為什么氧氣管道禁止使用閘閥

近年來，隨著氧氣用量的增加，用氧大戶都采用氧氣管道輸送。由于管路長，分布廣，再加上急開或速閉閥門，造成氧氣管道和閥門燃燒爆炸的事故時有發(fā)生，所以，全面分析氧氣管道和冷門存在的隱患、危險，并采取相應(yīng)的措施是至關(guān)重要的。

 

按照《GB 16912 氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》中關(guān)于閥門材質(zhì)的規(guī)定：壓力大于0.1MPa時，嚴禁使用閘閥，0.1MPa<p≤0.6mpa時，閥瓣采用不銹鋼，0.6MPa<p≤10mpa時，全不銹鋼或全銅基合金閥門，P>10MPa時，全銅基合金。

 

 

一、幾種常見氧氣管道、閥門燃燒爆炸原因分析

 

1.管道內(nèi)的鐵銹、粉塵、焊渣與管道內(nèi)壁或閥口摩擦產(chǎn)生高溫發(fā)生燃燒。

 

這種情況與雜質(zhì)的種類、粒度及氣流速度有關(guān)，鐵粉易與氧氣發(fā)生燃燒，且粒度越細，燃點越低；氣速越快，越易發(fā)生燃燒。

 

 

2.管道內(nèi)或閥門存在油脂、橡膠等低燃點的物質(zhì)，在局部高溫下引燃。

 

幾種可燃物在氧氣中（常壓下）的燃點：

 

可燃物名稱       燃點（℃）

 

潤滑油               273～305

 

鋼紙墊               304  

 

橡膠                  130～170

 

氟橡膠               474  

 

三氯乙               392

 

聚四氟乙烯        507                        

 

 

 

 

 

3. 絕熱壓縮產(chǎn)生的高溫使可燃物燃燒

 

例如閥前為15MPa，溫度為20℃，閥后為常壓0.1MPa，若將閥門快速打開，閥后氧氣溫度按絕熱壓縮公式計算可達553℃，這已達到或超過某些物質(zhì)的著火點。

 

 

 

4.高壓純氧中可燃物的燃點降低是氧氣管道閥門燃燒的誘因

 

氧氣管道和閥門在高壓純氧中，其危險性是非常大的，試驗證明，著火的引爆能與壓力平方成反比，這些對氧氣管道和閥門構(gòu)成了極大的威脅。

 

 

 

二、防范措施

 

1.設(shè)計應(yīng)符合1981年冶金部頒發(fā)的《鋼鐵企業(yè)氧氣管網(wǎng)的若干規(guī)定》，以及《氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》（GB16912-1997）、《氧氣站設(shè)計規(guī)范》（GB50030-91）等法規(guī)標準的要求。

 

（1） 碳素鋼管中氧氣的最大流速應(yīng)符合：

 

碳素鋼管中氧氣的最大流速： 工作壓力（MPa）  ≤0.1    流速（m/s）20

 

0.1～0.6      流速（m/s）    13

 

0.6～1.6        流速（m/s）  10

 

1.6～3.0 流速（m/s） 8                                  　

 

（2）為防止著火，在氧氣閥門后，均應(yīng)連接一段其長度不少于5倍管徑，且不少于1.5m的銅基合金或不銹鋼的管道。　　

 

（3）氧氣管道應(yīng)盡量少設(shè)彎頭和分岔頭，工作壓力高于0.1MPa的氧氣管道彎頭，應(yīng)采取沖壓成閥型法蘭制作。分岔頭的氣流方向，應(yīng)與主管氣流方向成45°到60°角?！　?/span>

 

（4）在對焊凹凸法蘭中，采用紫銅焊絲作O型密封圈，是氧氣用法蘭抗燃性可靠的密封形式?！　?/span>

 

（5）氧氣管道應(yīng)有導電的良好裝置，接地電阻應(yīng)小于10Ω，法蘭間電阻應(yīng)小于0.03Ω?！　?/span>

 

（6）車間內(nèi)主要氧氣管道的末端應(yīng)加設(shè)放散管，以利氧氣管道的吹掃和置換，在較長的氧氣管道進入車間調(diào)節(jié)閥前，應(yīng)設(shè)過濾器。

 

 

 

2.安裝注意事項

 

（1）凡與氧接觸的部位要嚴格脫脂，脫脂后用不含油的干空氣或氮氣吹凈。

（2）焊接應(yīng)采用氬弧焊或電弧焊。

 

 

 

3.操作注意事項

 

（1）開關(guān)氧氣閥門時應(yīng)緩慢進行，操作人員應(yīng)站在閥門的側(cè)面，開啟要一次到位。

 

（2）嚴禁用氧氣吹刷管道或用氧氣試漏、試壓。

 

（3）實行操作票制度，事先對操作目的、方法、條件作出較詳細的說明和規(guī)定。

 

（4）直徑大于70mm的手動氧氣閥門，當閥前后壓差縮小到0.3MPa以內(nèi)時才允許操作。

 

 

 

4.維護保養(yǎng)注意事項

 

（1）氧氣管道要經(jīng)常檢查維護，除銹刷漆，每3～5年一次。

 

（2）管路上的安全閥、壓力表，要定期校驗，1年1次。

 

（3）完善接地裝置。

 

（4）動火作業(yè)前，應(yīng)進行置換，吹掃，吹出氣體中氧含量在18％～23％時為合格。

 

（5）閥門、法蘭、墊片及管材、管件選用應(yīng)符合《氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》（GB16912-1997）的有關(guān)規(guī)定。

 

（6）建立技術(shù)檔案，培訓操作，檢修，維護人員。

 

 

 

5.其他安全措施

 

（1）提高施工、檢修及操作人員對安全的重視程度。

 

（2）提高管理人員的警惕性。

 

（3）提高科學技術(shù)水平。

 

（4）不斷完善送氧方案。

 

 

 

總  結(jié)：

 

真正導致禁用閘閥的原因其實就是因為閘閥的密封面在相對運動（即閥門的開關(guān)）中會因摩擦而引起擦傷損壞，一旦損壞，則有“鐵粉”自密封面處脫落，這樣細小顆粒的鐵粉很容易著火燃燒，這才是真正危險所在。

 

事實上，氧氣管道上禁用閘閥，其他的截止閥一樣有事故發(fā)生，截止閥的密封面一樣會損壞，一樣有可能發(fā)生危險，很多企業(yè)的經(jīng)驗就是氧氣管道全部采用銅基合金閥門，不用碳鋼、不銹鋼閥門。

 

銅基合金閥門具有機械強度高，耐磨損、安全性好（不產(chǎn)生靜電）等優(yōu)點，所以真正的原因是因為閘閥的密封面極易磨損而產(chǎn)生的鐵屑才是罪魁禍首，至于密封性下降與否不是關(guān)鍵。

 

事實上很多未采用閘閥的氧氣管道一樣出現(xiàn)爆炸事故，一般都出現(xiàn)在閥門兩側(cè)壓差較大，閥門開啟較快的瞬間，多次事故也表明，著火源和可燃物是最終的原因，禁用閘閥不過是控制可燃物的一種手段而已，和定期清除鐵銹、脫脂、禁油等手段的目的都是一樣的，至于控制流速、做好靜電接地等是消除著火源。個人認為閥門材質(zhì)是第一因素，在氫氣管道上也出現(xiàn)類似的問題，新規(guī)范已經(jīng)將“禁用閘閥”的字眼去掉了，就是個明證，關(guān)鍵得找到原因，很多企業(yè)其實根本不管操作壓力，一律強行采用銅基合金閥，但一樣有爆炸的事故出現(xiàn)，所以控制著火源和可燃物，精心維護，緊繃安全這根弦才是最關(guān)鍵的。