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《防火罩需要的参数条件》里有讲述到防火罩***重要的两个文件:
①船级社的产品型式批准证书Type Approval Certificate.
②船级社出具的项目设计评估文件 Design Appraisal Documents.
这其中容易被设计方、采购方和阀门厂家忽视的就是船级社出具的项目设计评估合格文件,因为这个文件是随货提供的,所以采购中一定要强调这是必须文件,而且必须是型式认证船级社出具的文件。船级社专业人员在审核项目技术图纸和防火计算的时候,是对防火罩产品性能的***好技术把关。
由于防火罩出厂时无法做对应的防火性能实验,船级社出具的项目设计评估文件是证明所采购的防火罩满足本项目防火工况的***凭证。项目设计评估文件是产品型式认证的有效条件,如果一个项目不要求提供船级社项目设计评估合格文件,也就没有必要要求产品型式认证了。
一、关于防火罩的标准问题
防火罩涉及的主要标准如下
UL 1709 Rapid Rise Fire Tests of Protection Materials for Structural Steel
钢结构保护材料的快速升温燃烧测试
ISO22899-1 Determination of the resistance to jet fires of passive fire protection materials
防火保护材料的防喷射火性能测试
API 2218 Fireproofing Practices in Petroleum and Petrochemical Processing Plants
石油和石化加工厂的防火规程
SHT3005-2016 石油化工自动化仪表选型设计规范
SYT 7396-2017 石油天然气工业陆上生产设施被动防火推荐作法
其中岸上阀门执行机构主要是符合UL1709烃类池火标准,海上阀门和执行机构等主要符合ISO22899-1烃类喷射火标准。
二、SHT3005-2016 石油化工自动化仪表选型设计规范中 关于防火罩部分的解读
标准中提到:“防火保护罩应符合UL 1709标准,能够在1093℃下,抵抗烃类火灾30分钟”。
首先:UL1709标准的耐火实验对象是钢结构,标准定义的失效温度为538 ℃。详见下面的注解:
注:UL1709标准本身有失效温度,即538℃。UL1709标准原文:The transmission of heat through the protection material during the period of fire exposure for which Classification is desired shall not raise the average temperature at any of the four levels of the steel column above 1000°F (538℃) and no thermocouple shall indicate a temperature greater than 2000°F (649℃) . 标准翻译:保护材料在火灾等级确定好的条件下传递的热量不应使钢柱的四个等级中任何一个的平均温度升高1000°F(538℃)以上,并且热电偶的指示温度不大于1200°F(649℃)。
关于UL1709的失效温度,标准:SYT 7396-2017 石油天然气工业陆上生产设施被动防火推荐作法-同样做了说明,其失效温度为538℃。
其次:执行机构的失效温度是80℃左右,这一点和UL1709标准本身定义的失效点存在重大偏差。
注:项目的具体应用工况各不相同,防火罩应至少考虑气候***高温度作为温升起点温度,由于中国幅员辽阔,气候***高温度往往从36℃ -43℃不等。同时各个品牌执行机构的失效温度也不尽相同,从70℃-120℃不等。
但是,SHT3005中明确指出:防火罩应能在1093℃下, 抵抗烃类火灾30分钟。
因此:每个具体的项目,设计方、采购方和供应方都应该明确本项目的执行机构具体允许温升范围来设计计算防火罩。比如说:北京市夏天高温达42℃左右,执行机构失效温度80℃,那么执行机构在烃类池火火灾的情况下,30分钟内允许温升只有38℃。
如果一个防火罩厂家接到执行机构防火罩的技术要求,仅仅注明“防火保护罩应符合UL 1709标准,能够在1093℃下, 抵抗烃类火灾30分钟”,未明确防火罩计算的起始温度和执行机构失效温度,那么按照UL1709标准规定,防火罩只要保证执行机构30分钟内温升小于538℃即可,但实际情况下执行机构在火灾情况下只允许升温40℃左右,两者偏差12倍,也就是说执行机构保护时间30分钟变成了不到3分钟。这种重大技术漏洞,在设计、采购和供应方签字后往往被掩盖了。
三、如何避免防火罩出现技术漏洞?
① 防火技术规格书一定要求明确防火罩设计的起点温度,即:气候***高温度与执行机构运行时***高温度的较高者,作为防火罩温度计算的起点温度。其中执行机构运行时的***高温度数据往往无法判断,这和阀门介质工作温度有关,因此需要防火罩厂家根据阀门介质工作温度进行推算执行机构的工作温度。
②明确执行机构的失效温度,由于各个厂家执行机构失效温度不同,很难统一,同时也应考虑执行机构关键附件的因素。但是大部分电动执行机构失效温度为70℃(齿轮箱120℃),气动执行机构的失效温度为80℃。
③通过项目设计评估合格文件和防火罩图纸来把关,下面详述这两个方面的关键点。
四、船级社出具的项目设计评估合格文件的具体内容是什么?
防火罩本身属于小众产品,市场应用不多,同时也是重大责任性产品,***早和***多是在海上平台应用,因此该产品只有全球几个少数船级社如Lloyd’s,DNVGL等船级社开展相应的研究和认证。
以市场上***常见到的劳氏船级社项目设计评估合格文件为例,项目设计评估合格文件会注明以下信息:
⒈项目名称
注解:SINOPEC XXX PROJECT
⒉被动防火对象- 阀门、执行机构或者其它设备
注解:岸上石化主要是Actuator执行机构
⒊防火应用的工况
五大参数:①UL1709标准烃类池火②30分钟期限③气候环境***高温度④执行机构失效温度⑤阀门介质工作温度。
⒋对应的型式认证证书
⒌ 批准结论
⒍附录每张防火罩的图纸
请见以下劳氏船级社出具的项目设计评估合格文件范例
五、防火罩图纸审核的关键点
防火罩图纸审核基本要把握以下几个方面:
⒈项目名称、图纸编号一定要和项目设计评估文件的审批列表一致
⒉通常阀门和执行机构整体体现在防火罩图纸中(因为阀体和执行机构是相连的,阀门和支架的信息要参与到防火罩设计计算中)
⒊注明防火罩的主体防火材料(防火罩的主体防火材料牌号都是型式认证过的,不能修改)
⒋注明防火罩的五大基本工况,并且和项目设计评估文件一致。
⒌快速开启门和通风散热设施是否有设计,请见下面典型的防火罩图纸:
特别提醒:如果防火罩图纸上只进行如下标注,需要谨慎对待。
标注方式一:只是标注“UL1709, 30minutes”, 这样的标注没有防火罩保护温升的起点、终点。按照UL1709标准的定义,默认为防火罩只要满足烃类池火30分钟内升温不超过538℃即可。这可能和具体项目规范产生重大偏差,势必留下重大安全隐患。
标注方式二:这是标注“J30或者Jet fire 30 minutes或者JF60/JF120” , 这种标注同样是开口标注,Jet Fire 喷射火标准的标注定义如下,所以仅仅标注J30也是不符合ISO22899-1标注规范的。
ISO22899_1标准关于防火罩标注的定义:
六、防火罩应用的几点误区
⒈防火罩设计计算需要考虑阀体的信息吗?
肯定需要,举例说明,阀门介质温度很高,肯定要考虑阀体介质通过执行机构支架经阀杆辐射和热量传导到执行机构,这时候执行机构如果是被严密的防火罩包裹,会导致执行机构超温。比如一些石化装置现场遇到防火罩在装置运行时,必须把快速开启门打开,否则执行机构超温,这是典型防火罩设计没有考虑阀门介质温度等相关信息。
⒉仅仅提供执行机构的外形图即可设计防火罩了吗?
仅仅提供执行机构的外形图是无法设计防火罩的,因为防火罩要考虑和阀体相连的支架和阀杆的热量传导计算,同时也要考虑介质工作温度等信息,所以防火罩的设计大部分情况下需要阀门和执行机构的整体详细尺寸图纸。
⒊防火罩的主体防火纤维安全吗?
经过船级社型式认证的防火罩厂家的防火罩防火纤维应该都是安全的,可以要求厂家提供防火纤维的非致癌环保检测报告。
结论
防火罩本身是应用较少的小众产品,从需要实现的功能看,属于技术含量很高的工程性定制产品,而不是简单理解为给执行机构罩一个罩子就不怕火烧了。防火罩的选型应用存在大量的技巧和专业性,不恰当的应用防火罩不但不能在关键时刻实现防火功能,反而会增加装置风险(具体风险可以咨询相应的专家),因此为了降低风险,企业业主、设计方、阀门厂家和防火罩供应方都应该在选择防火罩的时候慎之又慎,确保产品安全。
那么如何保证能够采购到合格的防火罩呢?还是牢记:
船级社的产品型式批准证书Type Approval Certificate。
船级社出具的项目设计评估合格文件 Design Appraisal Documents。
(有了项目设计评估合格文件DAD, 船级社自然会替采购方把关所有的技术规范性)
其中项目设计评估合格文件是防火罩交货时才能提供,所以在采购资质审核阶段,可以要求供应方提供以往国内类似项目应用的设计评估合格文件的范本和图纸预先审查,并作为***终交货文件的范本。
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