液化气罐车泄漏紧急切断阀的作用与故障分析

一、三起液化气罐车泄漏事故原因探讨

●事故一1994年9月，广东省某燃料公司的一部液化石油气汽车罐车在广东阳春路段运输途中，因汽车罐车车辆传动轴中间轴承(联轴器)松脱，引起中间吊耳松脱下吊，传动轴失去控制而剧烈摆动，撞击液相接管，致使液相接管与球阀法兰联接密封垫片破坏，罐内液化石油气严重泄漏，事故发生后，司机采取关闭紧急切断阀进行处理，但阀已失灵，无法关闭，泄漏长达十多个小时，造成严重事故。

●事故二 2004年8月，我省某地一部液氨罐车在往氨罐卸氨过程中，钢编装卸软管突然发生爆炸，罐车内液氨喷涌而出，而当时司机、押运员未在场，未及时采取有效措施，且液相紧急切断阀失灵，造成较大的伤亡事故。

●事故三 2006年5月，我省某公司一部液化石油气罐车途经龙岩上杭时，罐体底部液相紧急切断阀与球阀之间接管法兰角焊缝熔合线出现贯穿性裂纹，罐内液化石油气喷涌而出，由于此前液相紧急切断阀的钢丝拉绳被绑死，未回位(即液相紧急切断阀长期处于开启状态)，导致液相紧急切断阀控制系统失灵，无法及时有效关闭，液化石油气经失灵的紧急切断阀，从开裂口流出罐外。严重威胁附近居民。后因泄漏处液相气化，结成大坨冰块，泄漏量逐渐减少，这时动用人工力量，把罐车推到站内(此时不能启动)，及时把残存的液化石油气泄到固定储罐内，至此危险才得以化解。

二、上述三起液化气汽车罐车泄漏事故，究其原因，主要有下述几个方面

●事故一 汽车传动轴承松脱，是造成液化石油气泄漏的直接原因。由于汽车罐车驾驶员平时没有对车辆底盘及传动部分进行日常检查，等到传动轴承松脱下吊撞击接管造成液化石油气严重泄漏时为时已晚。液化石油气是从液相接管与球阀之间的联接法兰密封面处泄漏出来的，经现场检查发现，密封石棉垫圈一处被泄漏的液化石油气冲开一个缺口，将法兰联接螺栓拆除检查测量发现，球阀密封处的内径为46mm，外径为70mm，而接管法兰密封面处的内径为60mm，也就是球阀与接管法兰联接密封处的接触面每边平均只有5mm的有效宽度，如联接装配质量不好，再加上球阀与法兰采用螺纹活套结构，当接管受到振动和外力的冲击碰撞，接触密封面便易松动错位，液化石油气便会从接触最薄弱环节泄漏出来。

●事故二 液氨罐车装卸软管由于使用多年，已基本老化，而用户抱着侥幸心理，未及时更换，且对爆破前的征兆不加注意，终究酿成大祸。事后建议用户装卸液氨时使用金属软管，而且每两年更换一次。我们拆卸该罐车的液相紧急切断阀进行检验时发现紧急切断阀结构已被擅自改动，取消了过流切断功能。这种做法是很危险的。在罐车装卸过程中，发生装卸软管破裂等意外时，高速运动的液化石油气(如泄漏时高速喷射、流速过大)，由于摩擦作用，将会产生极高的静电电压，可能导致事故的进一步扩大。

●事故三 该车事后送检时，我们发现随车带来的接管与法兰间角焊缝基本已成穿透性开裂，该焊接质量外观极差，显然是原先微量泄漏，用户私自加以补焊的，这违反了有关规定（规定要求应请有资质的单位进行返修），补焊质量差，为角焊缝的再次开裂埋下安全隐患。其次，我们发现除接管法兰角焊缝本身质量差外，该车的阀门操作箱出事前基本上是摇摇晃晃，接管与操作箱之间的固定支承已完全脱落，且未加以固定，使液相接管理长期处于悬臂状态，遇上路况不佳时，易产生强烈的振动，法兰角焊缝在交变应力的作用下，在上述薄弱环节（补焊处）再次撕裂，产生液化石油气泄漏。再者，紧急切断阀的钢丝线此前已被拉断，但是用户未及时修复，只是用线将扳手绑住并加以固定。这就造成紧急切断阀长期处于开启状态，发生液化石油气泄漏和无法动作，密封面不能密封，造成阀体无法关严。究其原因，主要是用户疏于日常维护管理。上述三个环节，其实环环相扣，只要有一个环节相对严密，就不至于出现较大的泄漏事故。

汽车罐车驾驶员和押运员在充装完毕后，没有及时检查罐体底部气、液相紧急切断阀控制油缸顶轴或钢丝绳是否真正回拉，也未确认气、液相的紧急切断阀是否真正处于关闭切断状态就开车。由于紧急切断阀长期处于开启状态，液化石油气发生泄漏时，紧急切断阀近控、远控制作系统失灵，达不到紧急切断的作用。

这三宗重大事故均与紧急切断阀密切相关。如果该阀处在正确的关闭状态，根本就不会有事故发生。

三、紧急切断阀结构及工作原理

1、紧急切断阀结构如图所示，主要由阀体、阀盖、先导阀、小弹簧、过流阀、大弹簧、密封面、凸轮、油缸等组成

阀体的上部法兰与罐车罐体底部法兰连接，下部法兰与连通弯管法兰连接，弯管另一端与球阀相连接。

2、紧急切断阀的工作原理

罐车上的紧急切断阀。通常阀瓣分作两部分——先导阀(副阀)与过流阀(主阀)。先导阀与传动阀杆为一体。先导阀和过流阀分别受大弹簧(主簧)和小弹簧(副簧)作用。当我们开启紧急切断阀时，首先与其配套的球阀要处于关闭状态，由手压油泵过来的压力油进入柱塞内推动活塞顶起凸轮，然后利用外力操纵系统，旋转连接阀芯的外凸轮，使内凸轮连动旋转，顶起先导阀杆，令先导阀克服主簧压力而开启。此时，由于先导阀杆与主阀杆之间留有0.5～1.0mm的间隙，使少量液化石油气从间隙中间向紧急切断阀的外壳体和连接球阀的短管内流。随着液体的气化，短管内气压不断升高，至压力与罐体内表压力相平衡，主阀便在副簧的弹力作用下，克服液体的静压，将主阀打开，此时阀门处于全开状态，使罐体内的液体正常流出紧急切断阀。再缓慢打开球阀即可正常工作。若卸掉油缸内压力，依靠大弹簧的力量，阀门即可关闭。工作中，如果发生软管破裂或其它意外情况，使管道内介质的流量剧烈增加，超过额定值时，由于流体对阀腔四壁和对主阀下表面的压力显著减小(静压力转变为动压)，而主阀上面的压力未变，使其合力方向朝下，主阀则被推动向下而关闭，防止介质大量外流，即过流保护。

紧急切断阀在装卸时应处于开启状态。罐内介质从紧急切断阀、连通弯管、球阀、快速接头经软管与气站储罐连成通路。在装卸完毕的任何时候，紧急切断阀只有处于关闭状态才是正确的。否则连通管和球阀便处于不应有的承压状态，那将极易产生危险事故。

四、紧急切断阀的主要故障及分析

1、阀门质量引发的故障

(1)未过流先切断。在卸液过程中，经常出现流量没有达到额定值就切断现象，导致卸液中断，拖长卸液时间。阀门本身没有达到出厂证明书所规定的指标要求。这种情况较常见，用户也反映较强烈。

(2)先导杆弯曲。部分罐车先导杆直径只有6m，本身加工精度不足，与其接触的凸轮面也粗糙。凸轮面过渡不圆滑，加压过程极易使先导管弯曲，导致开关不畅，密封不好。

(3)断凸轮。该部件通常选用球墨铸铁，受力过猛，或先导杆已弯曲情况下便出现断凸轮，使该阀无法继续工作。

(4)过流阀泄漏。主要是过流阀的密封面加工精度不够．另外介质存有沙及杂质长期冲刷阀瓣，使其粗糙，特别是关阀时正好有沙或杂质留在密封面上。

(5)凸轮轴由于经常转动，而导致密封圈损坏，密封不严，产生液化气泄漏。

(6)大、小弹簧失效。

2、人为操作不当引发故障

(1)超压操作。手摇油泵的设计压力为4.0MPa，开阀所需的压力为3.5～4.0MPa，而打压高达7.0～8.0MPa的情况很多。每年大约有30台车的油泵因超压损坏要送修，其中有两成无法修复应更换。

(2)开阀程序错误。违背打开紧急切断阀务必在球阀关闭状态下进行的原则。经常出现先打开球阀再打开紧急切断阀的错误，这就无法让过流阀上下压力平衡，由于存在压差，小弹簧不能推开阀门。拼命加大油泵压力不仅打不开阀门，反而弄坏油泵。这是人员素质低，不懂其工作原理造成的。

(3)油缸活塞锈死。通常出现于手摇油泵漏油时，操作人员加压开启紧急切断阀后，为保压而关闭油缸前截止阀。当装卸完毕后，忘记打开截止阀，仅把油泵的卸油把手打开，压力表回零就误以为切断阀已关闭，实际切断阀仍处于开启状态。由于油缸活塞杆伸出裸露在罐车底架下，而这些国产车的活塞杆均没有电镀。在雨天，潮湿的水汽泥沙很快侵蚀活塞杆使其生锈，特别是长期处于这种状态，就更容易使活塞杆锈死，使紧急切断阀无法关闭，处在常开状态。每年约有10台车存在这种情况，这是极为危险的。

(4)钢丝绳拉断或油泵出现故障时，用户自行用硬物顶住凸轮，紧急切断阀长期处于开启状态。

五、小结与建议

在用液化气罐车主要的安全隐患在于安全附件。罐车定期检验的重点应该是安全附件的解体检查，及时消除隐患。从故障的频率和事故严重性来看，紧急切断阀的质量问题和操作人员的素质亟待解决。

建议从事阀门设计、制造的部门对该阀出现的各种故障进行调查分析，进一步提高紧急切断阀的质量。从结构、选材、加工、装配和防锈等方面研究改进。应解决未过流先切断、先导杆弯曲、断凸轮等最常见的故障。

押运人员、有关操作人员技术素质必须提高。不仅要懂得操作方法，更重要的是理解其原理，并应掌握处理故障的技术。

液化气充装站及罐车用户充装前应检查紧急切断阀动作是否灵敏可靠，应有措施确保罐车离站前的紧急切断阀处于关闭状态。

检验单位一定要严格执行《液化气体汽车罐车安全监察规程》。特别要抓好阀门解体检查和装配试验各项技术指标的落实。清洗、解体、检查阀体、先导杆、弹簧、密封面、凸轮等有无损伤变形，有无腐蚀、生锈、裂纹等缺陷；检查紧急切断装卸控制系统的油泵、管路、易熔塞是否完好，有无损伤、松脱、泄漏等现象；钢索控制系统是否操作灵活、可靠、到位，钢索是否完好无损等；油压或牵引式紧急切断阀应在工作压力下全开，并持续放量不致引起自然闭止；真正要做到消除安全隐患。

现场处理类似的泄漏事故的应急办法：将车移至附近较为空旷、通风地方，严禁火星引发火灾。采用非常手段关阀，可拆不求上进偏心轮和弹簧，用扳手转动方头，强制使紧急切断阀回座。从而关闭外泄气源，控制事故扩展。