Van bi khí nén thường được chỉ định cho các môi trường nguy hiểm và dễ nổ vì cơ cấu chấp hành khí nén loại bỏ năng lượng điện tại bộ truyền động—giảm đáng kể nguy cơ bắt lửa. Các cơ sở xử lý khí dễ cháy, dung môi dễ bay hơi, môi trường bụi hoặc hơi hydrocarbon cần các giải pháp van an toàn nội tại đáng tin cậy. Bài viết này xem xét lý do tại sao van bi khí nén được ưa chuộng trong các môi trường như vậy, các cân nhắc tuân thủ liên quan và các phương pháp thực hành tốt nhất để vận hành an toàn.
An toàn nội tại bắt đầu bằng việc không có các thành phần điện trong cơ chế chấp hành. Hệ thống khí nén sử dụng khí nén để điều khiển chuyển động, do đó không có tia lửa, bề mặt nóng hoặc hồ quang điện tại chính bộ truyền động. Khi kết hợp với các van điện từ được đánh giá đúng cách và các tủ điều khiển từ xa nằm trong các khu vực an toàn hoặc vỏ chống cháy nổ, hệ thống van bi khí nén có thể đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về khu vực nguy hiểm như ATEX, IECEx và các tiêu chuẩn Class/Division của Bắc Mỹ.
Lựa chọn vật liệu là rất quan trọng. Đối với các dịch vụ hydrocarbon, thép không gỉ hoặc hợp kim chống ăn mòn chống lại sự suy giảm từ chất lỏng quy trình và hóa chất làm sạch. Các bộ phận chứa áp suất phải được xác minh theo các chỉ thị về thiết bị áp suất có liên quan. Vật liệu ghế và phớt phải chịu được sự tiếp xúc với hóa chất trong khi vẫn duy trì hiệu suất rò rỉ thấp; các biến thể PTFE là phổ biến, trong khi các thiết kế fluoropolymer đặc biệt hoặc có ghế kim loại có thể cần thiết cho các điều kiện khắc nghiệt.
Hành vi an toàn khi hỏng là một thuộc tính an toàn quan trọng khác. Bộ truyền động tác động đơn (trả về bằng lò xo) đảm bảo van di chuyển đến vị trí an toàn trong quá trình mất khí cụ—hoặc mở để giảm áp suất hoặc đóng để cách ly dòng chảy nguy hiểm tùy thuộc vào logic an toàn. Các hệ thống thiết bị an toàn (SIS) thường dựa vào hành vi xác định này cho các trình tự tắt khẩn cấp. Thiết kế thích hợp của logic an toàn khi hỏng nên được thực hiện với sự cộng tác của các kỹ sư an toàn quy trình và tuân thủ các tiêu chuẩn như IEC 61511.
Kiểm soát niêm phong và phát thải thất thoát là trọng tâm của an toàn môi trường và tuân thủ quy định. Van được sử dụng trong các dịch vụ hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) phải giảm thiểu phát thải thất thoát để đáp ứng các tiêu chuẩn phát thải của địa phương và quốc tế. Vật liệu đóng gói phát thải thấp, thân van được bịt kín kép và thiết kế bịt kín bằng ống thổi làm giảm rò rỉ. Lịch trình phát hiện rò rỉ và bảo trì thường xuyên thường được các cơ quan quản lý bắt buộc và nên được tích hợp vào chương trình tuân thủ của cơ sở.
Các phương pháp lắp đặt trong các khu vực nguy hiểm nhấn mạnh sự phân tách và phân vùng. Các đảo van khí nén, bộ chia van điện từ và các bộ phận chuẩn bị khí thường được đặt trong các tủ an toàn hoặc được xả nằm bên ngoài các khu vực được phân loại, giảm thiểu các nguồn bắt lửa tiềm ẩn. Khi các thiết bị điện được yêu cầu gần quy trình, thiết bị được chứng nhận chống cháy nổ hoặc an toàn nội tại phải được sử dụng và lắp đặt theo phân loại khu vực và các quy tắc của địa phương.
Kiểm tra vận hành và kiểm tra bằng chứng là các thành phần bắt buộc của chương trình van tập trung vào an toàn. Kiểm tra chức năng định kỳ xác nhận rằng bộ truyền động, van điện từ và thiết bị phản hồi hoạt động chính xác trong điều kiện lỗi. Đối với van trong các vòng lặp SIS, khoảng thời gian kiểm tra bằng chứng được tính toán dựa trên tỷ lệ lỗi và phân tích rủi ro và phải được ghi lại theo IEC 61511 hoặc tiêu chuẩn có liên quan trong khu vực tài phán của bạn.
Tài liệu và khả năng truy xuất nguồn gốc nâng cao văn hóa an toàn. Mỗi van phải có BOM rõ ràng, chứng nhận vật liệu, hồ sơ kiểm tra và nhật ký bảo trì. Trong trường hợp xảy ra sự cố hoặc kiểm toán, khả năng truy xuất nguồn gốc này chứng minh sự cẩn trọng và hỗ trợ các cuộc điều tra nguyên nhân gốc rễ.
Tóm lại, van bi khí nén đặc biệt phù hợp với các môi trường nguy hiểm và dễ nổ do cơ cấu chấp hành không có tia lửa, các tùy chọn an toàn khi hỏng và thiết kế cơ học chắc chắn. Khi kết hợp với vật liệu chính xác, kiểm soát phát thải, thực hành lắp đặt và tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn quốc tế, hệ thống van bi khí nén cung cấp một giải pháp đáng tin cậy và an toàn để kiểm soát các dòng quy trình quan trọng.