關于液化石油氣罐車安全閥泄漏失效原因分析

許寧(天津市特種設備監督檢驗技術研究院，天津 300192)

關于液化石油氣罐車安全閥泄漏失效原因分析

許寧(天津市特種設備監督檢驗技術研究院，天津 300192)

液化石油氣在儲運過程中，安全工作十分的重要，為了保證其安全性，就要在設施及技術方面采取相應的措施。常見的便是使用安全閥，其作用在于運輸的過程中，罐車的壓力超過了預定的數值時，能夠及的起跳泄壓，保證罐車內的壓力處在安全合理的范圍內，從而避免由于超壓而引發的事故。

液化石油氣罐車；安全閥泄漏失效；分析

為了保障運輸過程的安全性，國家相關部門對罐車有相關的規定，質檢總局，公安部就規定了在使用的過程中必須要保證其有效性，要求在產品生產及使用的過程中都要符合相應的標準，并且定期對其進行檢查。檢查的主要內容是包括安全閥在內的所有安全附件是否能夠及時、有效的啟動。安全閥失效的原因是多方面的，因此在檢驗的過程中，檢驗人員要自發的對其使用的狀態關注，發現異常問題要及時處理，避免事故的發生。

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

從外觀形態來看，安全閥通常是圓柱形，螺旋角的度數小于5度，可以將彈簧上的任意截面近似認為通過其軸線的平面。工作時會受到兩方面的影響，一是剪切力，二是扭距。處在正常工作狀態下，產生的應力是靜應力。受到罐內壓力變化的影響，會產生壓力波動，彈簧在變載荷作用下，交變應力產生，從而導致了彈簧斷裂。罐內壓力變化的原因則是由于頻繁的裝卸，同時受到溫度變化的影響。

1.2 安全閥彈簧出現斷裂現象的原因

通過相關的檢查工作發現，出現安全閥斷裂斷裂的情況，只會發生在某種介質存在的情況下，而透過這種現象，研究人員也發現了彈簧的斷裂與運輸的時間、自身的應力狀態有著直接的關系。接觸的時間越長，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，應力腐蝕斷裂。

就疲勞斷裂而言，設備在運輸過程中會頻繁的裝卸，在不同的季節及環境下，外部溫度會對內部溫度起到一定的影響。在多種因素共同作用下，引起了內部壓力變化。壓力在波動過程中，彈簧在工作過程中就會受到交變載荷影響。同時受到彈簧自身制作工藝與材質影響，彈簧某些部位隨著疲勞度增加，會逐漸產生裂紋，并且隨著時間變化最終會導致斷裂。

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。產品在生產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力。彈簧在生產過程中自身會存在一定的壓力。在共同作用下，彈簧自身性能會降低，而罐體內介質所產生的應力會相對集中在彈簧有缺陷的部位，在應力集中的情況下，會逐漸出現裂紋，在時間作用下，裂紋會逐漸發展，最終達到了所能承受的最大限度時，最終導致斷裂。

運輸過程中，設備金屬對某些物質會產生反應。而為了防止金屬受到介質的腐蝕，金屬在某些特定的介質中其表面會形成保護膜。當應力作用不存在的前提下，腐蝕就不會產生。而存在應力作用的前提下，局部滑移就會產生，保護膜會由于滑移臺階面的出現遭到破壞，金屬表面就會外露。比如無水液氨在裝卸過程中會受到空氣污染，在氧氣與二氧化碳的作用下，液氨與彈簧就會產生反應，從而產生應力腐蝕。而反應過程會產生一種名為氨基甲酸氨的物質，該物質對彈簧有強烈的腐蝕作用，會使金屬鈍化膜破裂，在進一步發展過程中，裂紋擴展，最終產生斷裂。除此之外，當石油氣成分純度較高時，對彈簧的腐蝕就不會產生。而當其中的硫化氫與水含量超標的時，在與彈簧接觸的情況下，腐蝕就會產生，從而形成裂源。

2 預防彈簧失效的相關的措施

2.1 選用合格的材料

為了保障在運輸過程中的安全，首先要從材料的質量方面來考慮。車輛使用的安全閥應該是經過了國家相關部門檢驗并且合格的產品。產品的質量要符合國家標準。

2.2 安裝的方式

就安裝的方式而言，應該采用垂直安裝，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，彈簧在設備運行過程中就會額外的受到偏心附加載荷作用，彈簧損壞與失效就會加快。

2.3 檢修環節要注意問題

檢修時要對其進行清洗與分解，長期保持在高壓力與低溫狀態下，彈簧彈力會下降，而脆性則會相應增大。檢查方法是對彈簧進行輕輕的敲打，敲打要用小錘并對其聲音進行判斷。如果出現了聲音低沉與沙啞情況要對其進行檢查。對于表面存有損傷、銹蝕，彈力下降的要及時進行更換。對不能準確進行判斷的，可以進行無損探傷檢查。

安全閥有一定的使用壽命，即使外觀仍然保持原有形態，也應該及時進行更換。主要是為了防止由于疲勞斷裂。彈簧出現了頻跳情況時，承擔載荷的是彈簧前三圈，但是載荷無法有效的被傳遞，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進行更換。

2.4 檢驗與調試工作

調試后的安全閥要對其進行檢驗。檢驗內容通常是耐壓與氣密試驗。之后對其進行微調。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。

2.5 石油化工企業要注意的問題

石化企業要嚴格依據國家規定標準進行生產，保證液化氣石油的質量。對于硫化氫含量要進行適當降低，從而提升質量。在裝卸過程中要規范操作，避免受到空氣中某些氣體的污染。為了減彈簧與介質的接觸，要對高液位運行進行嚴格控制。除此之外也可以從彈簧的質量改善方面入手，通過對材料選擇及工藝改進，對其性能進行提升，從而延伸其使用壽命。

3 結語

影響到安全閥失效的原因是多方面的，解決問題要有針對性考慮到相關方面，如設計，制造，選材，工藝，安裝，試驗，使用，維護等。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，才能保證車輛在運輸過程中的安全性。

[1]張輝.液化石油氣活動槽車安全閥彈簧的失效分析[J].才智,2011(25).

[2]黃金印；張慶利；姜連瑞.型公路氣體槽車泄漏事故統計分析及對策研究[J].消防科學與技術,2014(03).