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技术交流:LNG装车臂为什么要设置拉断阀？

一、标准依据

《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG-21-2016）第7.1.9条：装卸连接装置要求：在移动式压力容器和固定式压力容器之间进行装卸作业的，其连接装置应当符合以下要求：（1）压力容器与装卸管道或者装卸软管使用可靠的连接方式；（2）有防止装卸管道或者装卸软管拉脱的联锁保护装置。

二、关于拉断阀

拉断阀（紧急脱离装置）能防止管路意外断裂造成的泄漏事故，适用领域包括船对岸卸载，公路、铁路的槽罐装卸以及其他固定和移动流体储存装置，比如鹤管、流体输送臂与运输载体之间的连接。

该装置属于整个传输环节的弱连接点，达到设定条件即断开管路连接，而中间介质自封在管路中。

紧急脱开系统在装卸车鹤管中最大程度的确保了流体输送中的安全性。通过一个简单而独特的设计，当鹤管超过了操作系统的额定量时，这种系统在鹤管中可以全自动的安全断开而无任何泄漏。其优点是危险发生时确保触发、瞬间闭合阀门、极少的滴漏和相对小的压力损失。拉断机构既要保证“紧急脱离”时使设备能够自动、快速脱离；又要保证脱离前有“缓冲期”，避免常规操作时出现“脱离”，影响正常装卸作业。

1.导流板2.外壳3.弹簧4.阳头阀瓣5.主密封6.主密封座7.螺钉

8.拉断螺栓9.垫片10.螺母11.挡销12.副密封13.阴头阀瓣

上图为软管型紧急脱离装置的结构总图，与鹤管型紧急脱离装置的主体结构基本相同，即切断阀的主体均为弹簧力关闭的单向阀，其拉断力来自于机械部分本身，无须电、液等外加动力；区别在于拉断机构的不同。

（一）主体结构

由图中可以看出其主体由两个单向阀组成。单向阀主要由壳体、阀瓣、主密封圈、主密封座、导流板等组成。

（1）壳体

设计有三个三角形耳座，拉断螺栓通过耳座将两单向阀对接;中间为导流孔，导流孔的设计满足流通面积的要求;导流板焊接在壳体法兰端流道内，作为弹簧的支座。

（2）阀瓣

设计为双球面陀螺形结构，这样的设计有利于保证良好的密封性，减小介质的流通阻力从而减少压力损失，同时避免介质流过时紊流现象的产生。

阀瓣的前端设计有耳轴，两个阀瓣的耳轴阴、阳配合的结构形式：当两单向阀对接时，靠阀瓣前端耳轴的相互作用实现单向阀的开启;阀瓣后端设计有弹簧固定轴，在固定轴尾端设计一台阶：固定轴尾端的细轴段起导向作用，台阶起限位作用，限制因介质的流速和压力的变化而对阀门开度的影响。

（3）主密封圈

具有良好弹性的橡胶制成，靠主密封座压紧、固定。主密封座与密封圈的接触面内球面设计，其曲率与阀瓣密封面相同，该设计具有防火功能，即若因现场失火而烧坏软密封时，阀瓣便与主密封座接触形成金属硬密封，依靠硬密封能够防止介质的大量泄漏。

以上结构既不影响工作时介质的正常流通，又能保证在脱离后两部分的有效密封。

（二）拉断机构

拉断机构既要保证紧急脱离时使设备能够自动、快速脱离；又要保证脱离前有缓冲期，避免常规操作时出现脱离，影响正常装卸作业。

拉断机构主要由拉断螺栓、挡销、螺母等组成。

当槽车位时逐渐出现张紧并在一定范围内延伸的过程，这个过程提示操作人员若不采取措施停车，将会出现紧急脱离。

拉断螺栓结构上如下图所示，其拉断力小于管道的拉断强度，而大于介质压力，选材上同时考虑瞬间、快速断裂；拉断螺栓的异形设计满足了装配时断面不承受扭矩的要求。

1.螺母2.拉断螺栓3.挡销

（三）工作过程

如下图所示为紧急脱离装置安装在软管工艺管线上的示意图，该套装卸设备主要由软管(高压胶管或金属软管)、快速接头、紧急脱离装置和球阀等组成。当软管为高压胶管时需选用内衬钢骨架结构以保证其有较高的抗拉强度。

1.快速接头2.装车软管3.钢丝绳4.紧急脱离装置5.缓冲软管

6.球阀7.气相管8.液相管9.支架

（1）脱离过程

槽车正常装卸时，软管处于自由状态；当槽车驰离，其接口进入警戒区时,软管张紧并逐渐延伸拉长，当出限范围后进入脱离区，瞬间紧急脱离装置的拉断螺栓断裂，实现装置分离;分离后，一个单向阀留在管线上，另一个留在软管上，在内部弹簧力的作用下实现密封。

（2）脱离后的复原

排空管线后进行恢复工作。紧急脱离装置恢复前,检查主密封和副密封是否损坏(烧坏),有损坏则卸下主密封座更换主密封;否则只需更换新的拉断螺栓便可。恢复操作时，将阳头阀瓣耳轴导向部分插入阴头阀瓣的导向孔中，只需人力压紧开启单向阀，对正两阀壳体上的拉断螺栓耳座，穿上新的拉断螺栓并拧紧螺母，完成恢复工作。

三、拉断阀安装位置分析

移动式压力容器充装许可规则没有对拉断阀安装位置做具体规定。由于外臂与内臂除了在旋转接头处连接外，还有弹簧平衡机构相连拉断阀若安装在内臂上，一是弹簧平衡机构也会被拉断，对装