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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。
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一、几种常见氧气管道、阀门燃烧爆炸原因分析5 h8 R' e T! \. \
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1 l) F$ e! \3 Y: W+ ]
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。 {) E2 T; u$ Z y# n2 }: g
表1 常压氧气中铁粉燃点 ; i0 @9 L/ T4 ^$ I
粒度(目) 10~20 20~30 30~50 100 200
3 [, e; L% B# p+ Y' g燃点(℃) 421 408 392 385 3157 o( d' d8 k. W# V7 B+ e9 _
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。" h9 a( d& l# @, ^* X
几种可燃物在氧气中(常压下)的燃点,见表2。
0 E* `; P n+ x) M3 b8 ^ 表2 几种可燃物在氧气中(常压下)的燃点如下表 ) x( D( O+ y4 ^) |, y# ]
可燃物名称 润滑油 钢纸垫 橡胶 氟橡胶 三氯乙 聚四氟乙烯
2 W% t" S" @6 {燃点(℃) 273~305 304 130~170 474 392 507
: { O" f8 }, w% ? 3.绝热压缩产生的高温使可燃物燃烧
4 o+ u$ N: F9 x O, {" w { 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。( N9 U/ t( Z* S0 @+ D" ~3 ?
空气绝热压缩后温度与压力的关系,见表3。. i& [# G/ }) f4 R
表3 空气绝热压缩后温度与压力的关系
0 I( L5 W; q7 d9 C7 s DV1/V2 1 2 3 4 5 10 15 20
3 p; v- ^: z. p* o7 y压强(MPa) 0.1 0.26 0.47 0.95 2.5 4.42 6.6 9 z& I( P7 l1 U4 H- F" d
温度(℃)20 112 183 284 462 592 697 0 u- x" a) n. E# B$ v8 j
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! H2 V1 o. P" \; D5 J7 F" x
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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二、防范措施* h& f- e d" w, [% U7 ]
1.设计应符合有关法规、标准规定
5 d; l% T8 H _, Y 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。- W2 o: q% r7 W& Y! z& z
(1) 碳素钢管中氧气的最大流速应符合表4。
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, t$ u, U7 n# J/ \9 C: ^: e% [表4 碳素钢管中氧气的最大流程
; U- o: f$ B2 |6 E9 i+ x x工作压力(MPa) ≤0.1 0.1~0.6 0.6~1.6 1.6~3.0) Z% j- P& }& s/ A8 ^
流速(m/s) 20 13 10 83 `, V1 e% n! E+ }5 R+ ~+ w6 U! L
(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。" h. X1 h6 y4 Q9 f
(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。/ {! k+ Q/ x; G, x! I+ j) { O( h: E
(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。
/ ` c) ]6 O. W, S# \ (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。
; t( n# y N/ d (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。1 ^2 n3 J3 i* k0 D) ~ {
2.安装注意事项2 x5 {7 P& Z# G$ }# B2 p2 X
(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。
; j/ P8 `* |8 G6 `2 M (2)焊接应采用氩弧焊或电弧焊。
: [* N3 u( M( e 3.操作注意事项. d+ Q" _; u. c
(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。2 E5 l$ ^$ v7 j
(2)严禁用氧气吹刷管道或用氧气试漏、试压。
+ @# P! V( Q9 Y, x (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。8 k3 h* T5 ^2 n; Q) M$ \$ V2 J; `
(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。; P6 j. _, y6 g4 T
4.维护保养注意事项7 q3 @2 | a0 `0 C( C
(1)氧气管道要经常检查维护,除锈刷漆,每3~5年一次。- ]5 j' j3 X+ k
(2)管路上的安全阀、压力表,要定期校验,1年1次。' p. h# J5 s i2 ]* C2 N0 y: _
(3)完善接地装置。
) Q8 \6 L% N( ^2 N4 Z K: s% } P (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。
$ K8 q* R0 {" Y6 S (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。
5 O' Z( `3 ~: p! @/ j7 \ (6)建立技术档案,培训操作,检修,维护人员。 U7 ]: r4 e. R `, c
5.其他安全措施5 c1 I9 {# u) Y' Q+ F" s a, [) [
(1)提高施工、检修及操作人员对安全的重视程度。6 h. X% M8 \3 v3 _- Q8 Y4 n% N
(2)提高管理人员的警惕性。
- H+ X. e) f, x6 b2 G (3)提高科学技术水平。
; u& ^7 a; b, ^) |. R8 W. _) F! d (4)不断完善送氧方案。
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