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浅析电磁式燃气紧急切断阀推广使用的风险

浏览次数:1061   更新时间:2015-05-19 14:48:00
一、电磁式燃气紧急切断阀在户内燃气报警控制系统中的地位和作用
 
专业研究表明户内燃气管道和燃气燃烧器具的接头、阀门等都属于潜在的二级释放源,因此,燃气泄漏在户内是必然会发生的事件,而泄漏导致燃气爆炸燃烧的事故风险是难以避免,因此,采用能降低户内燃气风险的技防措施是十分必要的。由于风险是发生伤害的概率和该伤害严重性程度的组合,因此,燃气风险控制措施既应包括能控制发生燃气伤害概率的预防措施,又应包括能控制燃气伤害严重性程度的处置措施,这才是完整的风险控制概念,但风险控制措施能否满足安全需求,必须结果导向,应首先从各种不利后果的角度对风险进行系统的分析和评估,通过评估找出不可接受的风险并加以分类和排序,才能确定安全需求,安全需求只有在证明控制结果是安全时,即不存在不可接受的风险或风险已被控制在可以接受的范围内时,才得以满足。因此,作为燃气风险控制技防措施之一的城镇燃气报警控制系统,必须包含探测技术和控制技术二部分,且能证明该系统在规定的时间和条件下能满足对城镇燃气相关风险控制的安全需求,否则,系统是不安全的。
 
1 燃气安全探测技术:
 
是指能探测直接或间接反映燃气安全状况的各种特征量,并能以电信号方式反馈给控制系统的技术,是降低风险中产生伤害概率的预防技术。特征量包括但不限于:气体浓度(可燃气体、CO 、O2等)、压力、流量、火焰离子流、地震、应力、温度、火灾、时间、通风状况、供电状况、系统故障、不当行为(非法侵入等)、手动报警按钮等等。
 
2    燃气安全控制技术:
 
是指在预见到燃气不安全时,能够实现降低燃气风险的控制技术(例如:切断燃气、启动排风、声光报警、放散等),是降低风险中产生伤害的严重性程度的处置技术。
 
燃气安全控制技术应包括以下几方面:
 
a) 探测到燃气不安全时,自动实现切断燃气、启动排风和声光报警等安全功能;
 
b) 安全控制系统处于失效(如断电)或故障时,自动切断用户端燃气;
 
c) 预见到可能造成燃气不安全的行为,自动切断燃气、定时换气等;
 
d) 人为判断燃气不安全时,实施操作控制,例如:手动操作远程控制切断燃气(总管)。
 
电磁式燃气紧急切断阀是当燃气处于不安全的紧急状况时,能被安全启动快速切断燃气气源的控制阀,是燃气报警控制系统中对降低燃气伤害严重性程度最有效的核心控制产品。
 
二、电磁式燃气紧急切断阀的风险关注
 
1 产品风险
 
1.1 功能安全性风险
 
功能安全产品与功能产品或功能仿制产品是完全不同的概念,不能混淆,否则,会进入只要满足功能要求,价格越便宜越好的招标或选型误区,会导致功能安全产品因价格高而被淘汰。燃气经营单位不可不察,如果推广使用的紧急切断阀是功能产品或功能仿制产品,则会带来类似于将民用水阀用于燃气管道上的质量风险、功能风险、法定风险和管理风险。
 
1.2  功能风险主要体现在功能的安全性上,国际标准将产品功能的安全性分为三级:
 
——A级:应用的安全不依靠控制功能。例如:民用自来水阀的切断功能为A级。
 
——B级:产品功能指定是为了防止器具不安全状态,功能的故障会不会直接导致一个
    危险状态。例如:独立式点型可燃气体探测器的报警和控制功能为B级。
 
——C级:产品功能指定是为了防止专门的危险,如爆炸或功能故障不会在器具中直接
    形成伤害。紧急切断阀的切断功能的安全等级应为C级,要求失效安全和故障保险。
 
a) 功能产品——应用的安全不依赖功能,功能失效导致的风险是可以接受的,属于A级。这类产品对功能安全性的要求不高,只要能满足功能要求,可以采用非标再生料或简化工艺来降低成本,价格越便宜越好,例如:民用水阀,外漏或内漏的风险是可接受的。
 
b) 功能仿制产品——刻意仿制功能和外观的功能产品。很难通过外观识别,只能通过证据和实质性审查才能判定。功能仿制品主要有二类:一类是用特制样品通过安全检测或取得认证,但实际生产销售的是功能产品(偷梁换柱式);另一类是在外观和功能上仿制知名厂家的功能安全产品(山寨或克隆式)。对安全产品的仿制行为违背诚信原则。
 
c) 功能安全产品——应用的安全依赖于功能,必须对功能的风险加以控制,使得功能故障或失效不会直接导致不可接受的风险,并按风险控制要求的高低分为C级和B级。
 
1.3 功能安全产品的认定
 
首选是取证(证据包括但不限于工厂实地考察证据、设计证据、检验报告、认证证书、满足现行法定要求的证据、产品应用和实际使用寿命证据等),再对证据进行实质性审查和评估,评审结果认为不存在不可接受的风险,则该产品可暂时认定为功能安全产品,并被选用。只有证明产品在寿命期内功能成功实现了对燃气风险的控制,才能最终认定为功能安全产品,可以推广使用。
 
1.4  最新产品标准
 
最新标准CJ/T 394-2012《电磁式燃气紧急切断阀》(2011-2-9发布,2012-8-1实施),明确了电磁式燃气紧急切断阀的定义:由手动复位电磁阀和储能关阀模块构成的阀门。当接收到关阀信号时,通过储能关阀模块提供的安全特低电压脉冲驱动电流实现自动关闭的,且只能手动复位的阀门。
该标准要求手动复位电磁阀和储能关阀模块二者缺一不可,共同组成电磁式燃气紧急切断阀,关阀控制电路与电磁线圈形成冗余闭环控制回路,储能关阀模块关阀控制功能的安全等级为C级。目前国内市场上种种紧急切断阀,阀门的安全等级以及结构的可靠性和安全性均不符合该标准的规定,应在正确理解该标准和相关概念的基础上加以提高。
 
1.5 对于功能相同但功能的安全等级不同的产品或系统,不得用低级替代高级使用。
 
例1:能否用燃气远传表或IC卡表的内置切断阀替代管道用的紧急切断阀(外置的)?
 
二种切断阀的切断功能安全等级分析及结论见下表:
 
对比项目
燃气表内置切断阀
电磁式燃气紧急切断阀
结 果
功能
切断燃气
切断燃气
功能相同
切断功能的安全等级
切断阀
A级或B级
C级
安全等级不同
阀门
控制器
关阀控制:1个CPU单片机电路,A级。
关阀控制:符合CJ/T 394
的储能关阀模块,C级。
安全等级不同
切断功能
失效风险
失效概率
人为制造失效的概率大;动作较频繁,故障率大。
人为制造失效的概率极小;动作不频繁,故障率更低。
失效概率不同
人为制造失效是致命风险
伤害的
严重程度
伤害程度较小:欠费时无法停气,燃气费损失、但无人身伤害。
伤害程度很大:燃气泄漏时无法切断气源,导致爆炸燃烧、人身伤亡和财产损失。
功能失效可能导致
伤害的严重程度不同
失效风险能否接受
用户可接受
燃气公司不能接受
用户不能接受
燃气公司不能接受
风险接受程度不同
管理风险和维修成本
失效后拖延维修的管理风险较小,维修方案是整体换表、成本高。
失效后拖延维修的管理风险很多,须及时修好,维修方案是更换部件、成本低
失效后管理风险不同
解决方案和成本不同
结 论
表内置阀切断功能的安全等级低于电磁式燃气紧急切断阀,替代是不安全的。
 
例2:能否用自来水管道的切断阀替代燃气管道的切断阀?
 
民用电动水阀跑冒滴漏的风险是可以接受的,水阀是功能产品(A级),而燃气紧急切断阀是功能安全产品(C级),不能替代使用。
 
例3:关阀气密力由永磁力产生的切断阀能否替代电磁式燃气紧急切断阀?
 
气密力是指当阀门闭合元件位于关闭位置时施于阀门座的力,与燃气压力产生的力无关。气密力是确保阀门安全关闭的力,符合CJ/T 394-2012要求的电磁式燃气紧急切断阀,气密力是由弹簧力产生,如果气密力是由永磁力产生的,则会有什么风险呢?永磁力作为气密力在实现关阀功能的同时,必然会日积月累的将燃气管道内不可避免的金属杂质吸附并堆积在阀座(关阀截止口)部位,这会导致关阀的气密性失效,即关不严内漏,还会妨碍燃气流量,作为紧急切断阀这种风险是不可接受的,因此,由永磁力作为气密力的切断阀,由于关阀原理存在致命缺陷,切断功能的安全等级只能是A级,不能替代的电磁式燃气紧急切断阀(C级)。
 
2 关注法定风险
 
生产、销售和在经营中使用的安全产品必须满足现行的法定要求,否则法定风险很大。
 
2.1 QS证(生产许可证)风险
 
2.1.1 法定要求
 
① 《中华人民共和国工业产品生产许可证管理条例》(国务院第440号令)已于2005年9月1日实施,原文摘要如下:
 
第四条 在中华人民共和国境内生产、销售或者在经营活动中使用列入目录产品的,应当遵守本条例。
 
列入目录产品的进出口管理依照法律、行政法规和国家有关规定执行。
 
第五条 任何企业未取得生产许可证不得生产列入目录的产品。任何单位和个人不得销售或者在经营活动中使用未取得生产许可证的列入目录的产品。
 
第四十五条 企业未依照本条例规定申请取得生产许可证而擅自生产列入目录产品的,由工业产品生产许可证主管部门责令停止生产,没收违法生产的产品,处违法生产产品货值金额等值以上3倍以下的罚款;有违法所得的,没收违法所得;构成犯罪的,依法追究刑事责任。
 
第四十八条 销售或者在经营活动中使用未取得生产许可证的列入目录产品的,责令改正,处5万元以上20万元以下的罚款;有违法所得的,没收违法所得;构成犯罪的,依法追究刑事责任。”
 
《防爆电气产品生产许可证实施细则》XK06-014(2006-12-20实施)和之后修订的XK06-014(2011-03-01实施),防爆电磁阀列在第7产品单元目录中,原文摘要如下:
 
1.2   本实施细则规定的防爆电气产品,指符合防爆标准要求,用于可能发生爆炸的气体或粉尘环境,在规定条件下不会引起周围爆炸性环境点燃的具有防爆功能的电气产品或部件。防爆电气产品共划分为17个产品单元,产品单元和产品品种、型号规格、防爆型式见表1。   
     
表1 产品单元和产品品种、型号规格、防爆型式
 
序号
产品单元
产品品种
型号规格
防爆型式
7
防爆电动执行机构、电磁阀类
1.电动执行机构
3. 电气阀门定位器
5. 电磁阀
7. 电磁头
9. 电截止阀
11. 调节阀
13. 制动器
2. 阀门电动装置
4. 电动阀
6. 电磁铁
8. 电磁线圈
10. 电切断阀
12. 电/气转换器
14. 推动器
1.产品名称
2.型号规格
3.主要参数
(电压、电流
或功率)
1.隔爆型
2.增安型
3.本质安全型
4.“n”型
5.浇封型
6.粉尘防爆型
 
2.1.2 风险评估
 
用于燃气管道的防爆电磁阀从2006年底已纳入生产许可证(QS)监管,各地燃气公司对此应高度关注,应进行相应的风险评估。如果从2006年起至今已销售和在经营中使用的防爆电磁阀是无证(QS证)产品,则一旦问责,风险将无法接受。
 
注:生产许可证查询网址:www.aqsiq.gov.cnwww.china-ex.com
 
2.2 电磁阀的TS证风险
 
根据TSG D2001-2006《压力管道元件制造许可规则》(2006年10月27日颁布实施)的相关要求,城镇燃气紧急切断电磁阀如果工作压力大于或等于0.1MPa,且公称直径大于25mm,则属于《压力管道元件制造许可规则》的要求的TS证监管产品(B级阀门),必须取得《特种设备制造许可证》(TS证)才能生产、销售和在经营中使用。
 
2.3 技术规程风险
 
根据CJJ/T 146-2011《城镇燃气报警控制系统技术规程》(2011-2-11公布、2011-12-1实施)的要求,原文摘要如下:
 
3.1.3 城镇燃气报警控制系统中的相关设备的使用寿命应符合表3.1.3的规定。
 
设备
使用场所
居住建筑
商业和工业
可燃气体探测器
5
3
不完全燃烧探测器
5
3
符合探测器
5
3
紧急切断阀
10
10
 
 
 
 
 
 
 
注:表中的使用寿命指自验收之日起。”
 
解读:从上表可见,燃气探测器(报警器)规定寿命比紧急切断阀短1倍以上。安全系统的使用寿命,取决于系统产品中的短板,而系统的服务保障依赖于系统产品中的长板。如果燃气公司在燃气报警控制系统招标中,将系统的服务交给报警器供应商(短板产品),甚至将紧急切断阀(长板产品)也委托给报警器供应商采购,其风险是:一旦报警器到期或供应商被更换,则系统的服务保障就瘫痪了,紧急切断阀更是无人问津,再加上报警器供应商采购的紧急切断阀,大多数是价格低廉的功能产品或仿制品,根本不是功能安全产品,这种风险更大。因此,燃气报警系统的服务商宜选择系统中长板产品的供应商或燃气经营者;系统中短板产品供应商只适合短板产品的服务保障,不适合长板产品的服务保障,再者,燃气紧急切断阀运行期间的功能是否有效很容易现场验证和判定,很容易区分报警器和切断阀的质量责任,燃气公司完全可打消类似顾虑。
 
建议:燃气经营者应将电磁式燃气紧急断切阀纳入独立采购招标项目和管理。
 
3.2.5 居住建筑内设置的可燃气体探测器、不完全燃烧探测器或复合探测器应与紧急切断阀连锁。
 
解读:只设置探测器,而不设置紧急切断阀的系统不是完整的风险控制系统,不可接受。
 
6.0.3 燃气探测器、不完全燃烧探测器、复合探测器及紧急切断阀不得超期使用。
 
解读:此类安全产寿命到期后,相关单位应向用户告知超期使用的风险,并及时更换。
 
2.5 知识产权风险
 
销售和在经营中使用侵犯知识产权的仿制产品,存在《知识产权保护法》追究的风险。燃气公司应注意规避该类法律风险。例如:耐仕公司的紧急切断阀虽然已取得十多项专利,但市场上还是发现不少仿制品,并通过各地燃气公司进入千家万户。
 
2.6 进口产品的风险
 
进口产品应实质性审查下列二类证明文件:
 
——满足中国同类安全产品现行法规和标准要求的证明文件;
 
——合法进口的该批次产品证明文件(应包括以下文件):
 
1)该进口批次的原产地证明(应与产品可追溯号相吻合);
 
2)该进口批次的商检证明;
 
3)该进口批次的报关单;
 
4)该进口批次的完税证明。
 
不具备上述有效证明文件的进口安全产品,销售和在经营中使用风险很大;如果以阀门配件方式进口,则产品视为在中国境内组装生产,应在中国取证,例如QS证和TS证。
 
3 关注诚信风险
 
遵循安全产品的诚信原则,需方应对供方的诚信度进行审查。
 
——对供方提供的证据(如资质证书)进行审查,确认是否真实和有效;
 
——对制造商的生产现场进行实地考察,确认供方告知的是否真实相符;
 
——对产品抽样验证并确认供方是否违背诚信原则,如山寨或以次充好;
 
——委托第三方权威机构对制造商进行企业深度诚信认证,确认诚信度。
 
诚信审查不过关,无需再进行证明安全性的审查。
 
综上,电磁燃气紧急切断阀的选用和其它燃气安全产品一样,应充分关注相应的风险,应进行系统的风险分析和风险评估,确定安全需求和选用产品,并在实际使用中对所选产品能否满足燃气风险控制的安全需求加以验证,最终选择到适合推广应用的安全产品,在此基础上把确认能够降低城镇燃气风险的安全技术和功能安全产品,在相关政策、规范和标准的支持下,进行有序的推广,并形成产业化规模,使燃气安全管理由以往的公益投入模式转变为经营模式,这是保障燃气安全并可持续的有效模式。
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