閥門(mén)執行機構防火罩
近年來(lái),隨著(zhù)國家對化工裝置和危險化學(xué)品儲存的安全管控越來(lái)越重視,石化項目中閥門(mén)執行機構防火罩的應用逐漸增多,而相關(guān)的產(chǎn)品知識還未普及。市場(chǎng)上防火罩產(chǎn)品差異懸殊。防火罩的本質(zhì)是火災情況下控制防火罩內部執行機構的溫升,即從環(huán)境最高溫度或執行機構運行時(shí)的最高溫度,30分鐘不超過(guò)執行機構的失效溫度,保證執行機構不失效。防火罩需要在1093℃液態(tài)烴類(lèi)(UL1709標準)火災中,保證執行機構在30分鐘內升溫不超過(guò)30-40℃(一般環(huán)境最高溫度40℃左右,70-80℃為執行機構失效溫度)。執行機構防火罩是在裝置現場(chǎng)組裝起來(lái)的箱式結構產(chǎn)品,有快速開(kāi)啟門(mén)和通風(fēng)散熱格柵,同時(shí)承受來(lái)自閥桿、執行機構連接支架、電纜和進(jìn)氣管等帶來(lái)的傳導熱量, 實(shí)現在火災情況下防火罩內部執行機構僅僅升溫30-40℃,可以說(shuō)防火罩屬于技術(shù)難度非常高的工程性產(chǎn)品。
柔性防火罩
剛性防火罩
一、 剛性防火罩和柔性防火罩到底哪個(gè)好呢?
共同點(diǎn):
(1)防火性能相同,均能抵御1093℃的烴類(lèi)池火或1240℃的烴類(lèi)噴射火
(2)防火罩主體防火材料完全相同;
(3)安裝便捷,現場(chǎng)非專(zhuān)業(yè)人士也可安裝;
(4)運行壽命基本相同;
不同點(diǎn):
(1)用于抵抗氣候的防火罩外殼材質(zhì)不同:剛性防火罩外殼材質(zhì)為不銹鋼,柔性防火罩外殼材質(zhì)為柔性面料。
(2)柔性防火罩有利于狹窄空間安裝;而剛性防火罩要求較大的安裝空間;
(3)剛性防火罩比柔性防火罩更整潔漂亮;
(4)相同防火性能下,剛性防火罩制造難度更高,更厚,價(jià)格比柔性防火罩昂貴很多。
二、 防火罩產(chǎn)品特點(diǎn)
1. 不發(fā)生火災的情況下無(wú)法知道防火罩產(chǎn)品的防火性能;
2. 防火罩屬于一次性產(chǎn)品,出廠(chǎng)前無(wú)法做防火罩的防火性能試驗;
3. 防火罩產(chǎn)品不具備互換性,即用在A(yíng)閥門(mén)執行機構上的防火罩不能證明用在B閥門(mén)執行機構上具有相同的防火性能。(除非兩個(gè)產(chǎn)品閥門(mén)和執行機構完全相同)
三、 防火罩的常用適用標準:
UL1709/ISO22899-1標準
Hydrocarbon Pool Fire 烴類(lèi)池火
標準適用場(chǎng)景:烴類(lèi)的生產(chǎn)、過(guò)程設備和存儲
燃燒材料:非帶壓氣體或液態(tài)烴
燃燒溫度:1093℃ (五分鐘內到達193℃)
測試標準:UL1709 – Rapid Rise Fire Tests of Protection Materials for Structural-Steel結構鋼用保護材料的快速升溫燃燒試驗用標準
Hydrocarbon Jet Fire烴類(lèi)噴射火
標準適用場(chǎng)景:烴類(lèi)的生產(chǎn)、過(guò)程設備和存儲
燃燒材料:帶壓氣體或液態(tài)烴
燃燒溫度:1240℃ (瞬間達到1240℃)
測試標準:ISO 22899-1 Determination of the Resistance to Jet-Fires of Passive Fire Protection Materials 被動(dòng)防火材料的抗噴射火測定
四、 關(guān)于船級社認證
防火罩產(chǎn)品在海工平臺、移動(dòng)采油/采氣船、岸上石油化工廠(chǎng)等有大量應用。鑒于防火罩產(chǎn)品難以通過(guò)實(shí)際工況檢驗其產(chǎn)品性能,國際上主要通過(guò)具有公立性、權威性和專(zhuān)業(yè)性的船級社認證方式來(lái)保證產(chǎn)品的實(shí)際性能。防火產(chǎn)品的責任重大,而專(zhuān)業(yè)認證機構和專(zhuān)業(yè)人才較少,目前防火領(lǐng)域全球最公正權威的認證機構為英國的Lloyd’s Register勞氏船級社(全球80%防火罩廠(chǎng)家都是通過(guò)Lloyd’s Register勞氏船級社取得認證),同時(shí)挪威船級社DNV,美國船級社ABS 都有相應的認證能力。
五、 市場(chǎng)上防火罩的證書(shū)有兩種類(lèi)型
1) 產(chǎn)品型式認證證書(shū)
(Type Approval Certificate)
2) 事件見(jiàn)證證書(shū)
(Witness /Inspection Certificate)
區別如下
1.產(chǎn)品型式認證證書(shū)屬于產(chǎn)品認證,有強制的執行標準和通過(guò)標準(相當于國內的生產(chǎn)許可證),其產(chǎn)品需符合證書(shū)中約定的條件。/見(jiàn)證證書(shū)為船級社針對某事件過(guò)程的見(jiàn)證描述,往往是船級社針對某個(gè)實(shí)驗過(guò)程的一個(gè)見(jiàn)證,不存在通過(guò)不通過(guò)之說(shuō),不存在取證難度。
2.產(chǎn)品型式認證證書(shū)在船級社官網(wǎng)可在線(xiàn)查證。/ 見(jiàn)證證書(shū)無(wú)法在線(xiàn)查證。
3.產(chǎn)品型式認證證書(shū)的約束條件:包括產(chǎn)品應用范圍、指標等具體要求。/見(jiàn)證證書(shū)無(wú)關(guān)乎產(chǎn)品約束內容,其內容主要是測試過(guò)程的見(jiàn)證描述。
4.產(chǎn)品型式認證證書(shū)都有固定證書(shū)有效期限(一般為2-5年)。/見(jiàn)證證書(shū)沒(méi)有期限之說(shuō)。
六、 符合UL1709/ISO22899-1船級社型式認證證書(shū)的認證類(lèi)別
目前船級社根據防火難度不同,符合UL1709/ISO22899-1的船級社認證有兩個(gè)類(lèi)別。
1. 適合于結構鋼(Structural Steel Jet Fire Protection System)的應用防火罩船級社型式認證,由于結構鋼的管式(Tubular/Pipe)結構形狀規則,防火設計計算的依據是HP/A(防火罩周長(cháng)/截面積),取得這類(lèi)別型式認證的廠(chǎng)家比較多,但該證書(shū)的應用范圍是用于類(lèi)似于結構鋼的規則形狀(Tubular/Pipe)的被動(dòng)防火,主要用于海工平臺主支撐結構的防火保護。
2. 適合于執行機構的箱式結構(Enclosure System)防火罩型式認證,船級社的認證類(lèi)別為緊急切斷閥/執行機構防火保護箱式系統(ESDV/Actuator Fire Protection Enclosure System)。執行機構的防火計算十分復雜,和結構鋼的防火計算方法完全不同,其實(shí)現防火效果難度很高,箱式結構防火罩認證難度極高,因此取證十分困難。
七、 針對防火罩產(chǎn)品船級社出具的具體項目設計評估合格文件
正規的防火罩廠(chǎng)家都會(huì )按照船級社的強制要求,對每一個(gè)項目都會(huì )在交貨的時(shí)候,提供船級社出具的該項目設計評估合格文件design appraisal documents(文件中注明項目名稱(chēng)、防火保護范圍、防火應用工況和每張防火罩的圖紙等信息),項目設計評估認證的必要性有如下幾個(gè)方面。
1) API2218:石油和石化加工工廠(chǎng)的防火規程有如下明確規定, 標準的4.2.5.2條款中有明確說(shuō)明“具有不同熱質(zhì)的結構/集合體的火災抵御度在相同的測試中可能各不相同。除非能夠被測試的結合體精確代表,否則具體的結果不能應用于對設備或結構組成的火災防護之中”。該標準條款解讀:明確指出只要被保護設備不完全一樣,就不能互用防火罩。
2) 船級社型式批準證書(shū)上都明確,本證書(shū)只對本證書(shū)測試樣品原型有效, 變更和修改測試樣品,該證書(shū)無(wú)效。該條款在每一家防火罩型式批準證書(shū)的第一頁(yè)最下面都已注明。
3) 具體項目的設計評估認證是各大船級社型式批準證書(shū)的有效條件。各個(gè)品牌的船級社型式批準證書(shū)的第二頁(yè)證書(shū)有效條件conditions of certificate上都有以下注明
“Lloyd’s : drawing for each actuator enclosure are to be submitted to Lloyd’s Register for approval at design stage”和“DNVGL: Any project specific design solutions arrived at on basis of this certificate are to be further validated by project specific approvals carried out by the appointed verifying authority for each project in each case at the detail engineering stage.”
也就是說(shuō)無(wú)論勞氏船級社Lloyd’s還是挪威船級社DNV在證書(shū)中明確規定每個(gè)具體項目的應用都需要船級社審批確認,確保產(chǎn)品防火性能。
4) 防火罩產(chǎn)品特性“防火罩屬于一次性產(chǎn)品,防火罩出廠(chǎng)前無(wú)法做對應防火性能驗證試驗。”船級社設計評估合格文件是證明所采購產(chǎn)品滿(mǎn)足現場(chǎng)防火應用的唯一憑證,相當于產(chǎn)品出廠(chǎng)檢驗合格證。
小結:防火罩產(chǎn)品的項目設計評估認證是必須需要的。在中國市場(chǎng)上種種人為的因素和相關(guān)人的僥幸心理作用,防火罩產(chǎn)品不規范問(wèn)題是存在的,因此防火罩項目設計評估文件在中國市場(chǎng)上更顯得尤為重要,也是防止做假、保證能采購到合格防火罩的唯一憑證文件。
八、總結:如何確保采購到合格的防火罩?
一定要在采購要求中寫(xiě)明以下要求,簡(jiǎn)單總結為一二五口訣:一張圖紙,兩個(gè)證書(shū),五個(gè)工況。
一張圖紙,即閥門(mén)和執行機構(包括附件)整體詳細尺寸圖紙
兩個(gè)證書(shū),即①船級社產(chǎn)品型式批準證書(shū),相當于生產(chǎn)許可證。②具體項目船級社出具的設計評合格文件,相當于出廠(chǎng)合格證。
五個(gè)工況,即①UL1709標準烴類(lèi)池火②30分鐘期限③氣候環(huán)境最高溫度④執行機構失效溫度⑤閥門(mén)介質(zhì)工作溫度。
注:閥門(mén)介質(zhì)工作溫度最容易被忽略,如果閥門(mén)介質(zhì)是高溫介質(zhì),對于防火罩設計計算影響很大。
執行機構失效溫度一定要明確,否則按照UL1709的標準本身定義,失效溫度為538℃,遠高于執行機構失效溫度。
滿(mǎn)足上述要求,從證據鏈邏輯上,環(huán)環(huán)相扣,解決了如何保證所采購的防火罩能夠滿(mǎn)足項目防火要求的問(wèn)題。
型式認證證書(shū)范例