩尔比。特别提示：式(3)中的指数1.938是基于含氮和富氧的数据，不适用于纯可燃物质混合物中含示例2:由甲烷生产氨，其中合成气被严格限制为25%(体积分数)的氢气和75%(体积分数)的氮气。估算该合成氨原料气的MESG。因为只有一个可燃组分，直接查表得到纯组分H₂的MESG=0.28mm,可燃组分H₂的摩尔分数示例3:估算由甲烷、丙烷和氧气组成的富氧混合物的MESG,该混合物的组成为：甲烷46%、丙烷23%和氧气31%。(1)求解可燃(即剔除氧气的)组分的MESG值。可燃组分组成比例为33%丙烷、67%甲烷，混合物中甲烷和丙烷组分的化学计量反应所需的相对氧气量分别按式(2)计算如下：将已知的甲烷MESG=1.12mm和丙烷MESG=0.97mm的值，以及甲烷和丙烷组分化学计量反应所需的相对氧气量带入式(1),可得：(2)计算燃料混合物的可燃部分的化学需氧量与燃料的摩尔比，按式(5)计算得到：则，此富氧甲烷-乙烷混合燃料的MESG值计算为：主要可燃物质的阻火器选用爆炸组别及最大试验安全间隙(MESG)见表1。表1主要可燃物质的阻火器选用爆炸组别及最大试验安全间隙(MESG)化学物质按照NFPA70的分组、分区阻火器选用爆炸组分级一类分区乙醛CI乙酸DⅡ乙酸酐D丙酮DI乙腈DIA乙炔AC丙烯酸[稳定的]D2-丙烯腈[稳定的]IDI乙酸正戊酯DI氨D苯DI1,3-丁二烯[稳定的]ADICI乙酸正丁酯DI丙烯酸正丁酯[稳定的]DIICBcIBDIDIDIDIDIDICI乙醚c[表1(续)化学物质按照NFPA70的分组、分区阻火器选用爆炸组分级一类分区DICI1,4-二氧六环IDCA乙烷乙醇[无水]DI乙烯C乙酸乙二醇乙醚CIA乙二醇乙醚CⅡ乙二醇单甲醚DIIB乙酸乙酯DA丙烯酸乙酯[稳定的]I乙醇[无水]D甲酸乙酯D乙硫醇d甲醛B甲酸DAC11-庚烯IIAAD氢氢氰酸[含量≤20%]CCBDⅡDDIACA甲烷甲醇D乙酸甲酯D丙烯酸甲酯[稳定的]D甲醇D表1(续)化学物质按照NFPA70的分组、分区阻火器选用爆炸组分级一类分区DJADA12-丁酮DJ甲酸甲酯D异氰酸甲酯D甲基丙烯酸甲酯[稳定的]DIIACDA吗啉石脑油(煤焦油)DⅡ石脑油(石油)DDCIC1-硝基丙烷CBI辛烯DIDAI1-戊醇DI2-戊酮DI1-戊烯DIDI工业废气>30%氢气BD1-丙醇IDI1CIDA乙酸正丙酯D1,2-二氯丙烷D1,2-环氧丙烷I四氢呋喃I化学物质按照NFPA70的分组、分区阻火器选用爆炸组分级一类分区甲苯IDDA1,1-二甲基肼IB乙酸乙烯酯[稳定的]氯乙烯[稳定的]1,1-二氯乙烯DII6.2.2波纹板式、平行板式或多孔板式阻火层是可测量的类型，具有更好的强度、耐烧、阻力降小等优点，其中波纹板式结构是一种广泛采用的结构形式，通常情况下石油化工企业普遍使用波纹板式结构的阻火器。金属丝网式和填料式阻火层是不可测量的类型，即其阻火元件的熄火间隙不能在技术上被绘制、测量和控制，因此石油化工企业等重要场所不应该使用此类阻火器。6.2.4阻火器壳体材质通常是选用碳钢和不锈钢，但在适当条件下，考虑重量等原因也可以选用铝合金等轻金属。轻金属最常见的是铝、镁、钛以及含有它们的合金，常用于需要亮度、硬度、延展性和耐腐蚀性的许多工业应用中。它们被广泛认为不能产生点燃易燃气体所需热量的摩擦火花。但轻金属合金有两个例外，即铝热反应和高温粉末特点，对可燃气体(如甲烷)而言可能是潜在的点火源。轻金属及其合金对氧具有亲和性，当其与氧承载材料[例如氧化铁(锈)]紧密接触时，发生的化学反应称为铝反应；钛及其合金在被硬质材料撞击或摩擦时，可以产生高度燃烧的高温粉末。这些“火花”很容易点燃可燃气体。具有这种潜在危险的轻合金的特点是：铝、镁和钛的总重量之和大于15%,和/或其中镁和钛的含量之和大于6%。6.2.10管道中使用的阻火器类型，可以是爆燃型也可以是爆轰型，确定选用哪种类型阻火器的主要因素，取决于是否明确预知点火源的确切位置。ISO16852中，按最大试验安全间隙(MESG)测试气体爆炸组别混合气体的火焰在管道中理想加速过程见图1,图1是纯理论的估算结果(即火源和阻火器之间无弯曲、无扰流障碍),对于ⅡA1、ⅡA、IⅡB1、IⅡB2和ⅡB3气体组别，当L/D≤50时是爆燃区间，对IB和C气体组别，当Lu/D≤30时是爆燃区间，可以使用爆燃型；但实际的管道系统不完全等同于理论假设，因此制造商需提供设计和测试限定的距离要求，以确保安全；在实际工程中，往往很难确切预知可能的火焰位置，因此安装在管道中的阻火器通常选用爆轰阻火器。图1火焰在管道中理想加速过程示意图6.2.12对于储罐顶部的油气集合管道系统、装卸设施的油气排放(或回收)系统的总管及分支管道，预知可能的火焰位置非常多，不同的潜在火源点至阻火器的距离足已发生爆轰燃烧，因此应选用爆轰阻火器。基于国