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TODO DryBreak®干式脱离阀的应用发展与北约标准协议NATO STANAG 3756


瑞典TODO公司早期以研发制造球阀为主。于1970年代初,自主研发干式脱离阀。其产品成果,定型定名为TODO-Matic DryBreak® 并注册为商标。经过此后十多年的推广和积累,TODO,成为了干式脱离DryBreak® 的代名词。而后来者则多自我冠以 Dry Disconnection“干式脱联”的变通称谓。

九十年代中后期,欧洲化学工业协会以及主要化工企业分别对各类干式接头产品进行了测试和评估。根据测试和评估结果,欧洲化学工业协会的产品小组,以及主要化学企业,均一致选定并推介TODO-Matic DryBreak® 干式脱离阀用于环氧乙烷、丙烯腈等危化品物料的物流供应链;各主要生产企业分别向下游客户发送了推荐信函,在各自原料产品的供应链各环节推广采用TODO-Matic DryBreak® 干式脱离阀技术。

  

     

   

 


本世纪初,北约组织对各类干式接头产品进行了测试和评估。根据测试和评估结果,选定以TODO-Matic DryBreak® 干式脱离阀为基础的对接尺寸和对接方式作为“航空煤油和柴油燃料收付设施和设备”的标准接口。该标准本身,即为北约标准协议 NATO STANAG 3756;其于1990年代初次颁布,于2002年修改更新,其中包含了上述对于对接接头制式的选定和更新







北约标准协议 NATO STANAG 3756 (Standard Agreement)

航空煤油和柴油燃料收付设施和设备

20029月颁布








范围 

本协议旨在统一基地内外设施和设备接口,包括用于航空煤油和柴油燃料收付的固定燃料设施、野外燃料设施、车辆和槽罐


本体系旨在防止连接和脱离操作中燃料的泄漏污染。







































自此之后,化学工业界开始借用 “NATO STANAG 3756” 这个术语来指代 TODO-Matic DryBreak® 类型的干式脱离阀。可以说,TODO、DryBreak®  、NATO STANAG 3756,都成为同一类干式脱离阀的代名词。并成为工业界对于干式脱离阀的首选

环氧乙烷供应链指南》第四版 2013

欧洲化学工业协会 环氧乙烷及衍生物行业组

10.1 节  装卸操作采用带环氧乙烷专有防错配对编码的干式脱离阀(NATO3756制式)是欧洲标准 (液相3" 编码3-4;气相2"编码V;密封件Chemraz 505全氟醚弹性体)

附录一:铁路槽罐车的设计和建造


TODO DryBreak® 首创的对接界面形式和尺寸之所以成为NATO STANAG 3756 的专有选择,并成为工业界对于干式脱离阀的首选,除了其各名义管径下,对接界面的尺寸早已被最广泛地普遍采用,最利于互换以外,其实际使用测试中物料残留率最低,也是其被各测试评估方选定的依据

  

对TODO DryBreak® 结构设计的深入分析评估可以看到,其主动机构均集成于软管端内部,通过转动手柄,对接启动软管端和槽罐端时,作用力强劲、集中。转动-推动机构(旋槽-滚轮机构) 均内置于软管端内部,不受外部沾污、润滑性等的影响,反而可以借用软管端内部液体物料,达到自润滑的效果。其效果,就是TODO DryBreak® 可以带压连接和脱离(最高带压脱离压力位7bar);可以适合低温连接和脱离。是带压、低温物料,特别是易液化气体、液化烃类干式连接脱离操作的不二之选


   

对比某竞品的结构设计,其将旋槽外刻于槽罐端外表、滚轮外置于软管端外缘,易受外部沾污、环境干燥度影响,且无自润滑性。转动-推动机构易于受到阻碍、难于长期顺畅操作。

作为主动端的软管端在转动以后,还需要通过槽罐端外表的旋槽产生的反作用力,才能产生阀芯顶出的动作,由主动端变为“从动”机构,从而使动作机构的整体动作力大打折扣。在接头内部带压情况下,旋槽与滚轮间摩擦力增加转动对接-转动脱离所需的动作力更为增加。


上述两方面的综合结果,就是在带压、低温、长期使用等工况下,动作力降低;对接-脱离操作易于发生“卡死”现象。此类设计在实际使用中已给用户造成了损失,比如误用于环氧乙烷密闭供应链的情况

此类接头设计未被入选NATO STANAG 3756标准协议因而可以理解了。由于此类接头设计未被入选NATO STANAG 3756标准协议,其对接界面的尺寸也与NATO STANAG 3756标准协议指定的干式脱离阀不同,不能互换

 

 

干式脱离阀技术的发展,除了经历了自身尺寸设计、结构设计等的优化、积累、胜选的过程,还经历了欧洲安全法规的完善和提高的过程。


欧盟《拟用于潜在爆炸性气氛的设备和防护系统》(ATEX)指令于1994年发布(Directive 94/9/EC),于2014年更新(Directive 2014/34/EU)。根据ATEX指令,干式脱离阀需取得非电气防爆设备等级认证。(国标GB 25286 爆炸性环境用非电气设备已于2010年颁布,并于2011年实施






欧盟《压力设备指令》(PED)于1997年发布(Directive 97/23/EC),于2014年更新(Directive 2014/68/EU)。根据PED指令,干式脱离阀需取得压力等级设备认证。(目前颁行的《压力管道元件制造许可规则》将“法兰”接头列入压力管道元件目录实行许可管理。)







干式脱离技术的发展过程中,出现过各种形式的产品。实用型强、性能优越、性价比高,且符合各项法规、标准的,则不多。

   


未含 防爆设备认证 压力设备认证 的干式接头



在介绍干式脱离阀TODO DryBreak® 与NATO STANAG 3756发展历史和相互关系时,需要澄清对比一下API接头在国内被借用于石化化工产品密闭装卸的情况。

APIAmerican Petroleum Institute美国石油协会。API接头,全称是API Bottom Loading Coupler底部装车接头,其本源就是用于汽柴油装车的,也具有减少滴漏泄漏、”干式”脱离的功能

咋一看,两者有相似性 - NATO STANAG 3756 干式脱离阀,也是被指定用于航空煤油和柴油燃料收付设施和设备的。但是,全球化工界,除国内大陆外,都从来没有将API底部装车接头用于化工产品装卸的。



这是因为,两种干式脱离阀从设计研发之初,就是面向不同应用的 - TODO DryBreak® 最初即被设计为通用的干式脱离阀,并不断发展:全系列的名义管径尺寸、多种阀体材质密封材质可以选用、从常温常压液体到易液化气体等;而API Bottom Loading Coupler底部装车接头则是专为储油库高流量槽车底部密闭装载汽柴油设计,名义管径均为4”,不用于槽车底部卸载、不用于顶部装卸、不用于集装箱罐车装卸;材质为铝合金,槽罐端可降低槽罐车重量,多拉快跑;软管端不需要考虑汽柴油之外的化学品的腐蚀性;密封材质也不需要考虑汽柴油之外的化学品的腐蚀性

随着安全、环保等监管要求的不断提高,部分企业,特别是石化行业企业,尝试借用已经广泛用于汽柴油装车的密闭接头,扩展用于芳烃、MTBE、甲醇、丙酮等石化行业常见的化学品的密闭装车操作。由于上述原因,很多已经出现了问题,比如密封腐蚀泄漏问题



综上,初始即液体化学品密闭装卸设计研发的TODO DryBreak® 干式脱离阀可以被NATO STANAG 3756标准协议选定为航空煤油和柴油燃料收付设施和设备的标准接口;而初始即为美国石油协会设计确定为汽柴油底部装车的API接头,则不适用于化学品密闭装卸


在国内,还有单位推出“LPG自密封充装阀”,是用于LPG槽车充装(装车)时连接接口的。由于其“自密封”的名头,很容易混淆为无滴漏无泄漏的“干式脱离阀”。实际上,从其设计结构可以看出,由于在两半阀体对接界面处存在空间间隙,其中的物料在充装完毕连接脱离时,会产生泄漏滴漏,所以,不能称为“自密封”,更不应混淆为“干式脱离”

其实际的作用,是“装卸过程中一旦出现意外脱落,自密封充装阀两端可实现自动切断,有效避免液化烃从装卸鹤管及罐车喷出。” 对于意外脱落,甚或,有意无意误动作,意外拉断、意外脱落等等意外情况,实际上行业中早已有现成成熟的安全防护产品,“安全拉断阀”,予以防范。不过,由于意外脱落、意外拉断等意外情况比较罕见,安全拉断阀,不会与日常操作用的充装阀混为一体,一般都是一件独立的安全器材;不是在日常充装(装卸)操作中频繁动作,而是仅当意外发生时才会启动(封闭)


值得一提的是,“LPG自封闭充装阀”的设计结构中采用的弹簧加力对顶杆机构,弹簧的对顶力会作用与两半阀体的锁闭连接机构上;用于LPG时,LPG管道压力也会作用于两半阀体的锁闭连接机构上。两股张力叠加,会使得“LPG自封闭充装阀”难以打开 – 实际使用中,也需要在充装结束后,将LPG管道及“LPG自封闭充装阀”内的压力放空泄压后才能打开


随着安全环保要求的不断提高,干式脱离阀技术在各行各业的应用势必日益广泛。用户应了解并参考干式脱离阀技术及行业规范的发展历程、选择已经验证证明为最佳有效、并符合防爆、承压标准的干式脱离阀产品。

 

 

 


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