船用LNG拉断阀特点及应用

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1、船用LNG拉断阀特点及应用时间：2014-11-1813:18来源：网络转载作者：佚名拉断阀是在一定外力作用下可被拉断成两节，断开后的两节均具有自密封功能的装置。通常用在LNG相关船舶的燃料加注和货物传输过程中，连接软管之间都设有低温拉断阀。当拉断阀受到90度范围内的拉力且大于设定值时，拉断阀自动断开，并且断开处两端自动密封，防止管路被拉断而引起LNG泄漏，能够有效避免发生意外而造成人员和设备的更大危害。目前，国外已掌握LNG低温拉断阀关键技术的主要制造厂有德国RomanSeliger、美国Dixon（收购Manntek）、英国KLAW及美国OPW等，其中，

2、最大通径为DN300。国内也有几家企业在研发生产LNG低温拉断阀，均采用致断螺栓形式，最大通经为DN50。中国船级社（CCS）《液化天然气燃料水上加注趸船入级与建造规范》、GB50156-2012《汽车加油加气站设计与施工规范》等规范明确提出软管上应设置拉断阀，但国内外标准中暂缺少拉断阀的具体技术要求。CCS正在开展LNG拉断阀技术要求的制定工作，相关制造厂正计划申请CCS产品认可。拉断阀在设计时应考虑的结构与功能有：拉断阀主体结构由两个单向阀组成；能够使设备自动、快速脱离；脱离后，两部分能有效密封；拉断力稳定、易维修、可重复使用。按工作原理，常见拉断阀可分

3、为以下三种形式：致断螺栓式典型致断螺栓式拉断阀的结构见图1，拉断阀两端设有单向阀，两端通过致断螺栓连接。连接状态下，两个单向阀相互顶开，介质由阀瓣四周通过。当拉断阀受到的外界垂直拉力或90度范围内的弯曲拉力大于致断螺栓的设定拉力值时，连接两个单向阀的致断螺栓瞬间断开，单向阀在弹簧作用力下瞬间关闭，以保证拉断阀的零泄漏。其拉断力来自于机械部分本身，无需电、气、液等外加动力。（a）连接状态（b）拉断状态图1致断螺栓式LNG拉断阀另一种致断螺栓式拉断阀，其工作原理见图2，两个阀板靠各自边缘弹簧片相互钩住搭接，此时阀门全通，提供最小流阻。当受到外界拉力并继续加载时，

4、阀板搭接错开，弹簧片驱动阀板旋转，阀门开始关闭。当两个阀板转动90度后，和阀座密封面结合，阀门完全关闭。单向阀100%关闭后，螺栓被拉断，接头的两半可以安全断开。图2阀板式拉断工作原理拉绳断开式为避免拉断阀的拉断力过大而造成软管或硬管及其他设备损坏，可通过拉绳断开方法来控制拉断阀动作，并可实现远程控制和就地操作。拉绳断开式拉断阀的结构和安装示意见图3，拉断阀两端设有单向阀，接头的两部分都通过扇形阀瓣和滑环联接在一起。拉绳通过轻击杠杆引发分离装置使其断开。在拉拽过程中，张紧力始终是沿拉绳传递的，而软管自始至终不受任何张紧力作用。松开杠杆，两端单向阀主动关闭，从

5、而实现脱离。但该形式拉断阀也存在缺点，由于外部结冰可能导致拉断力设定值发生变化，从而影响使用安全。图3拉绳式拉断阀的结构与安装示意液压驱动式当传输软管的口径较大时，适宜采用液压驱动式拉断阀。如图4所示，海上LNG运输船进行STS传输操作时，采用液压驱动实现拉断阀远程控制，也可与拉绳断开方法配合使用。拉断阀的内部结构与上述两种类似，两端连接采用卡箍形式，类似于LNG装卸臂的紧急脱离装置，在紧急情况下，通过液压驱动装置脱开卡箍，脱开之前，两端单向阀迅速关闭。与其它形式拉断阀不同之处在于拉断机构，液压驱动式拉断阀既要保证紧急脱离时使设备能够自动、快速脱离，又要保证

6、脱离前有缓冲期，避免常规操作时出现脱离，而影响正常装卸作业。使用液压驱动方式无需等待拉力的发生，且拉断后容易复位，操作简单。图4液压驱动式拉断阀液压驱动式通过限位开关控制拉断动作，自动化程度较高，设备成本也高。各种形式的拉断阀在技术上都能实现全自动拉断控制操作。那么拉断阀具有哪些技术特点呢？在致断部件方面，致断螺栓是拉断阀能否动作的关键部件，拉断力的设定值也非常重要。三个致断螺栓均匀分布，当外力作用其上时，它们能区分不同作用力如轴向力和非轴向力。轴向力作用其上时，三个致断螺栓均匀受力；非轴向力作用其上时，受力更多地集中在一个螺栓上，其致断应力点设计在软管的安

7、全范围内，以保护装卸设施。某品牌DN50拉断阀的理论设定值为13～20kN，以人力进行拉断测试，1人根本无法拉断，2人分别拽住一端用力也较难拉开，因此，可以认为拉断阀在一定程度上能起到防止人为误操作。图5某品牌拉断阀压降损失曲线在截面密封方面，两端单向阀快速关闭时，其截面密封技术也是拉断阀的难点之一，密封的好坏和弹簧的反应时间直接关系到拉断后泄漏量的大小。在压力损失方面，由于拉断阀两端都设有单向阀，导致安装后给整个管路带来一定的压力损失。某品牌拉断阀压降损失情况见图5，以通径DN50、3流量25m/h为例，其压降损失为0.9bar。因此，在保证安全和流量的前

8、提下，如何减小拉断阀的压降也是需要考虑的问题。在可靠