“阻火器”的歸類淺析
所謂“阻火器”,又名防火器、管道阻火器,通常安裝于氣焊或氣割設(shè)備、燃料儲(chǔ)罐通風(fēng)口、可燃?xì)怏w管道或船舶舷內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣口上。用于防止外部火焰竄入存有易燃、易爆氣體的設(shè)備、管道內(nèi)或阻止火焰在設(shè)備、管道間蔓延。
“阻火器”由能夠通過(guò)氣體的、具有許多細(xì)小通道或縫隙的固體材料(阻火元件)所組成,屬于一種阻止介質(zhì)(如氫氣,氧氣等)火焰向外蔓延的安全裝置。(圖 1)
例如,在輸送易燃?xì)怏w的管道系統(tǒng)中,若易燃?xì)怏w被引燃,氣體火焰就會(huì)傳播到整個(gè)管網(wǎng)。為了防止這種危險(xiǎn)的發(fā)生,就必須使用“阻火器”。當(dāng)然,“阻火器”也可以使用在有明火設(shè)備的管線上,以防止回火事故(圖 2)。
“阻火器”通常由前部閥體(例如,溫度觸發(fā)閥)、后部閥體(例如,止回閥)及阻火元件(也稱“阻火芯”)組成。其工作原理主要基于“傳熱作用”及“器壁效應(yīng)”。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),所謂“傳熱作用”是指由于“阻火器”中的“阻火元件”是由許多細(xì)小通道或孔隙組成的,故當(dāng)火焰進(jìn)入這些細(xì)小通道后就形成許多細(xì)小的火焰流。由于通道或孔隙的傳熱面積很大,火焰通過(guò)通道壁進(jìn)行熱交換后,溫度下降,到一定程度時(shí)火焰即被熄滅。
但是,“傳熱作用”并非“阻火器”熄滅火焰的主要機(jī)理。依據(jù)“器壁效應(yīng)”的解釋,燃燒(或爆炸)現(xiàn)象不是分子間直接作用的結(jié)果,而是“自由基”與另一分子作用的結(jié)果。
所以,隨著“阻火器”通道尺寸的減小,“自由基”與反應(yīng)分子之間碰撞幾率隨之減少,而與通道壁的碰撞幾率反之增加。這樣就促使自由基反應(yīng)減低。當(dāng)通道尺寸減小到某一數(shù)值時(shí),這種“器壁效應(yīng)”就造成了火焰不能繼續(xù)進(jìn)行的條件,火焰即被阻止。因此,“器壁效應(yīng)”是“阻火器”的主要作用機(jī)理。(注:“傳熱作用”和“器壁效應(yīng)”的具體說(shuō)明,詳見(jiàn)隨附資料)
一、“阻火器”通過(guò)由許多細(xì)小通道所組成“阻火元件”(阻火芯)來(lái)實(shí)現(xiàn)阻燃及防止回火功能,主要用于阻止易燃?xì)怏w和易燃液體蒸汽回流所導(dǎo)致的火焰蔓延。由于其功能、用途在第十六類中未有具體列名,故建議按“他品目未列名的具有獨(dú)立功能的機(jī)器及機(jī)械器具”歸入品目84.79(稅號(hào):8479.8999 稅率:0%)。
二、“阻火器”雖然可以通過(guò)“阻火元件”降低火焰溫度甚至使其熄滅。但是,其所起的作用仍屬于一種“安全裝置”的范疇。并且,“阻火器”前部裝有“溫度觸發(fā)閥”,后部裝有“止回閥”。所以,從總體功能上來(lái)看,“阻火器”仍可視為類似“安全閥”的裝置。故建議按“安全閥”的類似品歸入品目84.81(稅率:5%或7%)。
就筆者個(gè)人觀點(diǎn),比較傾向于將“阻火器”歸入品目84.79。
首先,從“阻火器”的功能來(lái)看,主要還是通過(guò)特殊結(jié)構(gòu)的“阻火內(nèi)芯”,利用“傳熱作用”及“器壁效應(yīng)”來(lái)達(dá)到其“阻燃”或“防回火”的目的,屬于一種具有獨(dú)立功能的“阻燃”裝置。雖然安裝有前、后部閥門(mén),但閥門(mén)僅起到輔助作用,不能本末倒置。
另外,從“阻火器”整體功能來(lái)看,與“安全閥”還是有明顯區(qū)別的。所謂的“安全閥”通常僅指啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài),當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高超過(guò)規(guī)定值時(shí),通過(guò)向系統(tǒng)外排放介質(zhì)以防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值的裝置。
綜上所述,筆者認(rèn)為,將“阻火器”按“他品目未列名的具有獨(dú)立功能的機(jī)器及機(jī)械器具”歸入品目84.79還是比較妥當(dāng)?shù)摹?/span>
但是,請(qǐng)注意,并非所有“阻火器”均可歸入品目84.79。例如,假設(shè)有一款同樣稱為“阻火器”,并可防止外部火焰竄入存有易燃、易爆氣體的設(shè)備、管道內(nèi)或阻止火焰在設(shè)備、管道間蔓延的安全設(shè)備。
其利用內(nèi)部安裝的壓縮彈簧工作,平時(shí)壓縮彈簧頂住閥芯使閥體處于密封狀態(tài),當(dāng)有氣體正向順流時(shí),可推動(dòng)壓縮彈簧,使閥芯打開(kāi),氣體流過(guò)。而一旦氣體反方向逆流,則會(huì)推動(dòng)彈簧回復(fù)伸展?fàn)顟B(tài)并回彈堵死閥芯通道,從而起到阻火的作用(圖 4)。
顯然,雖然上述“阻火器”同樣應(yīng)用于可燃性氣體管道、鋼瓶,可以有效防止可燃性氣體回竄、燃燒、爆炸。但是,其并非利用“傳熱作用”及“器壁效應(yīng)”,通過(guò)由許多細(xì)小通道或孔隙組成的“阻火芯”來(lái)實(shí)現(xiàn)“阻火”功能。而是簡(jiǎn)單的利用一個(gè)“壓縮彈簧”來(lái)達(dá)到控制氣體流向的目的。
所以,上述“阻火器”仍應(yīng)視為一種類似“止回閥”或“單向閥”的安全裝置,個(gè)人建議按“閥門(mén)”歸入品目84.81。當(dāng)然,若其安裝上類似“阻火芯”的阻火材料后,則另當(dāng)別論。
由此可見(jiàn),我們?cè)趯?duì)“阻火器”類商品進(jìn)行歸類認(rèn)定時(shí),不能簡(jiǎn)單的依據(jù)其功能或用途確定歸類,務(wù)必明確其工作原理和作用機(jī)制,以避免出現(xiàn)歸類差錯(cuò)。
附錄:
一、傳熱作用
管道阻火器能夠阻止火焰繼續(xù)傳播并迫使火焰熄滅的因素之一是傳熱作用。我們知道,阻火器是由許多細(xì)小通道或孔隙組成的,當(dāng)火焰進(jìn)入這些細(xì)小通道后就形成許多細(xì)小的火焰流。由于通道或孔隙的傳熱面積很大,火焰通過(guò)通道壁進(jìn)行熱交換后,溫度下降,到一定程度時(shí)火焰即被熄滅。進(jìn)行的試驗(yàn)表明,當(dāng)把阻火器材料的導(dǎo)熱性提高460倍時(shí),其熄滅直徑僅改變2.6%。這說(shuō)明材質(zhì)問(wèn)題是次要的。即傳熱作用是熄滅火焰的一種原因,但不是主要的原因。因此,對(duì)于作為阻爆用的阻火器來(lái)說(shuō),其材質(zhì)的選擇不是太重要的。但是在選用材質(zhì)時(shí)應(yīng)考慮其機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕等性能。
二、器壁效應(yīng)
根據(jù)燃燒與爆炸連鎖反應(yīng)理論,認(rèn)為燃燒炸現(xiàn)象不是分子間直接作用的結(jié)果,而是在外來(lái)能源(熱能、輻射能、電能、化學(xué)反應(yīng)能等)的激發(fā)下,使分子分裂為十分活潑而壽命短促的自由基;瘜W(xué)反應(yīng)是靠這些自由基進(jìn)行的。自由基與另一分子作用,作用的結(jié)果除了生成物之外還能產(chǎn)生新的自由基。這樣自由基又消耗又生新的如此不斷地進(jìn)行下去?芍兹蓟旌蠚怏w自行燃燒(在開(kāi)始燃燒后,沒(méi)有外界能源的作用)的條件是:新產(chǎn)生的自由基數(shù)等于或大于消失的自由基數(shù)。當(dāng)然,自行燃燒與反應(yīng)系統(tǒng)的條件有關(guān),如溫度、壓力、氣體濃度、容器的大小和材質(zhì)等。隨著阻火器通道尺寸的減小,自由基與反應(yīng)分子之間碰撞幾率隨之減少,而自由基與通道壁的碰幾率反而增加,這樣就促使自由基反應(yīng)減低。當(dāng)通道尺寸減小到某一數(shù)值時(shí),這種器壁效應(yīng)就造成了火焰不能繼續(xù)進(jìn)行的條件,火焰即被阻止。由此可知,器壁效應(yīng)是阻火器阻火焰作的主要機(jī)理。由此點(diǎn)出發(fā),可以設(shè)計(jì)出知種結(jié)構(gòu)形式的阻火器,滿足工業(yè)上的需要。
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