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近年来,随着氧气用量的增加,用氧大户都采用氧气管道输送。由于管路长,分布广,再加上急开或速闭阀门,造成氧气管道和阀门燃烧爆炸的事故时有发生,所以,全面分析氧气管道和冷门存在的隐患、危险,并采取相应的措施是至关重要的。0 _% t' d3 ]7 M _* E, `
9 G. ~# k3 y; U( Q一、几种常见氧气管道、阀门燃烧爆炸原因分析0 B; \* k$ ]4 B* l
1.管道内的铁锈、粉尘、焊渣与管道内壁或阀口摩擦产生高温发生燃烧 B% s7 z! @2 L: w: X/ l
这种情况与杂质的种类、粒度及气流速度有关,铁粉易与氧气发生燃烧,且粒度越细,燃点越低;气速越快,越易发生燃烧。
3 Z" t+ ?9 y7 ] 表1 常压氧气中铁粉燃点 * m" M0 H) b& S( f% x7 f
粒度(目) 10~20 20~30 30~50 100 200, L& a" u1 [7 m4 Q% ]
燃点(℃) 421 408 392 385 315* A) p& A9 C- `4 ~' m" }1 i
2.管道内或阀门存在油脂、橡胶等低燃点的物质,在局部高温下引燃。
, P- K4 G- o7 f% x7 C 几种可燃物在氧气中(常压下)的燃点,见表2。
3 X; v" A+ o' ~3 I7 L& N4 y 表2 几种可燃物在氧气中(常压下)的燃点如下表
. V# m% W: [% X可燃物名称 润滑油 钢纸垫 橡胶 氟橡胶 三氯乙 聚四氟乙烯/ T; {$ E3 f4 y6 j. b
燃点(℃) 273~305 304 130~170 474 392 507
" P( F' ?( l0 O7 W 3.绝热压缩产生的高温使可燃物燃烧
( _$ @" x: V. _ 例如阀前为15MPa,温度为20℃,阀后为常压0.1MPa,若将阀门快速打开,阀后氧气温度按绝热压缩公式计算可达553℃,这已达到或超过某些物质的着火点。
3 k' K% V% f- U Z1 U2 v5 i 空气绝热压缩后温度与压力的关系,见表3。4 B0 ~3 p3 z1 ?0 k
表3 空气绝热压缩后温度与压力的关系
& r) _8 {% a* _# ^" M. DV1/V2 1 2 3 4 5 10 15 20# z% a0 _; c% }9 A' k
压强(MPa) 0.1 0.26 0.47 0.95 2.5 4.42 6.6
: E* k7 G8 ^5 m( k( c温度(℃)20 112 183 284 462 592 697 2 T) C: u. Y/ Y
4.高压纯氧中可燃物的燃点降低是氧气管道阀门燃烧的诱因
2 T& z2 m/ g" E! D" z6 a; h 氧气管道和阀门在高压纯氧中,其危险性是非常大的,试验证明,着火的引爆能与压力平方成反比,这些对氧气管道和阀门构成了极大的威胁。
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8 Q0 j1 v& _7 ]$ z( w二、防范措施2 k8 F( y7 {4 g& Z
1.设计应符合有关法规、标准规定, z3 P0 N& C- _8 k
设计应符合1981年冶金部颁发的《钢铁企业氧气管网的若干规定》,以及《氧气及相关气体安全技术规程》(GB16912-1997)、《氧气站设计规范》(GB50030-91)等法规标准的要求。
* k ]# i6 h# F (1) 碳素钢管中氧气的最大流速应符合表4。
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表4 碳素钢管中氧气的最大流程 9 s5 K, f( S$ \9 `: h: v$ A
工作压力(MPa) ≤0.1 0.1~0.6 0.6~1.6 1.6~3.0
9 a) c; ]5 W7 d0 I5 \流速(m/s) 20 13 10 8. D' p1 p, @" g9 N/ w
(2)为防止着火,在氧气阀门后,均应连接一段其长度不少于5倍管径,且不少于1.5m的铜基合金或不锈钢的管道。
& g& r- g" c$ w- \6 o (3)氧气管道应尽量少设弯头和分岔头,工作压力高于0.1MPa的氧气管道弯头,应采取冲压成阀型法兰制作。分岔头的气流方向,应与主管气流方向成45°到60°角。+ h, o, w2 `/ w' N
(4)在对焊凹凸法兰中,采用紫铜焊丝作O型密封圈,是氧气用法兰抗燃性可靠的密封形式。
# W. G1 l! h- A- H5 Q! e) G (5)氧气管道应有导电的良好装置,接地电阻应小于10Ω,法兰间电阻应小于0.03Ω。
. [' ?7 h2 m1 m* j* z% A (6)车间内主要氧气管道的末端应加设放散管,以利氧气管道的吹扫和置换,在较长的氧气管道进入车间调节阀前,应设过滤器。/ _( b% s4 s: R0 B
2.安装注意事项
* n3 n" N0 b7 \+ V (1)凡与氧接触的部位要严格脱脂,脱脂后用不含油的干空气或氮气吹净。% P; c" M q/ Q7 Q7 l' `: k9 g, }( E) S
(2)焊接应采用氩弧焊或电弧焊。
8 F6 l. F$ @% ?* s 3.操作注意事项5 B3 j' ~ T2 o! c! K
(1)开关氧气阀门时应缓慢进行,操作人员应站在阀门的侧面,开启要一次到位。; |- U+ K! P( b6 L! b
(2)严禁用氧气吹刷管道或用氧气试漏、试压。& F( X' M( g7 P# @% i( u; p& m+ A
(3)实行操作票制度,事先对操作目的、方法、条件作出较详细的说明和规定。/ |& V3 T0 b" ]0 i9 F7 `3 N9 U
(4)直径大于70mm的手动氧气阀门,当阀前后压差缩小到0.3MPa以内时才允许操作。6 Q( L, n* c1 e! E! G
4.维护保养注意事项
2 s& q- S/ _1 R1 V8 a: C2 } (1)氧气管道要经常检查维护,除锈刷漆,每3~5年一次。
3 h. {' z8 @# X* ?" ~. I (2)管路上的安全阀、压力表,要定期校验,1年1次。3 u6 T9 b& L* h; V* Z, ^- X7 |0 x
(3)完善接地装置。
( {" s+ p+ `7 F5 g (4)动火作业前,应进行置换,吹扫,吹出气体中氧含量在18%~23%时为合格。
3 O2 [" J+ M' X: g$ T2 ^ (5)阀门、法兰、垫片及管材、管件选用应符合《氧气及相关气体安全技术规程》(GB16912-1997)的有关规定。% x; @" c7 A9 F9 F4 E% B$ S. D7 }4 G
(6)建立技术档案,培训操作,检修,维护人员。0 }) G6 u" @4 d+ ?- |
5.其他安全措施: o6 E; g8 r$ T8 ~( d/ U
(1)提高施工、检修及操作人员对安全的重视程度。 }2 z" c+ D2 m
(2)提高管理人员的警惕性。4 i; K0 }# m" `+ b) `
(3)提高科学技术水平。
) d, }5 g5 e" X" l$ T% c4 f (4)不断完善送氧方案。
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