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“阻火器”的归类浅析

2020/10/7 22:10:03      点击:

所谓“阻火器”,又名防火器、管道阻火器,通常安装于气焊或气割设备、燃料储罐通风口、可燃气体管道或船舶舷内发动机的进气口上。用于防止外部火焰窜入存有易燃、易爆气体的设备、管道内或阻止火焰在设备、管道间蔓延。

“阻火器”由能够通过气体的、具有许多细小通道或缝隙的固体材料(阻火元件)所组成,属于一种阻止介质(如氢气,氧气等)火焰向外蔓延的安全装置。(图 1


例如,在输送易燃气体的管道系统中,若易燃气体被引燃,气体火焰就会传播到整个管网。为了防止这种危险的发生,就必须使用“阻火器”。当然,“阻火器”也可以使用在有明火设备的管线上,以防止回火事故(图 2)。





“阻火器”通常由前部阀体(例如,温度触发阀)、后部阀体(例如,止回阀)及阻火元件(也称“阻火芯”)组成。其工作原理主要基于“传热作用”及“器壁效应”。

简单来说,所谓“传热作用”是指由于“阻火器”中的“阻火元件”是由许多细小通道或孔隙组成的,故当火焰进入这些细小通道后就形成许多细小的火焰流。由于通道或孔隙的传热面积很大,火焰通过通道壁进行热交换后,温度下降,到一定程度时火焰即被熄灭。

 

 

 

但是,“传热作用”并非“阻火器”熄灭火焰的主要机理。依据“器壁效应”的解释,燃烧(或爆炸)现象不是分子间直接作用的结果,而是“自由基”与另一分子作用的结果。

所以,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,而与通道壁的碰撞几率反之增加。这样就促使自由基反应减低。当通道尺寸减小到某一数值时,这种“器壁效应”就造成了火焰不能继续进行的条件,火焰即被阻止。因此,“器壁效应”是“阻火器”的主要作用机理。(注:“传热作用”和“器壁效应”的具体说明,详见随附资料)



对于上述“阻火器”,目前主要有两种归类意见:

一、“阻火器”通过由许多细小通道所组成“阻火元件”(阻火芯)来实现阻燃及防止回火功能,主要用于阻止易燃气体和易燃液体蒸汽回流所导致的火焰蔓延。由于其功能、用途在第十六类中未有具体列名,故建议按“他品目未列名的具有独立功能的机器及机械器具”归入品目84.79(税号:8479.8999 税率:0%)。

二、“阻火器”虽然可以通过“阻火元件”降低火焰温度甚至使其熄灭。但是,其所起的作用仍属于一种“安全装置”的范畴。并且,“阻火器”前部装有“温度触发阀”,后部装有“止回阀”。所以,从总体功能上来看,“阻火器”仍可视为类似“安全阀”的装置。故建议按“安全阀”的类似品归入品目84.81(税率:5%或7%)。

就笔者个人观点,比较倾向于将“阻火器”归入品目84.79。

首先,从“阻火器”的功能来看,主要还是通过特殊结构的“阻火内芯”,利用“传热作用”及“器壁效应”来达到其“阻燃”或“防回火”的目的,属于一种具有独立功能的“阻燃”装置。虽然安装有前、后部阀门,但阀门仅起到辅助作用,不能本末倒置。

另外,从“阻火器”整体功能来看,与“安全阀”还是有明显区别的。所谓的“安全阀”通常仅指启闭件受外力作用下处于常闭状态,当设备或管道内的介质压力升高超过规定值时,通过向系统外排放介质以防止管道或设备内介质压力超过规定数值的装置。

综上所述,笔者认为,将“阻火器”按“他品目未列名的具有独立功能的机器及机械器具”归入品目84.79还是比较妥当的。

但是,请注意,并非所有“阻火器”均可归入品目84.79。例如,假设有一款同样称为“阻火器”,并可防止外部火焰窜入存有易燃、易爆气体的设备、管道内或阻止火焰在设备、管道间蔓延的安全设备。

其利用内部安装的压缩弹簧工作,平时压缩弹簧顶住阀芯使阀体处于密封状态,当有气体正向顺流时,可推动压缩弹簧,使阀芯打开,气体流过。而一旦气体反方向逆流,则会推动弹簧回复伸展状态并回弹堵死阀芯通道,从而起到阻火的作用(图 4)。



显然,虽然上述“阻火器”同样应用于可燃性气体管道、钢瓶,可以有效防止可燃性气体回窜、燃烧、爆炸。但是,其并非利用“传热作用”及“器壁效应”,通过由许多细小通道或孔隙组成的“阻火芯”来实现“阻火”功能。而是简单的利用一个“压缩弹簧”来达到控制气体流向的目的。

所以,上述“阻火器”仍应视为一种类似“止回阀”或“单向阀”的安全装置,个人建议按“阀门”归入品目84.81。当然,若其安装上类似“阻火芯”的阻火材料后,则另当别论。

由此可见,我们在对“阻火器”类商品进行归类认定时,不能简单的依据其功能或用途确定归类,务必明确其工作原理和作用机制,以避免出现归类差错。


附录:


一、传热作用

  管道阻火器能够阻止火焰继续传播并迫使火焰熄灭的因素之一是传热作用。我们知道,阻火器是由许多细小通道或孔隙组成的,当火焰进入这些细小通道后就形成许多细小的火焰流。由于通道或孔隙的传热面积很大,火焰通过通道壁进行热交换后,温度下降,到一定程度时火焰即被熄灭。进行的试验表明,当把阻火器材料的导热性提高460倍时,其熄灭直径仅改变2.6%。这说明材质问题是次要的。即传热作用是熄灭火焰的一种原因,但不是主要的原因。因此,对于作为阻爆用的阻火器来说,其材质的选择不是太重要的。但是在选用材质时应考虑其机械强度和耐腐蚀等性能。


二、器壁效应

  根据燃烧与爆炸连锁反应理论,认为燃烧炸现象不是分子间直接作用的结果,而是在外来能源(热能、辐射能、电能、化学反应能等)的激发下,使分子分裂为十分活泼而寿命短促的自由基。化学反应是靠这些自由基进行的。自由基与另一分子作用,作用的结果除了生成物之外还能产生新的自由基。这样自由基又消耗又生新的如此不断地进行下去。可知易燃混合气体自行燃烧(在开始燃烧后,没有外界能源的作用)的条件是:新产生的自由基数等于或大于消失的自由基数。当然,自行燃烧与反应系统的条件有关,如温度、压力、气体浓度、容器的大小和材质等。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几率反而增加,这样就促使自由基反应减低。当通道尺寸减小到某一数值时,这种器壁效应就造成了火焰不能继续进行的条件,火焰即被阻止。由此可知,器壁效应是阻火器阻火焰作的主要机理。由此点出发,可以设计出知种结构形式的阻火器,满足工业上的需要。