不锈钢燃气阻火器原理,结构特点及性能测试方法的说明

            不锈钢燃气阻火器是防止外部火焰窜入存有气体，油品的储罐或管道内。阻止火焰在设备中传播，管道间蔓延。

阻火器的类型很多，储罐阻火器、防爆管道阻火器等都属于其中；储罐阻火器是应用火焰通过热导体的狭小孔隙时，由于热量损失而熄灭的原理设计制造。储罐阻火器的阻火层结构有砾石型、金属丝网型或波纹型。而防爆阻火器是用来阻止气体、液体的火焰蔓延和防止回火而引起回火设备。阻火器内的阻火层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。防爆阻火器通常安装在输送或排放气体的储罐和管线上。如火炬，加热燃烧系统，石油气体回收系统或其它气体系统。由于其应用环境的特殊性阻火器的设计要求等也是相当严格的。

不锈钢燃气阻火器设计、制造性能：

1、壳体本身的材质需求比较严格，一般为铝合金、不锈钢、铸铁等介质，且尺寸必须按照规定的标准来执行；

2、在制造过程中，其壳体所使用的铸件不得存在损害、裂纹、砂眼等问题，这样的铸件会影响到使用的效果；

3、壳体制作过程中，应按照规定进行水压的试验，待到合格后方可使用；

4、波纹结构的阻火器按规定会使用钢带来加工制作，这样的钢带应该光亮，不能带有油污及锈点等污渍；

5、阻火层上的孔隙大小应该*一致且均匀分布，所以应保持无堵塞；

不锈钢燃气阻火器的原理及结构特点：燃气阻火器阻火器的工作原理主要是基于火焰通过狭窄通道时的熄灭现象。大量的研究表明如果狭窄通道的直径小到一定程度，火焰在这种小通道传播一段距离便会自动熄灭称为淬熄。能使火焰发生淬熄的通道直径称为淬熄通道通常用Dq来表示。火焰在具有淬熄直径的通道上传播到熄灭之前的那段距离称为淬熄长度用Lq表示。阻火器就是根据小孔淬熄原理设计了，它是由外壳和阻火芯组成通过法兰与管道或其它设备连接也可以有其它连接方式。阻火器的壳体应具有较大的强度能承受爆轰引起的动高压。阻火芯有金属网式和波纹带式，后者是目前上通用，波纹带可以采用铝合金、不锈钢或其它耐腐材料制成波纹带与平板带叠合卷制成圆盘状，制成阻火芯装入阻火器外壳内就将管道截面分割成许多小三角形截面，每一个小三角形孔都是一个狭窄通道。当火焰通过就迫使管道中的火焰通过这些狭窄通道而达到淬熄要求。阻火芯的设计不仅应考虑到淬熄火焰要求还要尽量减小气体的流阻，因此在设计之前应作精心的计算三角形截面的高度（波纹高）、阻火芯波纹盘厚度及之前内部结构的变化对于其整体阻火性能都有直接的影响。通过对波纹板阻火器阻火性能研究得到其计算式：V=.038ay/d2其中V是临界阻火速度（m/s）a是用分数表示的阻火器通气自由面积之比Y是阻火芯厚度（cm）d是淬熄直径。从该公式可以估算一个设计好的阻火器临界阻火速度。阻火器并不是燃烧器但阻火器的设计应考虑到其燃烧学和爆轰学特性。

不锈钢燃气阻火器的检测方法：燃气管道管道阻火器用GB13347-92的方法俩检测试验介质使用城市煤气。GB13347-92对管道阻火器的技术要求、试验方法（密封性和外壳强度的水压试验和阻火性能试验）、检验规格、标志、包装、运输、贮存等作了明确规定。下图是试验装置示意图：

燃气阻火器检测主要程序如下：

1、将试验介质与空气按规定的混合比置入的混气罐内，充分混合均匀待用。

2、将试验管抽真空放入预混气。

3、点燃预混气对进入阻火器前的火焰速度进行测量。

4、观测阻火器是否阻火（仪器监测）。

5、连续、重复上述试验进行数据记入。

规定：阻爆轰型阻火器必须连续经受13次阻爆轰试验，每次必须*阻止亚音速（超音速）火焰通过为合格。在实际测试中应当首先明确设计要求的阻火速度这个阻火速度值即为安全阻火速度。实际上阻火器的极限阻火速度应比这个值高出 30％即取安全系数约1.3左右，以安全阻火速度为标准按上述程序连续进行13次试验均阻火成功，无一失败并且每次试验的火焰速度均大于或等于安全阻火速度的设计值，则这台阻火器的阻火性能视为合格。若连续13次试验有1次或1次以上低于上述值，则因该补做试验否则安全阻火速度值应降低到13次试验中火焰速度低的那一次。若连续13次试验中有一次阻火失败则认为阻火器不合格。安全阻火速度值是亚

音速则阻火器属于组爆燃型；安全阻火速度值是超音速的则阻火器属于组爆轰型。

不锈钢燃气阻火器性能测试试验方法 ：阻火器的性能参数包括外观检测、材料检测、腐蚀性检测、强度检测、压力测试、流量测试、泄漏测试、阻爆性测试、耐烧测试等主要测试项目。其中重要的测试有三项：阻爆性能（阻爆燃和阻爆轰）、耐烧性能、流量测试； 

阻爆性测试 ：由于管道内爆炸受环境因素影响很大，比如管道的结构、形状，以及温度，压力和试验介质及浓度等等。如何判定一个阻火器是否是合格的爆燃或者爆轰阻火器，既需要有准确统一的试验约束条件，也需要考虑到实际应用的工况。 在我国的相关标准中，对管道阻火器的爆炸测试是这样规定的：如果因为保护侧管段长度不够而影响阻火速度的提高，可以将尾端打开再点火起爆。为了增大火焰加速度，允许在火焰引爆侧设置扰动装置。这里面就出现了一个问题，管道阻火器通常是连接在密闭的管路里的，很少有一端直接接触外部环境的，同时由于密闭管路爆炸，火焰传播是伴随着压力的变化。所以不能单单仅追求火焰速度而舍弃压力波在火焰传播中的作用。尤其是对于爆轰测试，对于爆轰而言不仅是一个流体动力学过程，还包括复杂的化学反应动力学过程。对燃料/空气混合物，典型的大爆轰压力为初始压力的15－19倍，对燃料/氧气混合物，为初始压力的25－30倍。湍流能使这些压力升高非常大。很多时候，爆轰阻火器可以阻止火焰通过阻火单元，但压力波很快传播过去，同样能把受保护段的燃气混合气体引燃。这说明压力测试在阻爆测试中十分的重要，所以准确的实验条件应该是密闭管道。 另外增加扰动装置实际上就是增大湍流形成的条件，这样做可以提高火焰传播的速度。由于火焰加速受容器几何特征和重复布置的障碍物的存在影响非常大，因而使该问题变得非常复杂。建议谨慎使用扰动装置，如果需要增加火焰的速度可以适当的增加管道长度。 

经过我们长时间的试验，结合我国现行的检测标准认为，只要管道规格与阻火器规格匹配；试验介质满足标准要求，如丙烷-空气混合气体的浓度为4.2±0.2%；管道长度在标准要求的范围内，阻火器阻爆性能试验就可以实现其爆燃或爆轰的合格判定。这里不必担心阻火速度是否低于试验介质中的声速问题。

耐烧试验 根据ISO 16852-2008的规定并不是所有的阻火器（包括管道阻火器）都需要进行耐烧试验。耐烧测试是在阻火器的一端点燃可燃混合气体，由于阻火器的存在，阻止回火的发生。但是并不是所有的阻火器都需要进行耐烧测试。原因很简单，就是很多阻火器并不是耐烧用途的，如果强行对不具备耐烧条件的阻火器进行耐烧测试，结果只能是回火的发生。所谓的耐烧阻火器结构上与一般的阻火器基本相同，只是在阻火单元间隙增加了一定厚度的隔热垫片这种垫片增加了阻火器的流阻，因此对不需要考虑耐烧性能的阻火器不适宜选用。 

根据我国GB/T13347-2010和ISO 16852-2008中对耐烧试验的规定，都是在快升温流量下，进行2个小时的燃烧试验。在耐烧试验中，受保护侧与未受保护侧都有温度传感器，以检测耐烧试验过程中阻火单元的耐烧性。对于一般的管道阻火器如果火焰直接接触到阻火单元，那么几分钟的时间里就会过火因此，有必要区分阻火器是否具有耐烧的性质，而不是所有的阻火器都需要进行2小时的耐烧试验，即使经过认证的管道爆轰型阻火器也不耐烧，试验证明很短时间内阻火器就会被击穿。如果管道阻火器安非常靠近火源 (焚烧炉，火炬) 建议安装温度探头。 流量试验：阻火器内装有致密的阻火芯它会对通过的气流产生一定的压降。阻火器的压降大小和它的结构及气体流量有关。因此有必要测试阻火器阻火性能的同时，也要进行流量的测试。目前，国内进行流量—压力损失方法仅对样品阻火器进行一定流量下的静压测试。由于国内标准里没有合格判定的依据，因此此项试验没有实现检测的意义。

另外，阻火器进行了阻火试验后，其结构空间可能发生变化，该阻火单元的介质流通能力变化情况同样需要测试。

目前国外的标准中规定阻火试验前后流量—压力损失变化不能超过20%。