閘閥,氧氣管道為何禁止使用?
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<p≤0.6mpa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),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):
可燃物名稱(chēng) 燃點(diǎn)(℃)
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(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:
工作壓力(MPa) ≤0.1 0.1~0.6 0.6~1.6 1.6~3.0流速(m/s) 20 13 10 8
(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。