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防火阀检测不合格的常见情况及原因分析

点击次数:更新时间:2019-06-03 08:06:06【打印】【关闭】

在防火阀的产品检测中,出现不合格的主要项目:环境温度下的漏风量项目和耐火性能项目。
 
环境温度下的漏风量
 
  防火阀环境温度下的漏风量大小反映了阀门密闭性能的好坏,而影响阀门密闭性能的因素主要有以下两方面。
  1、防火阀各部件之间的缝隙
 
  防火阀外框与叶片之间、叶片与叶片之间以及执行机构处都存在缝隙,而缝隙的大小直接影响到阀门环境温度下的漏风量。
  在防火阀的生产过程中,主要分为机械加工和人工配装两个部分。机械加工过程中,剪板误差大,折弯尺寸有误,会使叶片的一致性程度降低,而阀门外框和阀门中隔板的开孔位置精准度差,会使叶片轴孔洞不同心,这些都会导致防火阀外框与叶片之间以及叶片与叶片之间匹配度低,缝隙大。
  人工配装过程更易对零部件之间的缝隙产生影响,焊接过程中,焊件对角线可能超差,使阀体不成直角;打磨过程中,可能出现焊渣打磨不干净的情况;阀门组装过程中,由于人员的技术水平参差不齐,可能导致叶片贴合不严、叶片安装位置有偏差等问题,这些都会使得零部件之间的缝隙增大。
 
  2、防火阀叶片的关闭力
  阀门的叶片关闭力同样对其环境温度下的漏风量有影响,叶片关闭力过小,会导致阀门关闭后叶片间贴合不够密实;叶片关闭力过大,则可能导致阀门关闭过程中出现叶片回弹现象,二次关闭,使叶片间留有间隙。
  叶片关闭力主要与弹簧有关,弹簧的质量好坏、使用数量、安装角度等都会影响叶片的关闭力。弹簧通常安装于阀体侧面,在进行型式试验时,由于防火阀环境温度下的漏风量项目是在依次经过关闭可靠性试验和耐腐蚀性试验之后进行测试,因此阀门使用的弹簧也应具有一定的抗疲劳性和耐蚀性,如果弹簧自身的质量较差,在经过可靠性试验和耐腐蚀性试验后,弹簧的弹性力则会降低,使得叶片关闭力减小,从而导致阀门的漏风量过大,甚至超标。

耐火性能
  防火阀的耐火性能能够反映阀门在实际火灾中的隔烟阻火能力,如果耐火性能不合格,防火阀就不能在一定时间内保证耐火完整性,发生火灾时就会很快失去其隔烟阻火的作用,防火阀就如同虚设。
 
  防火阀进行耐火性能试验时,通过考核单位面积上的漏烟量是否超标来评价其耐火性能的好坏。对于大部分防火阀而言,其单位面积上的漏烟量与耐火时间的曲线图大致可以分为三个阶段,如下图所示。

第一阶段
  阀门关闭后的初期,防火阀的漏烟量呈上升的趋势。在耐火试验前期,阀门处于开启状态,当阀门温感器处的气流达到一定温度后,温感器熔断,阀门自动关闭。在保持叶片两侧(300±15)Pa的静压差条件下,随着燃烧炉内的温度升高,阀门叶片受热膨胀,产生较小的线性形变,由于试验初期燃烧炉内温度场存在温度梯度,导致每个叶片的形变不同步。对于大多数防火阀而言,阀体两侧的轴挡板上会设置0.2 mm厚度的不锈钢拱形轴框弹性簧片,用于减小因叶片受两侧挤压而产生的叶片间隙,拱形轴框弹性簧片如下图所示。

 

 
 当叶片的形变不同步时,由于形变程度大的叶片对弹性簧片的挤压,导致形变程度相对较小的叶片与簧片之间的缝隙增大,从而使得阀门漏烟量上升。
  第二阶段
  防火阀的漏烟量呈下降的趋势。随着耐火试验的进行,燃烧炉内的温度进一步升高,叶片持续变形,并且叶片的线性形变程度趋于一致,使叶片与弹性簧片间的缝隙减小,此外,由于叶片的机械强度下降,塑性增大,叶片沿其垂直面方向产生较小程度的弯曲变形,叶片间贴合变得密实,减小了叶片之间的缝隙程度,使得阀门漏烟量下降。
  第三阶段
  阀门漏烟量的情况大致可以分为三类,如前图中的曲线a、曲线b以及曲线c所示。
  曲线a:阀门漏烟量呈上升的趋势,可能由于当炉内温度升高至一定值时,叶片的机械强度达到极限。随着试验的进行,叶片的形变程度不断增大,叶片与外框之间、叶片与叶片之间的缝隙也随之增加,使得阀门漏烟量升高,此外,高温下弹簧的弹性力下降也有可能导致阀门漏烟量的上升。
  曲线b:阀门漏烟量基本保持不变,可能因为第二阶段的叶片形变到一定程度后,其强度和延伸率变化较小,使得防火阀的状态基本维持稳定。
  曲线c:阀门漏烟量呈下降趋势,可能由于第二阶段的叶片形变过程还未结束,叶片的机械强度未达到极限,使得阀门漏烟量仍然下降。
 

 

防火阀的耐火性能不合格,通常发生在第一阶段或者第三阶段。
  对于发生在第一阶段的漏烟量超标,可能是由于阀门关闭时,叶片受到侧框的挤压,使得阀门关闭不严或者卡死。出现这种情况的原因主要有三个方面:
  第一、温感器熔断时间过晚,在阀门自动关闭前,叶片已受热产生了较大的横向膨胀。
  第二、阀体侧框与叶片之间未预留间隙或者预留的间隙过小,在叶片发生轻微线性形变后,叶片便与阀体侧框接触,产生影响阀门自动关闭的阻力。
  第三、叶片强度较低(比如叶片质量较差、叶片厚度较小等),导致试验初期叶片就有较大程度的线性形变。
  对于发生在第三阶段的漏烟量超标,主要与叶片的耐高温强度有关。燃烧炉内的温度按照标准要求的温升曲线进行,当试验时间为30 min时,炉内温度约为842℃,当试验时间为60 min时,炉内温度约为945℃,在这种高温状态下,阀门叶片的强度会降低,而如果叶片的强度下降严重,则会导致叶片与外框之间、叶片与叶片之间的缝隙过度增大,从而使得阀门漏烟量超标。

  综上所述,防火阀的耐火性能主要与以下两方面相关:
  1、材质
  防火阀使用的主要材质为钢板,钢板的质量优劣直接决定了防火阀耐火性能的好坏。钢板按照生产方法可分为热轧钢板和冷轧钢板,按照表面涂镀层可分为镀锌钢板、镀锡钢板等,按照厚度可分为薄板、中板、厚板和特厚板。防火阀使用的钢板基本上为冷轧镀锌薄钢板。冷轧镀锌钢板相比于热轧镀锌钢板,其机械性能通常更为优良,也更容易满足防火阀耐火性能的要求。
 


 


 防火阀企业在采购钢板时,应选择资质全、信誉好、品质优的正规钢材生产公司,如宝钢、武钢等,不应为追求价格更为低廉的钢板,而选择资质不全、信誉差、产品质量差的企业。此外,防火阀企业应避免使用“地条钢”作为生产阀门的原材料。
  “地条钢”是指以废钢铁为原料、经过感应炉熔化、不能有效地进行成分和质量控制生产的钢及以其为原料轧制的钢材。由于“地条钢”的生产工艺落后,化学成分不易控制,因此“地条钢”的质量难以保证,使用“地条钢”生产的防火阀,其耐火性能也难以达标。目前,国家发改委已明确表示,2017年我国将彻底出清“地条钢”等落后产能,并在6月30日前全部取缔。
 


 

 2.结构
  通常来说,大多数防火阀生产厂家的叶片结构都有差异,但是结构上差异的最终目的都是为了降低阀门漏烟量,以保证防火阀的耐火性能。目前市场上流通的矩形防火阀的叶片结构大致可以分为三类,如下图所示。其中叶片加固件能够提高叶片的整体强度,不锈钢薄簧片能够增加阀门的密闭性能,而其它结构的叶片基本都是在这三类叶片的基础上进行的组合或衍生。
 


 

  防火阀叶片的尺寸也会影响其强度,一般来说,阀门叶片尺寸越小,对于相同厚度的叶片,其强度也越高。在耐火性能试验过程中,小尺寸叶片的变形量相对来说也会更小,因此对于相同规格、相同叶片结构的防阀,“日”字型阀门的耐火性能比“口”字型阀门的耐火性能也更容易合格。除此之外,防火阀叶片的厚度同样影响其强度,通常厚度越大的叶片,其强度也越高,其耐火性能也就更为优良。



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