在石化、天然气和化工装置中,紧急切断阀是安全系统的重要组成部分。这类阀门在事故状态下需要快速关闭,切断介质流动。气动执行器由于响应速度快、防爆性能好,常用于驱动紧急切断阀。与普通调节阀不同,紧急切断场合对气动执行器的要求集中在响应时间、失效动作方式和复位可靠性上。
响应时间是紧急切断阀的关键指标。事故状态下,阀门需要在尽可能短的时间内关闭。气动执行器的动作速度取决于气源压力、排气能力和执行器本身的扭矩特性。为了使阀门快速关闭,通常在排气口设置快排阀,使气缸内的气体迅速排出,活塞在弹簧作用下快速复位。快排阀的通径应满足排气量的要求,排气管路不宜过长或者弯折过多,否则会影响排气速度。
失效动作方式是紧急切断场合需要明确的问题。气动执行器常见的有单作用和双作用两种。单作用执行器在气源中断时,依靠弹簧力使阀门回到安全位置,通常为关闭状态。双作用执行器在气源中断时保持原位,需要配合储气罐或者保位阀才能实现失效关闭。在紧急切断场合,若要求气源中断时阀门关闭,宜选用单作用执行器或者配置储气罐的双作用执行器。选用哪种方式,取决于工艺对失效位置的要求。
弹簧复位是单作用执行器实现失效关闭的关键。弹簧在长期压缩状态下可能出现松弛,导致复位力下降。若复位力不足以克服阀门的摩擦力和介质推力,阀门可能无法完全关闭。因此,单作用执行器的弹簧应定期检查,必要时更换。在紧急切断阀的定期试验中,应模拟气源中断,观察阀门能否在规定时间内关闭到位。
气源可靠性对紧急切断阀的动作有直接影响。若气源压力不足或者中断,执行器无法正常动作。因此,紧急切断阀的气源管路宜独立设置,或者配置储气罐,保证在事故状态下有足够的气量驱动阀门。储气罐的容积应根据执行器的耗气量和动作次数计算,并定期检查压力和排水。气源管路上的过滤器和减压阀应保持完好,避免因堵塞或者失灵导致气源中断。
维护和试验是保证紧急切断阀可靠动作的重要环节。紧急切断阀通常需要定期进行部分行程试验或者全行程试验,确认执行器动作正常、阀门关闭严密。试验时应记录阀门的关闭时间和泄漏情况,若关闭时间明显延长或者泄漏量增大,应检查执行器的密封件、弹簧和快排阀。执行器的电磁阀和限位开关也应检查,确保信号传输正确。
气动执行器在紧急切断场合的配置,核心是响应速度和失效动作。快排阀、储气罐和弹簧的选择应根据工艺要求和现场条件确定。定期试验和维护是保证这些配置在需要时能够发挥作用的基础。
