工作原理
关于阻火器的工作原理,主要有两种观点:一是基于传热作用;一是基于器壁效应。
传热作用
燃烧所需要的必要条件之一就是要达到一定的温度,即着火点。低于着火点,燃烧就会停止。依照这一原理,只要将燃烧物质的温度降到其着火点以下,就可以阻止火焰的蔓延。当火焰通过阻火元件的许多细小通道之后将变成若干细小的火焰。设计阻火器内部的阻火元件时,则尽可能扩大细小火焰和通道壁的接触面积,强化传热,使火焰温度降到着火点以下,从而阻止火焰蔓延。
器壁效应
燃烧与爆炸并不是分子间直接反应,而是受外来能量的激发,分子键遭到破坏,产生活化分子,活化分子又分裂为寿命短但却很活泼的自由基,自由基与其它分子相撞,生成新的产物,同时也产生新的自由基再继续与其它分子发生反应。当燃烧的可燃气通过阻火元件的狭窄通道时,自由基与通道壁的碰撞几率增大,参加反应的自由基减少。当阻火器的通道窄到一定程度时,自由基与通道壁的碰撞占主导地位,由于自由基数量急剧减少,反应不能继续进行,也即燃烧反应不能通过阻火器继续传播。
随着阻火器通道尺寸的减小, 自由基与反应分子之间碰撞几率随之减少, 而自由基与通道壁的碰撞几率反而增加, 这样就促使自由基反应减低。当通道尺寸减少到某一数值时, 这种器壁效应就造成了火焰不能继续传播的条件, 火焰即被阻止。因此器壁效应是防止火焰的主要机理。
MESG
火焰通过阻火元件的细小通道并在通道内降温。当火焰被分割小到一定程度时,经通道移走的热量足以将温度降到可燃物燃点以下,使火焰熄灭。或由器壁效应解释,当通道窄到一定程度时,自由基与管道壁的碰撞占主导地位,自由基大量减少,燃烧反应不能继续进行。因此,把在一定条件下(0. 1 MPa ,20 ℃) 刚好能够使火焰熄灭的通道尺寸定义为“***实验安全间隙”(MESG,Maximum Experimental Safe Gap) 。阻火元件的通道尺寸是决定阻火器性能的关键因素,不同气体具有不同的MESG值。因此,在选择阻火器时, 应根据可燃气体的组成确定其MESG值。在具体选择时,又根据MESG值将气体划分为几个等级。国际上经常采用两类方法。一是美国全国电气协会(NEC) 的分类法,它根据气体的MESG值将气体分为四个等级(A ,B ,C ,D) ;另一类是国际电工协会( IEC) 的方法,它也将气体分为四个等级( IIC , IIB , IIA 及I) 。两种标准划分的各类气体的MESG 值及测试气体如表1所示。
表1 两种MESG分类标准NEC IEC MESG/ mm 测试气体
A IIC 0. 25 乙炔
B IIC 0. 28 氢气
C IIB 0. 65 乙烯
D IIA 0. 90 丙烯
G M I 1. 12 甲烷
这样,在选用阻火器时,即可在设计规定使用的规范中首先查出所用可燃气体的等级,然后根据该组气体对应的MESG 值来选择相应的阻火元件。
材质
安装于管端的阻火器壳体，宜采用铸铁和含镁量不大于 0 . 5 % 的铸铝合金，也可按设计要求采用其它材料:
安装于管道中的阻火器壳体，应采用铸钢焊接，
阻火层芯件和安装于管道中的阻火器芯壳及芯件压环应采用不锈钢;
安装于管端的阻火器芯壳及芯件压环，宜采用铸铁或铸铝。
分类
波纹阻火器
口径：50-300mm 压力(MPa)：0.6~5.0 材质：碳钢、不锈钢
ZHQ-B新型波纹石油储罐阻火器适用于管道、闪点低于28℃的甲类、油品、氢氧液化类和闪点低于60℃的煤油、柴油、甲笨、原油等，可与呼吸阀配套使用，又可单独使用，内浮顶油罐通气管上，加油站地下油罐通气管上。
抽屉式波纹阻火器
口径：50-250mm 压力： 材质：碳钢、不锈钢
（全天候）型抽屉式波纹阻火器是用于安装原油、汽油、煤油、柴油、芳烃、硫等各类油品或其它化工物料的固定顶式储罐上，通常与呼吸阀配套使用，其主要功能是允许易燃易爆的气体通过，对外界传入储罐的火焰起有阻止与窒息作用。该阻火器可以与通气管配套或单独使用，其它规格产品可按用户要求提供。
氧气管道阻火器
口径：15-500mm 压力： 2.5MPa / 4.0MPa 材质：不锈钢 /铜
氧气管道阻火器和FPV-XT型氧气管道阀门前、后阻火器是采用特种铜合金和不锈钢焊接而成。可以有效地防止氧气管道阀门在突然开启时易形成的“绝热压缩”，局部温度骤升，成为着火能源；可以防止在阀门前后压差作用下，高速运动的物质微粒（如铁锈、粉尘、焊渣等）与阀后管道摩擦、撞击产生火花而成为着火能源。阻火器的使用可以迅速阻断火源，***管道中燃爆事故的发生。
天燃气阻火器
口径：15-250mm 压力：PN16-PN25 材质：碳钢、不锈钢
按用途分类
储罐阻火器、加油站阻火器、加热炉阻火器、火炬阻火器、放空管阻火器、煤气输送管阻火器等。
按安装位置分类
管端阻火器: 安装在排气管的端部; 管道阻火器: 安装在管道中间位置。
按阻止火焰速度分类
防爆燃阻火器: 能阻止以亚音速传播的爆炸火焰通过; 防爆轰阻火器: 能阻止以冲击波为特征、以超音速传播的爆炸火焰通过。
按气体分级分类
适用于I 级气体的阻火器; 适用于IIA 级气体的阻火器; 适用于IIB 级气体的阻火器; 适用于IIC 级气体的阻火器( 气体分级见HGJ 21289)。
型号
一般分为两类：
一类是用于大型氢气管道的阻火器。这种阻火器采用法兰连接。按管道的内径来命名规格：DN15,DN20,DN25,DN40,DN50,DN80,DN100,DN150,DN200,DN250等几种规格。
***类是用于氢气瓶的阻火器。一般有三种：
***种是接氢气瓶的（一头是螺纹M16*1.5，一头是Φ8或Φ10皮接头);
***种是两端带螺纹(M16*1.5)的;氢气瓶阻火器
第三种是两端均带皮接头（Φ8或Φ10)
阻火器分为防爆型、耐烧型和防震型三种。设于油罐顶部与机械呼吸阀串联安装的阻火器通常为防爆型。
