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氧氣管道為何禁止使用閘閥？

按照《GB 16912-1997 氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規程》中關(guān)于閥門(mén)材質(zhì)的規定：

壓力大于0.1MPa時(shí)，嚴禁使用閘閥，

0.1MPa

0.6MPa

P>10MPa時(shí)，全銅基合金。


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


一、幾種常見(jiàn)氧氣管道、閥門(mén)燃燒爆炸原因分析


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

這種情況與雜質(zhì)的種類(lèi)、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(diǎn)越低；氣速越快，越易發(fā)生燃燒。


2.管道內或閥門(mén)存在油脂、橡膠等低燃點(diǎn)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(diǎn)：


微信圖片_20220506005808.png

                        

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(mén)快速打開(kāi)，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(guò)某些物質(zhì)的著(zhù)火點(diǎn)。


4.高壓純氧中可燃物的燃點(diǎn)降低是氧氣管道閥門(mén)燃燒的誘因

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


二、防范措施


1.設計應符合有關(guān)法規、標準規定

設計應符合1981年冶金部頒發(fā)的《鋼鐵企業(yè)氧氣管網(wǎng)的若干規定》，以及《氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規程》（GB16912-1997）、《氧氣站設計規范》（GB50030-91）等法規標準的要求。


（1） 碳素鋼管中氧氣的最大流速應符合下表。

碳素鋼管中氧氣的最大流速： 


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（2）為防止著(zhù)火，在氧氣閥門(mén)后，均應連接一段其長(cháng)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）氧氣管道應盡量少設彎頭和分岔頭，工作壓力高于0.1MPa的氧氣管道彎頭，應采取沖壓成閥型法蘭制作。分岔頭的氣流方向，應與主管氣流方向成45°到60°角。　　
（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。　　
（5）氧氣管道應有導電的良好裝置，接地電阻應小于10Ω，法蘭間電阻應小于0.03Ω。　　
（6）車(chē)間內主要氧氣管道的末端應加設放散管，以利氧氣管道的吹掃和置換，在較長(cháng)的氧氣管道進(jìn)入車(chē)間調節閥前，應設過(guò)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）焊接應采用氬弧焊或電弧焊。

3.操作注意事項
（1）開(kāi)關(guān)氧氣閥門(mén)時(shí)應緩慢進(jìn)行，操作人員應站在閥門(mén)的側面，開(kāi)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(shí)行操作票制度，事先對操作目的、方法、條件作出較詳細的說(shuō)明和規定。（4）直徑大于70mm的手動(dòng)氧氣閥門(mén)，當閥前后壓差縮小到0.3MPa以?xún)葧r(shí)才允許操作。

4.維護保養注意事項
（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(dòng)火作業(yè)前，應進(jìn)行置換，吹掃，吹出氣體中氧含量在18％～23％時(shí)為合格。（5）閥門(mén)、法蘭、墊片及管材、管件選用應符合《氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規程》（GB16912-1997）的有關(guān)規定。（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(xué)技術(shù)水平。（4）不斷完善送氧方案。

總結：


真正導致禁用閘閥的原因其實(shí)就是因為閘閥的密封面在相對運動(dòng)（即閥門(mén)的開(kāi)關(guān)）中會(huì )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(zhù)火燃燒，這才是真正危險所在。


事實(shí)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(huì )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(mén)，不用碳鋼、不銹鋼閥門(mén)。


銅基合金閥門(mén)具有機械強度高，耐磨損、安全性好（不產(chǎn)生靜電）等優(yōu)點(diǎn)，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(shí)上很多未采用閘閥的氧氣管道一樣出現爆炸事故，一般都出現在閥門(mén)兩側壓差較大，閥門(mén)開(kāi)啟較快的瞬間，多次事故也表明，著(zhù)火源和可燃物是最終的原因，禁用閘閥不過(guò)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(zhù)火源。個(gè)人認為閥門(mén)材質(zhì)是第一因素，在氫氣管道上也出現類(lèi)似的問(wèn)題，新規范已經(jīng)將“禁用閘閥”的字眼去掉了，就是個(gè)明證，關(guān)鍵得找到原因，很多企業(yè)其實(shí)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，所以控制著(zhù)火源和可燃物，精心維護，緊繃安全這根弦才是最關(guān)鍵的。