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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。3 k$ ~" x& o# ?
. m4 N6 W7 `" `% j6 ]* M, B一、几种常见氧气管道、阀门燃烧爆炸原因分析0 ]* j# u4 m6 k0 D6 J
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8 J( f2 y& F: q, t* d2 q5 j
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。
2 L; ~* [ c& \ S 表1 常压氧气中铁粉燃点
7 h0 i- I/ f: w粒度(目) 10~20 20~30 30~50 100 200/ U" { c4 G2 g. t% s9 O! x: E4 L
燃点(℃) 421 408 392 385 315+ @- m3 G$ l- u( H, c/ s7 |
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。
" p8 R4 l% M6 M7 P5 {8 m4 O0 M0 ` 几种可燃物在氧气中(常压下)的燃点,见表2。
$ C- R1 a5 n j' o$ h9 J7 _2 a 表2 几种可燃物在氧气中(常压下)的燃点如下表 b: Q, ]$ P0 k# A( X# L" \3 ^
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 U: w; d' M3 t
燃点(℃) 273~305 304 130~170 474 392 507+ R# m5 s( I" m+ }. z2 O
3.绝热压缩产生的高温使可燃物燃烧
|$ o1 R/ R7 C* \, T# [ 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。
v5 l1 U1 G. `( c- b 空气绝热压缩后温度与压力的关系,见表3。
4 |7 s Z$ n, L7 o# [* K; w$ G: ` 表3 空气绝热压缩后温度与压力的关系 $ W' y N8 R& m3 P
V1/V2 1 2 3 4 5 10 15 209 c" D$ D8 e( V! }) @3 d
压强(MPa) 0.1 0.26 0.47 0.95 2.5 4.42 6.6 ) ~: e, E( ~: X" ~$ N' q; I
温度(℃)20 112 183 284 462 592 697
5 m* E& o" p- @7 c 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
% X. c9 k$ u( e: ]2 g3 O6 E% m 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。8 A5 a/ W( \3 C0 }" W2 u+ D
5 K/ K4 T" J+ D# O: v) O) G- L
二、防范措施/ I8 h, X1 {& F; l4 \$ C; l4 d9 g9 M
1.设计应符合有关法规、标准规定6 v2 `( C0 z; w: L( N
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。
# A/ Q9 T, i1 ~0 @3 I (1) 碳素钢管中氧气的最大流速应符合表4。
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7 D$ {9 V8 q/ n9 R+ a9 t& V5 l1 Y表4 碳素钢管中氧气的最大流程
0 K8 G0 v- @% n工作压力(MPa) ≤0.1 0.1~0.6 0.6~1.6 1.6~3.0' k+ s4 ~, [; ?% b; y
流速(m/s) 20 13 10 8
$ z2 w6 ~1 X1 H# a1 @ (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。0 k7 R; A- P. J- j
(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。
& n: c; b' Y. F, m% Y k (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。
& Y6 r) u! U( `+ y/ R: q (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。! K N, |% W+ n7 ?. `6 W5 D2 F
(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。
! J v0 M0 a: C 2.安装注意事项
+ x. N( Y6 e2 P+ U& q8 w( m Z (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。- ?( P1 j! V _1 s
(2)焊接应采用氩弧焊或电弧焊。
# z5 B0 |* B6 N/ | K: P' ?! ^* P# e 3.操作注意事项" m0 Q) a& g. P0 r" _9 r1 h" ^
(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。3 Q+ q0 e) K: Z. z5 i
(2)严禁用氧气吹刷管道或用氧气试漏、试压。8 B, A+ P7 X' ]+ [/ W8 ]
(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。* M. X1 _' l- ]& s5 w- c
(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。, |* V6 }) {" m Z# U& {. U+ F
4.维护保养注意事项! b% X, [9 t+ Q: Z+ o2 |! a
(1)氧气管道要经常检查维护,除锈刷漆,每3~5年一次。
( l4 P8 u* N+ H (2)管路上的安全阀、压力表,要定期校验,1年1次。
% {; l m; b w5 K, v: F7 [ (3)完善接地装置。1 a1 r1 f& t: T/ I" k: c& I! q
(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。
7 G" ?9 M2 w6 s5 | (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。& `0 X2 r/ g5 S$ I ~
(6)建立技术档案,培训操作,检修,维护人员。2 v! K; r+ p' X) ?
5.其他安全措施
7 ] B$ G! q7 u (1)提高施工、检修及操作人员对安全的重视程度。
0 S2 i% h" ?& r* V/ \ (2)提高管理人员的警惕性。
, h2 n) i- F' ^1 o (3)提高科学技术水平。
: @/ p1 Y1 f0 K4 k( y (4)不断完善送氧方案。7 U+ g7 a2 `# @/ Y0 b! A
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