SHT 3413-2019 石油化工石油气管道阻火器选用检验及验收标准.pdf

a）适用于爆炸组级别为ⅡIA1、IⅡA、IIB1、IIB2和IⅡB3的阻火器，L/D≤50； b）适用于爆炸组级别为IIB和IC的阻火器，Lu/D≤30； 除满足本标准6.2.10a）款或b）款外，还应满足制造商提供的设计和测试限定的距离要求； d）对于未识别点火源位置的，不得使用爆燃阻火器。 6.2.11安装在管道中的稳定爆轰型阻火器，其法兰面至潜在火源的距离要求应由制造商提供；当安装 矩离不能满足要求时应选用非稳定爆轰型阻火器。

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6.2.12储罐顶部的油气集合管道系统、装卸设施的油气排放（或回收）系统的总管及分支管道应选用 稳定爆轰型阻火器，阻火器宜靠近罐、容器或设备安装。 6.2.13在寒冷地区使用的阻火器或常温下气相易凝结介质设施中（如苯、对二甲苯等）基坑支护标准规范范本，应选用部分或 整体带加热套的壳体，也可采用其他伴热方式，阻火器被加热可能达到的最高温度不应大于150℃。 6.2.14当气体中含有颗粒或可能堵塞阻火元件的物质时，安装于管道中的阻火器应选用带压差监测仪 表、冲洗管和排污口的阻火器。 6.2.15对于安装在管道中的爆燃阻火器，非保护侧管道的直径不应大于阻火器接口直径，受保护侧管 道的直径不应小于非保护侧管道的直径。 6.2.16对于安装在管道中的爆燃阻火器，阻火器与点火源之间的管道不宜变径，该段管道宜顺直、平 滑、无扰流障碍。当无法避免管道分支和阀门时，则管道分支和阀门应安装在距阻火器最小距离处。 6.2.17安装于管道中的阻火器，宜采用法兰连接，且应设置用于阻火器检维修的安全置换（吹扫） 隔离设施。 6.2.18阻火器正常工况下的压降不应大于10kPa，阻火器壳体及其内件应能承受管道系统的设计压 力。阻火器供应商应提供阻火器在标准状态下的流量压降曲线。 6.2.19下列管道上使用阻火器应具有双向阻火功能： a）甲B、乙类液体储罐之间气相连通管道的分支管道； b）装卸设施的油气排放或回收管道的分支管道。

6.3.1阻火器采购技术规格书应明确以下内容：

a）阻火器的预期用途： b）可燃气体的组成、体积流量、温度范围、压力范围以及允许的压降； c）性能测试要求； d）注明尺寸的阻火器至火源的管段示意，图中应标明可能的点火源位置， 6.3.2阻火器技术数据表见附录B。有特殊要求时，应在阻火器技术数据表中予以说明。

7.1.1安装于管道中的阻火器应进行水压试验。试验压力取10倍介质最高工作压力和1.5倍管道设计 压力两者中的较大值，稳压10min无任何变形或渗漏；压力降至管道的设计压力保持30min，无泄漏、 无降压、无变形为合格。安装于管道端部的阻火器可不进行水压试验。 7.1.2安装在管道中的阻火器组装后，应使用空气进行气密性试验。试验压力为管道设计压力，当达 到试验压力时，稳压10min后，用涂刷中性发泡剂的方法检查整个阻火器，无泄漏为合格。 7.1.3当阻火器的设计、制造及材料有变更时，均应按现行国家标准GB/T13347《石油气体管道阻火 器》的有关规定进行型式检验，其数量不应少于2台。 7.1.4安装于管道端部的阻火器应按现行国家标准GB/T13347《石油气体管道阻火器》进行耐烧试 验；按现行国家标准GB5908《石油储罐阻火器》进行阻爆燃试验，试验介质应符合附录A的规定。 7.1.5安装于管道中的阻火器，应按现行国家标准GB/T13347《石油气体管道阻火器》进行阻爆燃（或 且爆轰）试验，爆轰阻火器除进行阻爆轰试验外还需进行阻爆燃试验。 7.1.6接口尺寸大于或等于450mm的阻火器均应进行阻火性能试验

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7.1.7阻火器应按现行国家标准GB/T13347《石油气体管道阻火器》的规定进行压降测定，并给出标 准状态下压降与流量的关系曲线。 7.1.8阻火器的受压锻钢件不应低于现行行业标准NB/T47008《承压设备用碳素钢和合金钢锻件》 NB/T47010《承压设备用不锈钢和耐热钢锻件》中II级锻件的要求。 7.1.9采用钢板焊制的阻火器壳体，其焊缝应按现行行业标准NB/T47013.2《承压设备无损检测第 二部分：射线检测》的规定进行射线透照检测，检测技术为AB级，焊接接头II级为合格。 7.1.10阻火器的铸钢件应符合现行国家标准GB/T12229《通用阀门碳素钢铸件技术条件》、GB/T 12230《通用阀门不锈钢铸件技术条件》的规定；铸铝件应符合现行国家标准GB/T9438《铝合金铸 件》的规定。 7.1.11阻火器水压试验用水中氯离子含量应小于或等于25ppm

7.2.1阻火器产品验收除应按本标准及技术数据表的要求进行外，还应满足订货合同的要求，

7.2.1阻火器产品验收除应按本标准及技术数据表的要求进行外，还应满足订货合同的要求 7.2.2开箱后，应对产品的以下外观质量和结构检查验收

.3阻火器开箱验收时，应附有装箱单、产品合格证、产品说明书及技术资料。 .4在阻火器明显部位，应设固定的永久性产品标牌，标牌材质宜选用不锈钢06Cr19Ni Cr18Ni9和10Cr17，标牌厚度应大于或等于0.5mm，并应采用铆钉或螺钉固定。除此之外的标 要求尚应符合现行国家标准GB/T13306《标牌》的有关规定。

7.2.5阻火器标牌上应注明下列内容：

运输包装收发货标志》的

7.2.9阻火器在包装箱内应单独固

SH/T34132019附录A（规范性附录）用于阻火器测试的气体要求表A.1爆燃和爆轰测试的气体要求适用范围测试气体要求爆炸组MESG值/mm气体纯度/%空气中测试气体含量/%测试气体与空气混合物气体（等级）（体积分数）（体积分数）的安全间隙/mmIIA1≥1.14甲烷≥988.4±0.21.16±0.02IIA>0.9丙烷≥954.2±0.20.94±0.02II B1≥0.855.2±0.20.83±0.02II B2≥0.75乙烯≥985.7±0.20.73±0.02II B3≥0.656.6±0.30.67±0.02IIB≥0.50≥9945.0±0.50.48±0.02IIC<0.50氢气≥9928.5±2.00.31±0.02注：对于难以产生稳定爆轰的小直径阻火器，可以使用较小安全间隙的测试气体测试。表A.2耐烧测试的气体要求适用范围测试气体要求气体纯度/%空气中测试气体含量/%爆炸组（等级）气体（体积分数）（体积分数）IIA1甲烷≥989.5±0.2IIA正已烷≥702.1±0.1II B1IIB2乙烯IIB36.6±0.3IIBIIC氢气￥9928.5±2.0

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附录B （资料性附录） 阻火器数据表

表 B. 1阻火器数据表

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日华人民共和国石油化工行业标准

石油化工石油气管道阻火器

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《石油化工石油气管道阻火器选用、检验及验收》（SH/T3413一2019），经工业和信息化部2019年 5月2日以第16号公告批准发布。 本标准是在《石油化工石油气管道阻火器选用、检验及验收》（SH/T3413一1999）的基础上修订而 成，上一版的主编单位是中国石化集团北京设计院，主要起草人员是：赵子正、何友梅。 本次修订的主要技术内容是： 标准名称更改为《石油化工石油气管道阻火器选用、检验及验收标准》 修改和增加了部分术语； 适用范围由原IIA级烃类爆炸性气体扩展到IA1~IC级爆炸性气体； 修订了原标准中引用的现行国家标准的名称和标准号，删除或修改了部分条款，补充了若干 条款的内容： 一增加了一个“用于阻火器测试的气体要求”附录。 本标准修订过程中，编制组进行了大量的的调查研究，总结了我国石油化工石油气管道阻火器选用 检验及验收的实践经验，同时参考了国外先进技术标准。 为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定 《石油化工石油气管道阻火器选用、检验及验收标准》编制组按章、条顺序编制了本标准的条文说明， 对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是，本条文说明不具备与标准正 文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。

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工石油气管道阻火器选用、检验

IB3、IIB、IC组别，每个组别又都存在爆燃、稳定爆轰和非稳定爆轰。因此，阻火性能加测试气体 爆炸组别的全部信息是正确确定阻火器性能的依据。 最大试验安全间隙（MESG）是实验室的测试结果，对于混合气体的最大试验安全间隙（MESG） 不做针对性的试验测试是找不到的，但在燃烧反应的化学计量能够确定，且动力学效应不会显着改变反 应产物的条件下，可以采用NFPA497一2017的方法计算。NFPA497一2017明确指出该估算方法不适用 于含有二硫化碳、一氧化碳和乙炔的混合物；对于乙酰基混合物应分类为NEC的A组或IIC组。 （1）纯可燃气体组份的混合物MESG值的计算可参考式（1）计算。

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MESG(T)= (1) 2E MESG(T)

MESG, MESG.(T) Fuel1.938

MESG, MESG.(T) Fuel1.938

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MESGp一—含氮或富氧可燃气体混合物的最大试验安全间隙，mm； Fuel一燃料比。即不含氮或非富氧燃料混合物在空气中产生化学计量反应所需氧气的总摩尔 ，与含氮或富氧燃料混合物在空气中产生化学计量反应所需氧气的总摩尔数的比值，按式（4）计算。

F 燃料混合物中可燃组分的摩尔分数； JN 燃料混合物中氮气的摩尔分数； Yo, 燃料混合物中氧气的摩尔分数； 燃料混合物的可燃部分的化学需氧量与燃料的摩尔比，按式（5）计算。

J一一多组分燃料混合物中可燃组分i的摩尔分数； S,一一多组分燃料混合物中i组分燃烧时的化学需氧量对燃料的摩尔比。 特别提示：式（3）中的指数1.938是基于含氮和富氧的数据，不适用于纯可燃物质混合物中含 有氮和氧以外的其他稀释物。 示例2：由甲烷生产氨，其中合成气被严格限制为25%（体积分数）的氢气和75%（体积分数）的 氮气。估算该合成氨原料气的MESG。 因为只有一个可燃组分，直接查表得到纯组分H2的MESG=0.28mm,可燃组分H2的摩尔分数 Y=0.25。氢燃烧的化学需氧量与燃料比S=0.5，则燃料比计算如下：

0.25+4.76×0.5×0.25 =0.53 0.28 MESG, =0.96(mm) 0.531.938

示例3：估算由甲烷、丙烷和氧气组成的富氧混合物的MESG，该混合物的组成为：甲烷46%、丙 烷23%和氧气31%。 （1）求解可燃（即剔除氧气的）组分的MESG值。可燃组分组成比例为33%丙烷、67%甲烷，混 合物中甲烷和丙烷组分的化学计量反应所需的相对氧气量分别按式（2）计算如下：

(CH4) =0.44 0.67×2+0.33×5 0.33×5 (CH) =0.56 0.67×2±0.33x5

将已知的甲烷MESG=1.12mm和丙烷MESG=0.97mm的值，以及甲烷和丙烷组分化学计量反应 相对氧气量带入式（1），可得

MESGc(T)= 0.44 0.56 =1.03(mm） 1.120.97

可燃组分的总摩尔分数v.为0.69，氧气的摩尔分数为0.31，燃料比为：

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表1主要可燃物质的阻火器选用爆炸组别及最大试验安全间隙（MESG）

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6.2.2波纹板式、平行板式或多孔板式阻火层是可测量的类型，具有更好的强度、耐烧、阻力降小等 优点，其中波纹板式结构是一种广泛采用的结构形式，通常情况下石油化工企业普遍使用波纹板式结构 的阻火器。金属丝网式和填料式阻火层是不可测量的类型，即其阻火元件的熄火间隙不能在技术上被绘 制、测量和控制，因此石油化工企业等重要场所不应该使用此类阻火器。 6.2.4阻火器壳体材质通常是选用碳钢和不锈钢，但在适当条件下，考虑重量等原因也可以选用铝合 金等轻金属。轻金属最常见的是铝、镁、钛以及含有它们的合金，常用于需要亮度、硬度、延展性和耐 腐蚀性的许多工业应用中。它们被广泛认为不能产生点燃易燃气体所需热量的摩擦火花。但轻金属合金 有两个例外，即铝热反应和高温粉末特点，对可燃气体（如甲烷）而言可能是潜在的点火源。轻金属及 其合金对氧具有亲和性，当其与氧承载材料[例如氧化铁（锈）1紧密接触时，发生的化学反应称为铝反 应；钛及其合金在被硬质材料撞击或摩擦时，可以产生高度燃烧的高温粉末。这些“火花”很容易点燃 可燃气体。具有这种潜在危险的轻合金的特点是：铝、镁和钛的总重量之和大于15%，和/或其中镁和 钛的含量之和大于6%。 6.2.10管道中使用的阻火器类型，可以是爆燃型也可以是爆轰型，确定选用哪种类型阻火器的主要因 素，取决于是否明确预知点火源的确切位置。ISO16852中，按最大试验安全间隙（MESG）测试气体 爆炸组别混合气体的火焰在管道中理想加速过程见图1，图1是纯理论的估算结果（即火源和阻火器之间 无弯曲、无扰流障碍），对于IIA1、IIA、IIB1、IB2和IB3气体组别，当L/D≤50时是爆燃区间，对 IIB和IIC气体组别，当L/D≤30时是爆燃区间，可以使用爆燃型：但实际的管道系统不完全等同于理 论假设，因此制造商需提供设计和测试限定的距离要求，以确保安全；在实际工程中，往往很难确切预 的格检置

6.2.10管道中使用的阻火器类型，可以是爆燃型也可以是爆轰型，确定选用哪种类型阻火器的主要因 素，取决于是否明确预知点火源的确切位置。ISO16852中，按最大试验安全间隙（MESG）测试气体 爆炸组别混合气体的火焰在管道中理想加速过程见图1，图1是纯理论的估算结果（即火源和阻火器之间 无弯曲、无扰流障碍），对于IⅡIA1、IA、IB1、IIB2和IB3气体组别，当Lu/D≤50时是爆燃区间，对 IIB和IIC气体组别，当L/D≤30时是爆燃区间，可以使用爆燃型：但实际的管道系统不完全等同于理 论假设，因此制造商需提供设计和测试限定的距离要求，以确保安全；在实际工程中，往往很难确切预 知可能的火焰位置，因此安装在管道中的阻火器通常选用爆轰阻火器。

照明设计标准SH/T3413—2019

图1火焰在管道中理想加速过程示意图

6.2.12对于储罐顶部的油气集合管道系统、装卸设施的油气排放（或回收）系统的总管及分支管道， 预知可能的火焰位置非常多，不同的潜在火源点至阻火器的距离足已发生爆轰燃烧，因此应选用爆轰阻 火器。基于国际上现行的关于阻火器的标准和工程实践经验，阻火器的安装需要注意的事项如下： （1）阻火器安装时要确认介质流向和安装方向的限制要求，制造商提供的使用说明书中要包含此 内容。通常情况下，稳定燃烧的阻火器要避免介质垂直向下流动，且潜在点火源处于阻火层下方的情况。 （2）阻火器安装时要避免凝结液积聚，防止造成管道堵塞或阻力降超出预期的运行状况。 （3）对于管道中安装的爆燃阻火器，安装的位置要尽量靠近潜在的火源处，最大距离不要超过允 许的管道长度与管道公称直径比值的要求，此比值需由制造商提供。管道中安装的稳定爆轰阻火器的位 置，要根据制造商提供的最小和最大测试距离确定。管道中安装的非稳定爆轰阻火器的安装位置无限制 求。 （4）连接在点火源（非保护侧）一侧的管道的公称直径要小于或等于阻火器的公称直径。连接在 受保护侧的管道的公称直径要等于或大于无保护侧的公称直径。除制造商的产品说明书有明确说明外， 替在点火源和爆燃阻火器之间不要安装截面减小的管件。对于在运行期间完全打开，并且不会减少自由 流动面积的阀门，可以安装在潜在点火源和爆燃阻火器之间的管道中。非保护侧的管道支管和阀门要尽 可能靠近爆燃阻火器安装。 （5）配有防风罩的管道端部安装的阻火器，该阻火器的安装环境要保证防风罩打开时不阻碍阻火 器上的稳定燃烧。 （6）对于管道端部安装的阻火器，在确保冒出的混合物着火后，火焰能不受阻碍地垂直向上燃烧， 并从阻火器垂直向上延伸至安全区域，以避免由于热反射而加热阻火器元件。 （7）对于管道端部安装的阻火器，当两个及以上阻火器集中安装时，要避免相互间的热扰，具

的注意事项如下： a）阻火器间净距不要小于5倍阻火器最大直径距离； b）阻火器出口的标高要保持一致。 （8）在特定的操作条件下，通过阻火器的介质可能会凝结、冻结，导致阻火元件间隙变小，从而 生事故。建议采取加热、保温等预防措施。加热、保温措施中要注意以下事项： a）管道端部安装的耐烧阻火器的户外防护罩不要保温，管道中安装的耐烧阻火器不要保温； b）加热介质的最高温度不要超过阻火器最高工作温度25℃，且不要超过工艺介质自燃点温度的 80%; c）保温层不要影响阻火器排凝口的畅通。 （9）在分支管道上安装阻火器时，阻火器的布置要符合制造商的要求和建议。制造商没有明确要 时，分支管道上阻火器的布置要注意以下事项： a）分支管道上要用稳定爆轰阻火器，其配管设计中要合理确定阻火器在管道上的位置，以避免爆 炸传播引起的管道应力造成阻火器破坏或失稳。 b）在主管道的盲端和变径部位附近的分支管道上安装阻火器时，盲端和变径部位至分支管道的直 管段长度要大于20倍主管管径，且不小于3m：分支管道与主管道成垂直连接或连接处为非平 滑过渡时，阻火器端面至主管道的净距要大于5倍支管管径（最小0.5m）、且要小于50倍支管 管径，或阻火器端面至主管道的净距要大于120倍支管管径（见图2） 或L,>120d 祖火器 图2直角和锐边连接分支管上阻火器的布置 c）分支管道与主管道使用大于90 且为平滑过渡的连接件连接时，阻火器端面至主管道的净距要 大于120倍支管管径（见图3） 4 >120

图3大于90°且为平滑过渡连接件连接分支管上阻火器的布置

施工组织设计SH/T3413—2019

阻火器检维修的安全置换（吹扫）、隔离设施，这些安全置换、隔离设施应该尽量处于阻火器规定的顺 直、平滑管段之外，只要管道系统中有可以切除阻火器的阀门、吹扫接头等隔离的设施就可以，尽量不 要靠近阻火器设置。 6.2.20阻火器靠近炉子和加热设备安装时，需要考虑阻火元件所达到的温度不能超过150℃，安装时 应当尽量远离炉子和加热设备。但对于爆炸组级别为IIA1、IⅡIA、IIB1、IIB2和IIB3的可燃气体，当 选用爆燃阻火器时，阻火器与火源的距离不能大于50D；对于爆炸组级别为IIB和IC的可燃气体，当 选用爆燃阻火器时，阻火器与火源的距离不能大于30D。如果爆燃阻火器允许的最大安装距离不能保证 使用温度的要求，可以采取如下两种措施：一是定制可以承受预计产生的高温的阻火器；另一个就是选 用爆轰阻火器，选用爆轰阻火器时，其距火源的安装距离要超过不稳定爆轰的范围，通常认为大于120D 是可以确保处于稳定爆轰范围的