關于閥門執行機構防火罩的產品知識

  防火罩的本質是火災情況下控制防火罩內部執行機構的溫升,即從環境最高溫度或執行機構運行時的最高溫度,30分鐘不超過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℃液態烴類(UL1709標準)火災中,保證執行機構在30分鐘內升溫不超過30-40℃(一般環境最高溫度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組裝起來的箱式結構產品,有快速開啟門和通風散熱格柵,同時承受來自閥桿、執行機構連接支架、電纜和進氣管等帶來的傳導熱量, 實現在火災情況下防火罩內部執行機構僅僅升溫30-40℃,可以說防火罩屬于技術難度非常高的工程性產品。

  一、剛性防火罩和柔性防火罩到對比選哪種好?

  共同點:

  (1)防火性能相同,均能抵御1093℃的烴類池火或1240℃的烴類噴射火(2)防火罩主體防火材料完全相同;

  (3)安裝便捷,現場非專業人士也可安裝;

  (4)運行壽命基本相同;

  不同點:

  (1)用于抵抗氣候的防火罩外殼材質不同:剛性防火罩外殼材質為不銹鋼,柔性防火罩外殼材質為柔性面料。

  (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,價格比柔性防火罩昂貴很多。

  二、 防火罩產品特點

  1. 不發生火災的情況下無法知道防火罩產品的防火性能;2. 防火罩屬于一次性產品,出廠前無法做防火罩的防火性能試驗;3. 防火罩產品不具備互換性,即用在A閥門執行機構上的防火罩不能證明用在B閥門執行機構上具有相同的防火性能。(除非兩個產品閥門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 烴類池火

  標準適用場景:烴類的生產、過程設備和存儲

  燃燒材料:非帶壓氣體或液態烴

  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烴類噴射火

  標準適用場景:烴類的生產、過程設備和存儲

  燃燒材料:帶壓氣體或液態烴

  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 被動防火材料的抗噴射火測定。

      四、 關于船級社認證

  防火罩產品在海工平臺、移動采油/采氣船、岸上石油化工廠等有大量應用。鑒于防火罩產品難以通過實際工況檢驗其產品性能,國際上主要通過具有公立性、權威性和專業性的船級社認證方式來保證產品的實際性能。防火產品的責任重大,而專業認證機構和專業人才較少,目前防火領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%防火罩廠家都是通過Lloyd’s Register勞氏船級社取得認證),同時挪威船級社DNV,美國船級社ABS 都有相應的認證能力。

  五、 市場上防火罩的證書有兩種類型

  1) 產品型式認證證書

  (Type Approval Certificate)

  2) 事件見證證書

  (Witness /Inspection Certificate)

  區別如下

  1.產品型式認證證書屬于產品認證,有強制的執行標準和通過標準(相當于國內的生產許可證),其產品需符合證書中約定的條件。/見證證書為船級社針對某事件過程的見證描述,往往是船級社針對某個實驗過程的一個見證,不存在通過不通過之說,不存在取證難度。

  2.產品型式認證證書在船級社官網可在線查證。/ 見證證書無法在線查證。

  3.產品型式認證證書的約束條件:包括產品應用范圍、指標等具體要求。/見證證書無關乎產品約束內容,其內容主要是測試過程的見證描述。

  4.產品型式認證證書都有固定證書有效期限(一般為2-5年)。/見證證書沒有期限之說。

  六、 符合UL1709/ISO22899-1船級社型式認證證書的認證類別

       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類別。

  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/截面積),取得這類別型式認證的廠家比較多,但該證書的應用范圍是用于類似于結構鋼的規則形狀(Tubular/Pipe)的被動防火,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

正規的防火罩廠家都會按照船級社的強制要求,對每一個項目都會在交貨的時候,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、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方面。

  1) API2218:石油和石化加工工廠的防火規程有如下明確規定, 標準的4.2.5.2條款中有明確說明“具有不同熱質的結構/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上都明確,本證書只對本證書測試樣品原型有效, 變更和修改測試樣品,該證書無效。該條款在每一家防火罩型式批準證書的第一頁最下面都已注明。

  3) 具體項目的設計評估認證是各大船級社型式批準證書的有效條件。各個品牌的船級社型式批準證書的第二頁證書有效條件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.”

  也就是說無論勞氏船級社Lloyd’s還是挪威船級社DNV在證書中明確規定每個具體項目的應用都需要船級社審批確認,確保產品防火性能。

  4) 防火罩產品特性“防火罩屬于一次性產品,防火罩出廠前無法做對應防火性能驗證試驗?!贝壣缭O計評估合格文件是證明所采購產品滿足現場防火應用的唯一憑證,相當于產品出廠檢驗合格證。

  小結:防火罩產品的項目設計評估認證是必須需要的。在中國市場上種種人為的因素和相關人的僥幸心理作用,防火罩產品不規范問題是存在的,因此防火罩項目設計評估文件在中國市場上更顯得尤為重要,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明以下要求,簡單總結為一二五口訣:一張圖紙,兩個證書,五個工況。

  一張圖紙,即閥門和執行機構(包括附件)整體詳細尺寸圖紙兩個證書,即①船級社產品型式批準證書,相當于生產許可證。②具體項目船級社出具的設計評合格文件,相當于出廠合格證。

  五個工況,即①UL1709標準烴類池火②30分鐘期限③氣候環境最高溫度④執行機構失效溫度⑤閥門介質工作溫度。

  注:閥門介質工作溫度最容易被忽略,如果閥門介質是高溫介質,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。滿足上述要求,從證據鏈邏輯上,環環相扣,解決了如何保證所采購的防火罩能夠滿足項目防火要求的問題。


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