一、氧氣管道嚴禁選用閘閥


  不銹鋼管道閥門(mén)內如果存在油脂、橡膠等低燃點(diǎn)的物質(zhì)時(shí),在局部高溫下可被引燃。絕熱壓縮產(chǎn)生的高溫使可燃物燃燒。例如,閥前與閥后有較大壓差時(shí),如果將閥門(mén)快速打開(kāi),閥后氧氣溫度按絕熱壓縮公式計算可達500℃以上,已達到某些物質(zhì)的著(zhù)火點(diǎn)。閘閥不宜用于調節流量及壓力,否則密封面很快磨損,嚴密性下降,閘閥不能通過(guò)緩慢開(kāi)啟進(jìn)行壓力調節,閘閥不適用于氧氣管道。


  不銹鋼管道內的鐵銹、粉塵、焊渣與管道內壁和閥門(mén)摩擦產(chǎn)生高溫發(fā)生燃燒。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。截止閥也有類(lèi)似事故的發(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,很多設計單位把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)。


  按照GB 16912《深度冷凍法生產(chǎn)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,0.1MMPa<p≤0.6MPaa時(shí),閥瓣采用不銹鋼,0.6MPa<p≤10MPa時(shí),全不銹鋼或全銅基合金閥門(mén),pp>10MPaPa時(shí),全銅基合金。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)上很多沒(méi)有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,著(zhù)火源和可燃物是根本原因,規定禁用閘閥只是控制可燃物的一種方法而已,和定期清除鐵銹、脫脂、禁油等手段的目的都是一樣的??刂屏魉?、做好靜電接地等是消除著(zhù)火源。一些設計單位不管操作壓力,一律強行采用銅基合金閥,但也產(chǎn)生了爆炸事故,控制著(zhù)火源和可燃物,嚴格安全規程才是最關(guān)鍵的。



二、氧氣管道的閥門(mén)應符合的一般要求


(1)設計壓力大于0.1MPa的氧氣管道上,不得采用閘閥。國內實(shí)踐中多次發(fā)生閘閥類(lèi)閥門(mén)手動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí),氧氣流速突然改變,使管道內的鐵銹等顆粒沖撞、摩擦激發(fā)能量而引燃、引爆的事故。為避免此類(lèi)事故發(fā)生,在壓力大于0.1MPa的氧氣管道上不得采用閘閥。


(2)設計壓力大于或等于1.0MPa且公稱(chēng)直徑大于或等于150mm的氧氣管道上的手動(dòng)閥門(mén),宜設旁通閥。在歐洲工業(yè)氣體協(xié)會(huì )的《氧氣管道系統》IGC DOC 13/02/E中,要求在手動(dòng)作業(yè)的隔離閥設旁通閥,在隔離閥打開(kāi)前以旁通閥平衡前后壓力,避免快速增壓和高速、紊流現象的發(fā)生。壓力分級與GB16912《深度冷凍法生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規程》中的規定一致,并增加采用鎳及鎳基合金的規定。


(3)設計壓力大于1.0MPa,公稱(chēng)直徑大于或等于150mm的氧氣管道上經(jīng)常操作的閥門(mén),宜采用氣動(dòng)閥門(mén)。


(4)閥門(mén)材料選用見(jiàn)表6.7.1。


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    注:①. 設計壓力大于或等于0.1MPa管道上的壓力或流量調節閥的材料,應采用不銹鋼或銅基合金或以上兩種材料的組合。

           ②. 閥門(mén)的密封填料宜采用聚四氟乙烯或柔性石墨材料。


(5)氧氣管道上的法蘭、緊固件應按國家現行標準選用,氧氣管道法蘭用墊片選用見(jiàn)表6.7.2。氧氣管道法蘭用墊片除了應滿(mǎn)足壓力、溫度條件外,還要防止墊片老化或被氣流沖刷裂成碎粒落入管內,隨氣流撞擊管壁引起火災。橡膠石棉板結構成分中沒(méi)有阻燃材料,且在氣流沖刷下易破碎,其碎片在壓力氧中屬可燃、易燃危險引燃物料;金屬包覆墊片在氧氣管道中不得使用。


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(6)氧氣管道閥門(mén)的選用除應注意管道閥門(mén)一般選用要求之外,還應符合下列要求:


     ①. 閥門(mén)各部件必須是沒(méi)有油和油脂的。


     ②工作壓力≤3MPa的閥門(mén),可采用可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵或鋼制閥門(mén)。閥門(mén)的密封圈必須采用有色金屬、不銹鋼或聚四氟乙烯等材料制成,閥門(mén)的填料必須采用石墨處理的石棉或聚四氟乙烯等材料。

   

     ③工作壓力>3MPa的閥門(mén),必須采用銅合金或不銹鋼制成的閥門(mén)。高壓的氧氣管道應采用高壓氣體管道截止閥。


     ④閥門(mén)內部與氧氣接觸的部分,嚴禁使用可燃材料。


    ⑤應優(yōu)先選用氧氣專(zhuān)用閥門(mén)。在沒(méi)有專(zhuān)用閥門(mén)時(shí),低壓、中壓氧氣管道也可以選用普通閥門(mén),但必須將油浸石棉盤(pán)根更換為石墨處理的石棉盤(pán)根或聚四氟乙烯材料。



三、工程應用


  某DN100氧氣管道,設計溫度65℃,設計壓力2.5MPa,閥門(mén)選用截止閥,A351-CF3;TRIM(內件).11-MONEL+HF,BB,OS&Y手輪,氧氣低泄漏填料(BB:Bolted Bonnet螺栓連接閥蓋;OS&Y:Outside Screw and Yoke 明桿支架式),閥門(mén)標準BS EN ISO 1873。



四、氧氣管道閥門(mén)選用常用標準規范


  IGC DOC 13/02/E《氧氣管道系統》


  GB 50030《氧氣站設計規范》


  GB 16912《深度冷凍法生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規程》


  JB/T 12955《氧氣用閥門(mén) 技術(shù)條件》




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