国内外阀门锁发展现状与展望.pdf

实践革新 企业科技与发展 2 0 1 0 年第 1 0 期 总第2 8 0 期 P r a c t i c e＆I n n o v a t i o n En t e r p r i s e S c i e n c e An d Te c h n o l o g y De v e l o p m e n t N O ． 1 0 ， 2 0 1 0 C u m u l a t i v e l y N O ． 2 8 0 国内外阀门锁发展现状与展望 张喜军 一。王朝富 ，李树勋 1 ．西安石油大学，陕西 西安 7 1 0 0 6 5 ；2 ．中国石油兰州石化公司，甘肃 兰州 7 3 0 0 5 0 ； 3 ．兰州理 工大 学，甘肃 兰州 7 3 0 0 5 0 、 壤翼 魄阀 镊昀起瀑、爱状乳及特点； 务撅典型姥桷桷操作舞 口 譬 0 1暑 、 惠绣】毂 阗n镊鹤| 爱黢≥ 遑 _祷誊i一 一 鼍 漱、 阃 镁 凝状观 操 || _ 囊 | 叠 嚣 萋 ] H 1 3 4 1 LXml s 壹 ] 1 6 7 4 Q 6 B 黾 l o i o o 9 3 一 旺 毫 j I毫 | 0 警 麓 l l l T h e S t a t u s Q u o a n d P r o s p e c t o f V a l v e L o c k H o m e a n d B r o a d Z HA NG Xi - j a n ， WANG C h a o - f u ， L I S h u - x u n 1 ． x i 勘 1 s h i v o u U n i v e r s i ty , X i ’ a n S h a n x i 7 1 0 0 6 5 ； 2 ．L a n z h o u Pe t r i f a c ti o n C o mp a n y o f C NPC ，L a n z ho u G a n s u 7 3 0 0 5 0 ； 3 ． L a n z h o u U n i v e r s i ty o f T e c h n o l o g y , L a n z h o u G a n s u 7 3 0 o 5 o 【 A b s t r a c t 】 T h e a r t i c l e i n t r o d u c e s t h e o ri g i n ， d e v e l o p m e n t a n d c h a r a c t e r s o f v a l v e l o c k ， a n a l y z e s th e o p e r a t i o n a n d a d v a n t a g e s o f t h e t y p i c a l s t r u c t u r e ， a n d s u mma ri z e s t h e tr e n d o f t h e v a l v e l o c k ’ S d e v e l o p me n t ． 【 K e y w o r d s 】 v al v e l o c k ； s t a t e o f d e v e l o p m e n t ； o p e r a t i o n 1 概述 由于管路运输容易引起大范围的灾难以及其周围环境较恶 劣，人们很早就开始关注管路系统的安全，特别是在石油、天 然气设施集中的地方。安全的管路系统操作不仅可以避免其对 操作人员的伤害，也可以避免重大的经济损失。据统计，在世 界范围内，由于人为错误，在石油 、天然气行业里 7 0 ％被报 道的事故导致了这些行业 9 0 ％以上的经济损失[ i j。在管路系统 中，主要部件是阀，而且每一个阀都起着重要的作用。阀在管 路中主要的作用是控制介质的流量，一些关键性阀更是起着至 关重要的控制作用。因此，对阀进行正当、安全的操作和控 制，是至关重要的。在实际生产中，布置大量管路的场所，并 不是经常有专业人员进行看守，如果被非专业人员对管路中的 阀进行了非法的操作，小则带来巨大的经济损失，大则引起严 重的安全事故并造成人员的伤亡。为此，人们提出了阀门锁的 概念。阀门锁就是为了防止人对阀进行不正当的操作，将阀进 行合理、安全的锁定。专业人员只有利用相配套的工具，才能 对阀进行操作。 2 阀门锁发展概况 早期 ，人们将金属丝从阀盘中间和管道穿过 ，然后用钳子 将金属丝的两头拧在一起 ，从而将阀锁住。这是一种最经济、 最原始的方法，但并不十分安全，因为其他人员使用老虎钳等 工具，可以很容易将金属丝剪断，依然可以对阀进行非法操 作。而且，这种方法对专业人员来说 ，也不方便，因为专业人 员每次对阀进行操作时，要将金属丝拧开，操作完毕后又要重 新把金属丝重新拧紧，费时费力。因此，这种方法只能适用于 短暂时期对阀进行锁定，不宜长期采用。 由于上述方法适用性差 ，后来人们就把金属丝改成了锁 链或其他特制的钢丝，并结合上挂锁 见图 1 或其他形式 的锁 ，这样不仅可以方便专业人员对阀进行操作，而且可以 有效地防止其他人无意的误操作。这种方法 目前仍大量采用。 采用这种方法时 ，可以在阀体部位配上夹板来放置铁链或锁； 可以在阀体上钻小孔，使锁链从小孔中穿过；也可以采用如 图1 所示方式用钢丝将阀柄和阀体锁在一起 ，或采用其他方 式。此阀门锁的优点是结构简单，价格便宜，操作简单，但防 盗性能差 。 图 1 上挂锁 b 【 作者简介】 张喜军，男，甘肃兰州人，西安石油大学在读研究生， 任职于中国石油兰州石化公司，从事技术管理工作， 研究方向化工设备。 、 1 93 、 近几年，由于石油化工、天然气工业的快速发展，以及装 置在尺寸和结构上变得越来越复杂，操作环境变得更加恶劣 如高温、高压的恶劣环境 ，特别是当现场存在有毒或易燃易 爆的产品时，受伤和损失的范围就会大幅增加。因此，人们努 力地寻求更加精密、安全、可靠的控制方式。人们经过不懈努 力和探索 ，提出了 “ 机械联锁”的概念和方法，将机械、锁 、 阀进行有效、合理、可靠的结合，形成了一种新型的阀门锁。 这种方法适用于所有的手动式开启阀，目前已经得到大规模的 采用。这种新型的阀门锁并不是将普通的机械锁和阀进行简单 结合，而是采用特殊的锁码和特制的钥匙并有效地结合机械原 理而制成的，如果不用相正配的钥匙，即使采用钩子拨开或其 他非法手段 ，是无法将阀门锁打开的。其中，有一种机械锁在 操作性和可靠性方面有较明显的优势，它主要由 2部分组成 如图 2所示 一部分是金属外壳 ，主要作用是保护里面的 “ 锁” ，一般装在阀的顶部、阀盘或阀杆下部。考虑到其使用所 处的恶劣环境，主要选用的材料是碳钢和不锈钢。另一部分是 2 把钥匙，一把钥匙用于打开机械锁，而另一把用于关闭机械 锁，而其主要使用的材料是不锈钢。其主要操作过程如下当 机械锁处于锁闭状态时，用于锁闭的钥匙 标记为 1 保持在 锁孔内，而且此时钥匙 1 不可能被随意拔出，也不能对阀进行 任何操作。如果将机械锁打开，就把用于开锁的钥匙 标记为 2 插入另一个锁孔内，并保持钥匙 1 在锁孔内，此时机械锁 被打开，并可以对阀进行操作；操作完毕后，拔出钥匙 1 ，机 械锁又重新处于锁闭状态。机械锁具有使用范围广，环境适应 性强，操作简单，使用维护方便，安全和可靠性能好，可以有 效地防止他人的误操作等优点，目前已广泛应用于石油、化 工、天然气、热电厂、核电、冶金、制药等行业的阀门控制系 统，成为阀门操作控制中重要的安全保障，是目前使用最多的 阀门锁之一 。 图 2 机械锁 为了满足管道压力的不断增加以及连续化生产的要求，在 实际生产中必须做到零故障，特别是当出现管道压力过高时 ， 此时就必须通过泄压阀安全泄压，否则会造成严重的事故。为 了防止正处于工作状态的管路出现故障而影响安全生产，人们 设计了另外一条相同管路安放在同样的位置，作为备用管路。 在实际生产过程中，这些管路结合机械联锁装置，形成了机械 联锁安全系统。机械联锁安全系统的主要特点是 在管路系统 中的阀具有一定的操作顺序，只有按照顺序才能对所有的阀进 行操作，如图 3 所示[3 1 。 口 无 钥匙 司阀处于开启 状态 口 有 钥匙- ． ●阀处于关 闭状态 ⋯ 钥 匙 传 递 路 线 图 3 机械联锁安全系统 在正常工作时，管路 P 1处于工作状态 ，P 2处于备用状 态，因此阀 V1 、V3 、V4处于开启状态，v2处于关闭状 态。如果 P 1出现故障或需要维护时，将钥匙 B从钥匙室拿 出，插入 V 2中，此时V 2可以开启，拔出 C并插入 V 3 ，这样 V 3 就可以安全关闭；然后拔出 D并插入 v 4中，将 V 4关闭并 拔出 E ，将 E放人钥匙室内，这就使得 P 1 暂停使用，P 2开始 工作 ，此时就可以对 P l 进行检查维修 ，实现了管路之间的安 全切换。为了方便下一次操作，将钥匙 E插入 V 4中，释放 D 并移出钥匙室，V 4处于又开启状态。此时 ，V1 、V2 、V4 处于开启，V 3处于关闭。如果要重新使 P l 处于工作状态，就 将 D插入 V 3中，然后按照顺序依次操作就可以了。采用机械 联锁安全系统，使得管路更加安全可靠，大大地减少不必要的 损失，为生产提供必要的安全措施12 1 。机械联锁安全系统作为 一 种有效的安全工具，逐步得到认可，并且许多国际标准也采 用这种特制 的工艺。这些相关标准有 1 A P I R P 1 4 E 海上生产平台管道体系的设计与安 装[ 第 5 ． 8 ． b 2 段管道减压设备] ； 2 A P I R P 5 2 o _ 油厂减压系统 第 2部分，第四 章阀门隔离要求 ； 3 N F P A l 2 国家防火协会 美国 二氧化碳灭火 系统 1 9 9 3版 ； 4 B S 5 3 0 6 _ _ 英标 第 4部分，l 9 8 6 一二氧化碳系 统 的规格 ； 5 B S 8 0 1 O 一管线操作的编码 第二部分，1 9 9 2 ，2 ．8 章；第三部分，1 9 9 3 ，6 ． 6章 ； 下转第 1 9 9页 1 9 4 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 w w w . b z f x w . c o m 收集工作到位。大力开展雷电科研，摸清农村雷电的特性、规 律 ，以便于采取有效措施预防雷电灾害的发生。 3 。 6 建立防雷减灾管理制度和应急措施 乡 镇人民政府要建立防雷减灾管理制度和应急措施， 落实防雷减灾管理工作责任部门和责任人，做好行政区域内防 雷减灾工作的组织管理，鼓励开展防雷安全示范村建设。规划 编制单位编制乡 镇 、村规划时，应在选址和布局规划中统 筹考虑防雷安全。新建工业 、电力、通信等设施可能增加周边 建筑物和其他设施雷击风险的，建设前要进行雷击风险评估， 并按评估结果采取相应的防护措施。 3 - 7 注意个人防雷 在雷雨天 ，人在空旷地活动 ，很容易成为 “ 引雷针” 。因 此 ， 在雷雨天气时， 人应避免在空旷地上行走、劳作，更不宜 打雨伞或肩扛锄头，以免遭雷击；不要在树下特别是孤树下避 雨 ，不要在水面或者水路交界处作业 ；如果感 觉到头发竖起或 皮肤颤动 ，这时应立即倒在地上或者双膝下蹲，向前弯曲，双 手抱膝，以免遭雷击。雷雨天，我们应尽可能关闭各类家用电 器 如电视机 、电脑、电冰箱等 ，并拔掉电源、天线插头 ， 以防雷电从线路入侵 ，危害电器和造成火灾或人员伤亡。 总之，农村雷电灾害威胁巨大，特别是在多山地区，雷电 发生频率更高 ，危害更大。而农村又是防雷减灾工作的难点 ， 只有千方百计强化防雷科普知识宣传，加强农村建筑物防雷设 施建设，规范农村供电、通信 、有线电视等线路的架设，建立 雷电灾害监测和预警系统，努力形成防雷防御网络，规范化管 理， 才能最大程度地减少雷击事故，降低损失。囝 参 考文献 [ 1 ]杨杰．农村防雷不容忽视[ _ J ] ．贵州气象，2 0 0 5 2 ． [ 2 ]G B 5 0 0 5 7 9 4 ，建筑物防雷设计规范[ s ] ． [ 责任编辑黄庆发] 上接第 1 9 4页 6 1 9 9 6 N O ． 8 2 5 9 英语管线安全规则 第六章， 规则指导的 3 7段，由英国健康 ＆安全执行出版社出版Ⅲ 。 未来的阀门锁会更加人性化、智能化，结构会更加精密、 合理，更重要的是更加安全。未来的阀门锁在操作方面会更 加简单 ，如采用磁卡形式 ，通过刷卡就可以轻松地打开阀门 锁 ；又如，采用传感控制，利用遥控器打开关闭阀门锁。我 们可以针对阀门锁开发一个操作系统 ，通过电脑操作联锁系 统 ，控制 阀门锁的状态 。总之 ．阀门锁会 朝着一个更加 科学 的方向发展 。 3 结语 由于阀门锁在实际生产中起着重要的作用，因此得到了快 速发展并被大量地使用，减少了石化、天然气等行业的重大安 全事故。在国外，阀门锁已经实现了产业化、规模化，产生了 巨大的经济效益 ；在 国内，阀门锁行业才刚刚起步 ，但发展迅 1 99 速并产生了一定的经济效益。面对国内巨大的市场，阀门锁行 业具有广阔的发展空间，并逐步实现在石油化工、天然气 、电 站等行业大范围的使用。囝 参考文献 [ 1 ]Mi k e s m i t h ．浅谈阀门 机械联锁的必要性⋯ ．石油化工安全技术， 2 o o 5 s j 3 8 4 O ． [ 2 ] P e t e r s m i t h ，R．W Z a p p e ．V a l v e S e l e c t i o n H a n d b o o k[ M] ． O x f o r d Gu lf Pr o f e s s i o n a l P ub l i s h i n g， 2 0 0 4 ． [ 3 ]王铁民．关键阀门安全附件现状与发展趋势[ J ] ．石油化工安全技 术，2 0 0 5 5 4 2 4 4 ． [ 责任编辑黄庆发】