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构建高安全性工业流体系统的 7 个小技巧

工业流体系统

构建高安全性工业流体系统的 7 个小技巧

2018年11月5日 | 北美现场工程师 Ken Backus

无论在工业工厂还是在炼油厂,都时刻面临着潜在的安全风险。作为一名工厂经理,您的主要职责之一就是降低这些风险,不仅要确保工厂的安全性,还要保持工作运行时间并维持稳定的收益流。

一个关键的重点领域是工厂的工业流体系统。此类系统通常输送高压高温的流体和气体,如果出现问题,可能会加剧健康、安全和环境问题。流体系统绝不可出现故障。幸运的是,您的工程师和技术人员可以实施各种策略来维护流体系统的安全性,尤其是在设计期间。

1. 切勿混用不同制造商的元件

所有工业元件制造并非完全等同。互换和混用由不同制造商生产的组件会导致不可预测的性能、环境排放、安全问题和成本上升。例如,不同制造商的半英寸接头可能不具有相同的公差。两者相结合,可能会增加泄漏的风险,甚至会导致十分危险的爆裂。

可以承受高压、振动、真空和温度变化的无泄漏密封需要依赖对公差的严格要求、一丝不苟的质量控制和经得起时间检验的设计原理。您的最佳措施是选择一家一致而可靠的元件供应商,并按照严格的标准生产高质量产品。在流体系统中,使用同一制造商生产的元件将确保整个系统运行的兼容性。

2. 最大限度地降低人为错误的机率

即使是训练有素的团队也会出现错误。但是,通过遵高安全意识的流体系统设计原则,您可以采取多种措施来最大限度地降低人为错误的机率。首先将时间花费在一致的元件标签上。您可以在设备和软管上贴上明细的标签,以指示该系统中发生的情况,从而允许操作员作出精心调整。您还可以对整个工厂的手柄、卡套管和管道进行颜色代码,以便工作人员可以立即识别流经它们的流体或气体类型,从而降低出错的空间。

即使是训练有素的团队也会出现错误。但是,通过遵高安全意识的流体系统设计原则,您可以采取多种措施来最大限度地降低人为错误的机率。首先将时间花费在一致的元件标签上。您可以在设备和软管上贴上明细的标签,以指示该系统中发生的情况,从而允许操作员作出精心调整。您还可以对整个工厂的手柄、卡套管和管道进行颜色代码,以便工作人员可以立即识别流经它们的流体或气体类型,从而降低出错的空间。

3. 使用适合工作需求的理想元件

当工厂安全性是您的首要关切点时,则在采购流体系统元件时,以价格为依据作出决策实在是得不偿失的。如果该零部件导致代价高昂的安全事件,则无法估算小幅的元件成本节省所造成的损失。

相反,应在您的应用中选择具有良好声誉和业绩记录的品牌。选择理想的元件需要全面了解各种工艺条件。例如,如果您的流体系统会产生静电荷,则需要使用具有导电金属内管或具有炭黑的 PTFE 内管的软管来消除静电,而不是通过软管内管放电。这种材料选择有助于防止日后泄漏。此外,请务必仅通过可信赖的合作伙伴和授权渠道采购元件,因为假冒和不合格产品可能会损害您的系统运行和整个工厂的安全性。

尽可能降低系统的复杂性

尽可能降低流体系统的复杂性将有助于最大限度地减少可能出现的困扰。简化系统还可以提高维护效率,因为要分析的元件越少,技术人员排除故障就越轻松。例如,考虑将公称管更换为可弯曲型卡套管,以减少潜在的泄漏点。

上图中的管路组件有七个接头和 17 个潜在的泄漏点。相比之下,
下图中的卡套管只有两个接头和四个潜在的泄漏点

此外,您的团队可以通过让供应商为您构建定制的流体系统组件来完全消除系统运行的复杂性。无论组件是由几个元件组成还是由完整的面板或外壳组成,将这些零部件拼接在一起时都可能出现错误。能够重复制造享有保修服务的高质量组件的供应商将专注于您的团队接下来的行动上并为您提供万无一失的服务,以确保您的组件无泄漏。

5.严格遵守制造商的说明

不遵守规定的流体系统组装和拆卸程序似乎只是一个小错误,但可能会导致严重的后果。最佳做法是遵循制造商的安装步骤以避免常见的错误,例如:

  • 未拧紧接头,从而导致出现泄漏和破裂的风险
  • 在拧紧之前没有确认卡套管是否紧紧顶在接头本体的肩部
  • 未能正确检查卡套管是否存在会破坏密封性的椭圆度问题、缺陷或划痕
  • 未能检查壁厚限度是否符合制造商建议的极限
  • 未使用适当的间隙检测规来确保接头充分紧固。

6. 设计中的振动和运动因素

在组装工业流体系统低压失能时,很容易忽略机器振动带来的影响。您的团队需要在系统设计中考虑这一因素,以避免损坏卡套管或接头 - 可能导致元件泄漏。务必装配恰当的支撑件,以确保卡套管和接头在高压状态下使用时不会疲劳。此外,您的团队应允许适当的移动元件运动范围,因为运动会给元件和连接点带来额外的应力。

在某些强烈振动的情况下,您可以考虑转用软管,因为软管可以比卡套管更好地吸收振动。在运动应用中使用软管时,应在足够长度的范围内分散运动,以防止产生任何小于软管最小弯曲半径的弯曲。弯曲过小会导致软管过早出现故障。经过一段时间以后,需要更换软管,因此在设计过程中,请务必考虑元件寿命。

7. 考虑卡套管硬度和材料兼容性

为保证无泄漏的接头连接,流体系统卡套管材料能够彼此兼容并具备足够的硬度以保持连接很重要。金属卡套管的硬度应低于接头元件,从而有效地夹住卡套管。例如,黄铜接头不得与不锈钢卡套管一起使用,因为接头材料过软而无法在卡套管上提供足够的保持力。

尽管上述步骤可能看起来很简单,但在大多数工厂中却常常被忽视。确保您的团队始终采用最佳的系统设计和安装方法将有助于您的工厂有条不紊地运营。为您的团队提供培训机会和进修课程也是一种行之有效的做法。采取适当的预防措施并遵循合理的流体系统设计原则有助于防止代价高昂的错误并提高工厂的长期安全性。

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