化工管道阻火体器阻火性能和实验方法

阻火器，这一安全装置，旨在阻止和易燃液体蒸汽的火焰蔓延。其之处在于，它允许气体顺畅通过，却能有效拦截火焰。这一设计*初在石油工业中大展身手，随后又逐步拓展至矿山、煤矿、水运以及化学工业等多个领域。

1.1 化工管道阻火体器阻火性能和实验方法 设计与功能

阻火器内部构造关键，通过复杂的内部结构设计，如波纹型滤芯，有效阻止火焰传播，同时允许气体流通。阻火器的内部关键部分包括壳体与滤芯，滤芯作为阻止火焰传播的核心构件，种类繁多，如充填型、板型、金属网型、波纹型以及液封型等。以波纹型阻火器为例，其滤芯巧妙地由薄不锈钢波纹带与平带交织卷制而成。火焰通过时，会被这些精细的三角形截面孔切分，从而大幅增加火焰与通道壁的接触面积，强化传热效果。此外，器壁效应也发挥了重要作用，当可燃气燃烧通过阻火元件的狭窄通道时，自由基与通道壁的碰撞几率显著增加，参与反应的自由基数量减少。当通道狭窄到一定程度时，自由基与通道壁的碰撞成为主导，自由基数量急剧下降，从而有效遏制火焰向未燃气体传播。是用来阻止易、液体的火焰蔓延和防止回火而引起爆炸，从而保证储罐的安全。这类阻火器内的阻火层常用不锈钢带或铜镍合金材料压制而成的波纹状，波纹的大小由气体性质和阻止火焰速度决定。它的功能是允许易燃易爆气体通过，对火焰有阻止窒息作用。

波纹形式

一种是由两个方向折成的波纹型的薄板材料组成，波纹之间分隔成许多小的孔隙和通道，给火焰提供了一条曲曲折折的通道。另一种由波纹薄板和平板交替缠绕在中心轴上，组成一叠带有三角形孔隙阻火层，这种结构的阻火层可以根据设计需要生产不同直径、不同厚度和不同孔隙的波纹阻火层。波纹结构阻火器经测试证明，阻火性能好，使用范围广，制造成本低，易于检查和安装等优点，所以这种结构的阻火器已被广泛使用。储罐波纹阻火器阻火层由几层阻火层组成一个一个整体，但层与层之间不允许留有空隙，以防止火焰由间隙通过。

实验方法

该阻火器径联合测试，其性能完全符合GB13347-92《石油气管道阻火体器阻火性能和实验方法》的规定.阻火器连续13次以亚音速火焰试验，每次都能阻止火焰的通过，可满足各种不同工艺管道的需要.

标准规范

1、执行标准：GB13347-92《石油气体管道阻火器阻火性能和试验方法》、
2、SH/T3413-99《石油化工石油气管道阻火器选用、检验及验收》、
3、HG/T20570.19-95《阻火器的设置》。 

结构特点

1、该阻火器结构合理，重量轻，耐腐蚀，阻爆性能合格
2、连续13次以亚音速火焰试验每次都能阻火。
3、易检修，安装方便。壳体水压试验合格。
4、耐烧性能合格，耐烧试验1小时无回火现象。
5、阻火器芯子采用不锈钢材料，耐腐蚀，易于清洗。

02二、化工管道阻火体器阻火性能和实验方法阻火器分类

性能与场合分类

阻火器根据性能分为阻爆燃型和阻爆轰型；应用场景决定其类型选择，如放空和管道使用等，并需依据气体爆炸组别进一步分类。阻火器可分为阻爆燃型和阻爆轰型，阻爆燃型主要针对亚音速传播的火焰，而阻爆轰型则用于阻止音速和超音速传播的火焰。根据使用场合，放空阻火器和管道阻火器是其主要分类，前者通常安装在储罐或槽车的放空管道上，防止外部火焰侵入；后者主要用于密闭管路系统，防止一端火焰蔓延至另一端。

结构与适用性分类

阻火器结构取决于材质和设计，如填充型、金属丝网型等，不同结构适用于不同爆炸级别和安全间隙要求。阻火器的阻火结构也是分类的一个关键因素，常见的结构类型包括填充型、板型、金属丝网型、液封型和波纹型等。另外，阻火器的分类还与其在气体爆炸组级别的适用性有关。根据*大试验安全间隙（MESG）的测试结果，阻火器可分为IIA1、IIA、IIB1、IIB2、IIB3、IIB和IIC等多个组别，每个组别都对应特定的爆炸级别和MESG要求。

03三、化工管道阻火体器阻火性能和实验方法阻火器的选型

选型依据

阻火器选型需考虑使用场所、阻火性能，以及符合实验室测试的MESG值；不同介质和环境条件对选型有显著影响。阻火器的选用需基于使用场所选择放空阻火器或管道阻火器，火焰波在管道内的传播速度影响阻火器的选择。根据可燃气体或蒸气在实际工况条件下的值来确定阻火元件的通道或缝隙尺寸，从而选择合适的阻火器。对于纯组分可燃气体或蒸气，其的测试值可参考相关标准；而对于多组分混合物，则需通过咨询有资质的机构、委托测试或应用经验式等方法来确定值。

安装要求

阻火器须按照相关标准安装，如爆轰波吸收器方向和接近点火源的安装位置；对温度和防雨有严格要求。阻火器应安装在接近点火源的位置，安装方向必须遵循制造商提供的使用说明书，通常为确保稳定燃烧，应避免介质在阻火器内垂直向下流动，同时也要确保潜在点火源位于阻火层下方。

四、化工管道阻火体器阻火性能和实验方法要求

1、外观

（1）阻火器各构成部件应无明显加工缺陷或机械损伤,外表面须进行防腐蚀处理,防腐涂层应完整均匀；
（2）标牌应牢固地设置在阻火器的明显部位；
（3）在阻火器的明显部位应永久性标出介质流动方向。

2、材料

（1）阻火器壳体应采用碳素钢、铸铝制造,其性能应符合GB/T11352、GB/T9438的规定,也可采用机械强度和耐腐蚀性能不低于上述材质的其他金属材料。
（2）阻火芯宜采用不锈钢制造,其性能应符合GB/T4237的规定,也可采用机械强度和耐腐蚀性能不低于上述材质的其他金属材料。
（3） 阻火器内及连接处的垫片不得使用动物或植物纤维。

3、耐腐蚀性能

（1）耐盐雾腐蚀性能

a：按7.3规定的方法进行盐雾腐蚀试验,阻火芯不应有明显的腐蚀损坏。试验后阻火器阻爆性按规定试验时,应能阻火。
b：阻火芯材质为不锈钢的阻火器无此项要求。

（2） 耐二氧化硫腐蚀性能

a：按7.4规定的方法进行盐雾腐蚀试验,阻火芯不应有明显的腐蚀损坏。试验后阻火器阻爆性按7.6.1~7.6.7的规定试验时,应能阻火,

b：阻火芯材质为不锈钢的阻火器无此项要求。

4、强度

按7.5规定的方法进行阻火器壳体强度试验,阻火器壳体不应出现渗漏、裂痕或永久变形。

5、阻爆性能

按7.6规定的方法进行13次阻爆试验,试验时间不超过3天,阻火器应每次都能阻火。

6、耐烧性能

按耐烧性试验规定的方法进行耐烧试验,阻火器应能经受1h耐烧,试验过程中应无回火现象。

7、 连接形式

（1）阻火器的连接形式应为法兰连接,并符合GB/T 9112的规定。
（2）阻火器壳体上连接部分隔爆接合面的间隙要求应符合GB3836.2的规定。

8、 压力损失、通气量

（1）阻火器的流体压力损失应不大于表1的规定。
（2）阻火器的通气量应不小于表2的规定。

四、化工管道阻火体器阻火性能和实验方法实验

1、盐雾腐蚀试验

试验在喷雾式盐雾腐蚀箱中进行。试验用盐水溶液质量浓度为20%,密度为1.126g/cm*~1. 157 g/cm"。将样品清除油渍后,按正常使用位置放置在腐蚀箱中间部位。腐蚀箱温度控制在35℃士2℃。从被测样品上滴下的溶液不能循环使用。在腐蚀箱内至少应从两处收集盐雾,以调节试验过程中的喷雾速率和试验用盐水溶液的浓度,每80cm'的收集面积,连续收集16h,每小时收集1.0mL~2.0ml盐溶液,其质量浓度应为19%~21%试验周期10天,连续喷雾。试验结束后,将样品用清水清洗并置于温度20℃士5℃、相对湿度不超过70%的环境中自然干燥7天,检查样品的腐蚀情况,试验结果应符合阻爆性相关实验的要求。

2、 二氧化硫腐蚀试验
试验在化工气体腐蚀试验装置中进行。试验装置内按体积比每24h加入1%的二氧化硫气体，放置在试验装置底部的平底大口器里中注入足够的蒸馏水,靠自然挥发形成湿的环境,试验装置内温度保持在45℃士2C将样品清除滃法后,按正常使用位置悬挂在试验装置的中间部位,试验装置顶部凝聚的液演不得演在样品上。试验周期16天,试验结束后,将样品置于温度20℃士5℃,相对湿度不超过70%的环境中自然干燥7天,检查样品的腐蚀情况,试验结果应符合6.3.2的要求。试验所用的二氧化碗气体亦可每天在试验装置内由NmS0x5H,O)溶液和稀镜酸反应制取。

3、强度试验

（1） 液压强度试验装置用液压源应具备消除压力脉冲的稳压功能,压力测量仪表的精度不低于1.5级,试验装置的升压速率应在使用压力范围内可调。（2）将被测阻火器进口与液压强度试验装置相联,排除连接管路和阻火器腔内空气后,封火器出口。压力应在20s内匀速增加至0.9MP.保持压力5min后泄压,检查样品。试验结果阻火器壳体不应出现渗漏、裂痕或永久变形的要求。

4、 阻爆性试验

（1） 阻爆性试验装置示意图见图1,爆炸管段和观察管段的长度均应不小于1.5m,其直径与被测开火器公称直径相同，在爆炸管段和观察管段的末端分别设置空气出口管和试验介质入口管
（2）点火电极应安装在爆炸管段的末端,距端面的距离为80m
（3）在爆炸管段和观察管段上分别安装一个火焰检测探头,距被测阻火器法兰面的距离为100mm以检测阳火器是否阻火。
（4） 试验介质用丙烷气与空气的混合气,所选用的丙烷气纯度规定为工业纯,混合气中丙烷气的体积浓度应为(4.3±0.2)%；
（5） 将观察管段的末端用塑料膜封闭。
（6）试验介质从入口管导人,管段内的空气从出口管排出,确定管段内气体浓度的样品从出口管抽取,应使管段内的气体浓度达到（4）的要求。

5、 耐烧性试验

（1）试验介质用丙烷气与空气的混合气,所选用的丙烷气纯度规定为工业纯,混合气中丙烷气的体积浓度应为(4士0.4)%
（2）耐烧性试验装置示意图见图2,应包括能连续供给试验介质的动态配气系统。
（3）被测阻火器应竖立放置,由动态配气系统供给试验介质,在被测阻火器出口点燃。
（4） 在规定的丙烷体积浓度范围内微量调节混合气比例,使丙烷燃烧充分。
（5）从点火后开始计时,检查被测阻火器有无回火,整个试验历时1h,试验结果应符合经受1h耐烧,试验过程中应无回火现象的要求;如果耐烧性试验过程中出现回火现象,可结束试验。

6、化工管道阻火体器阻火性能和实验方法压力损失、通气量试验

（1） 压力损失和通气量试验采用风机来提供风源,试验装置示意图见图3。试验装置测试管内径d应与阻火器的公称通径相等,且其内壁表面应平整光滑,系统的各连接处不应有泄漏现象。

（2） 进气口端部以测试管(断面内径为d)的中心起算1.5d范围内不得有障碍物。
（3）在测试管同一截面的圆周上,垂直于管壁钻四个均匀分布的 "2 mm~"3 mm 的测压孔,其孔的周围应平整无毛刺,在管路的外壁面的静压孔处应焊接便于连接的短导管,导管的内径应大于测量静压孔径的2倍以上,四点静压孔接头应分别单独和压力计相连接,所测得的四点静压算术平均值为该截面上的平均静压。
（4）集流器可以是圆弧形或锥形,其外形及尺寸如图4,其内壁表面须平整光滑,表面粗糙度Ra值应不大于 3.2 um。

（5） 进气整流栅和出气整流栅的外形尺寸如图5,进、出气整流栅隔板厚度δ=0.012d~0.015d,出气整流栅隔板间距b=0.08d~0.75d。

（6）可以选用U形压力计,其玻璃管的内径应均匀,一般为6mm~10 mm,长度随所测压力大小确定
（7）阻火器的阻火芯应清理干净后安装在阻火器上,再进行试验,试验介质从阻火器入口端进入
（8） 试验介质所用空气的绝对压力为0.1MPa,温度为20℃,相对湿度为50%,密度为1.2kg/m³，若空气不是此状态时,应换算成此状态气体，
（9）在进气口附近用压力计,温度计和干湿球温度计测定空气状态。
（10）启动电机使风机运转,调节阀门实现流量的调节,压力计的液面稳定后读数(Δh2,Δh3)每分钟读值一次,共读三次,取平均值。按公式(1)计算压力损失,计算结果应符合要求。

（11）e点的压力计的液面稳定后读数(Δh1),每分钟读值1次,共读3次,取平均值,按以下公式计算，通气量,其计算结果应符合要求。

化工管道阻火体器阻火性能和实验方法主要零部件

阀体材料	碳钢WCB、不锈钢304、316、
阻火芯件材料	不锈钢防爆阻火波纹板
密封件材料	耐油石棉橡胶、四氟PTFE
环境温度 ℃	≤480
公称压力(MPa)	0.6~5.0
防爆级别	BS5501:ⅡA、ⅡB、ⅡC

化工管道阻火体器阻火性能和实验方法外形结构图

 

 

化工管道阻火体器阻火性能和实验方法主要外形尺寸

规格	安装尺寸（mm）
	D2	D	L	H	N-d
DN50	110	140	220	235	4×14
DN80	150	185	280	270	4×18
DN100	170	205	325	275	4×18
DN150	225	260	425	290	8×18
DN200	280	315	495	305	8×18
DN250	335	370	595	320	12×18
DN300	395	435	655	405	12×23

化工管道阻火体器阻火性能和实验方法美标外形尺寸ANSI、API、ASME

规格	安装尺寸（mm）
	D2	D	L	H	N-d
2"	120.5	152	220	235	4×19
3"	152.5	190	280	270	4×19
4"	190.5	229	325	275	8×19
6"	241.5	279	425	290	8×22
8"	298.5	343	495	305	8×22
10"	362	406	595	320	12×25
12"	432	483	655	405	12×25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

04四、化工管道阻火体器阻火性能和实验方法安装要求细节

标准与规范

各类标准对阻火器的连接方式、位置、防冻措施有具体规定，遵循这些标准对于安全操作极为重要。例如，《阻火器的设置》（HG/T 20570.19-1995）中明确规定了管道阻爆轰阻火器的安装方向。在《石油化工金属管道布置设计规范》（SH/T 3012-2011）中，对阻火器的安装位置作出了具体规定。

安装注意事项

安装时必须小心维护介质流动方向和阻火侧方向，确保在潜在点火源下的正确位置。安装单向阻火器时，应确保阻火侧朝向潜在的点火源，并远离炉子和加热设备，除非其阻火元件能够承受温度升高而不影响性能。

05五、化工管道阻火体器阻火性能和实验方法阻火器的维护与检查

检查与维护内容

定期检查是保障阻火器功能的关键，检查内容包括清洗、防冻措施和确保密封性；维护需遵循制造商指南。使用单位必须确立定期检查与维护保养的周期，并明确检查内容，这涵盖了质量标准的设定。定期审视火芯，确保其表面洁净，无阻塞、变形、腐蚀或冰冻现象。特别是在冬季或寒冷地区，阻火器可能因冻结而阻塞，因此需采取防冻或解冻措施。在清洗阻火器芯件时，应避免使用锋利的硬件刷洗，而应采用高压蒸汽或非腐蚀性溶剂进行吹扫。重新安装时，必须确认密封面已清洗干净、无漏气现象且无损伤，同时及时更换垫片。