一、氧氣管道嚴禁(jin)選用閘閥
不銹(xiu)鋼管道或閥門(men)內如果存在油脂、橡膠等低燃點的物質時,在局部高溫下可被引燃。絕熱壓縮產生的高溫使可燃物燃燒。例如,閥前與閥后有較大壓差時,如果將閥門快速打開,閥后氧氣溫度按絕熱壓縮公式計算可達500℃以上,已達到某些物質的著火點。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(zha)閥不能通過緩慢開啟進行壓力調節,閘閥不適用于氧氣管道。
不銹(xiu)鋼(gang)管道(dao)內的(de)鐵銹(xiu)、粉塵(chen)、焊渣與管道(dao)內壁和閥(fa)門(men)摩(mo)擦(ca)產生高溫發生燃燒(shao)。禁(jin)用閘(zha)閥(fa)的(de)原因(yin)其實就是因(yin)為閘(zha)閥(fa)的(de)密封(feng)面在(zai)相對運動(即閥(fa)門(men)的(de)開(kai)關)中(zhong)會因(yin)摩(mo)擦(ca)而(er)引起擦(ca)傷損(sun)壞,一(yi)(yi)旦損(sun)壞,則有“鐵粉”自密封(feng)面處脫落(luo),這(zhe)樣細小顆粒的(de)鐵粉很容易(yi)著火燃燒(shao)。截止閥(fa)也有類似事故的(de)發生,截止閥(fa)的(de)密封(feng)面一(yi)(yi)樣會損(sun)壞,一(yi)(yi)樣有可能發生危險(xian),很多(duo)設計單位把(ba)氧氣管道(dao)全(quan)部采(cai)用銅基合金閥(fa)門(men),不用碳鋼(gang)、不銹(xiu)鋼(gang)閥(fa)門(men)。
按照GB 16912《深(shen)度冷凍法生產氧氣及相關(guan)氣體安(an)全(quan)(quan)技術規(gui)程》中關(guan)于(yu)閥(fa)門材質的(de)規(gui)定:壓力大于(yu)0.1MPa時,嚴禁使用閘(zha)閥(fa),0.1MMPa<p≤0.6MPaa時,閥(fa)瓣采(cai)用不銹鋼(gang),0.6MPa<p≤10MPa時,全(quan)(quan)不銹鋼(gang)或全(quan)(quan)銅基(ji)合(he)金閥(fa)門,pp>10MPaPa時,全(quan)(quan)銅基(ji)合(he)金。銅基(ji)合(he)金閥(fa)門具(ju)有機械強度高、耐磨損、安(an)全(quan)(quan)性好(不產生靜電)等優點,所以真(zhen)正的(de)原因(yin)是因(yin)為閘(zha)閥(fa)的(de)密(mi)封面極易磨損而產生的(de)鐵屑(xie)才(cai)是罪(zui)魁禍首,至于(yu)密(mi)封性下降(jiang)與否不是關(guan)鍵。
事實上(shang)很多沒有用閘閥的(de)氧氣管道一(yi)(yi)(yi)樣出現(xian)爆(bao)炸事故(gu),一(yi)(yi)(yi)般都出現(xian)在(zai)閥門兩側壓差較(jiao)大(da),閥門開啟較(jiao)快(kuai)的(de)瞬間,著火(huo)源(yuan)和可燃物(wu)(wu)是根本原因(yin),規定禁(jin)用閘閥只(zhi)是控(kong)制可燃物(wu)(wu)的(de)一(yi)(yi)(yi)種方法而已,和定期清除鐵銹、脫(tuo)脂、禁(jin)油(you)等手段(duan)的(de)目的(de)都是一(yi)(yi)(yi)樣的(de)。控(kong)制流速、做好靜電接地等是消除著火(huo)源(yuan)。一(yi)(yi)(yi)些設計(ji)單位不(bu)管操作壓力,一(yi)(yi)(yi)律強行采用銅基合金閥,但也產(chan)生了爆(bao)炸事故(gu),控(kong)制著火(huo)源(yuan)和可燃物(wu)(wu),嚴格安全規程才是最(zui)關鍵(jian)的(de)。
二(er)、氧(yang)氣管道的(de)閥門應符合(he)的(de)一般要(yao)求
(1)設計壓力大于0.1MPa的(de)(de)氧(yang)氣管(guan)道上,不得(de)采(cai)用(yong)閘閥。國(guo)內實踐中多次發(fa)(fa)生閘閥類閥門手動開關時(shi),氧(yang)氣流(liu)速(su)突然改變,使管(guan)道內的(de)(de)鐵銹等(deng)顆粒沖(chong)撞、摩(mo)擦(ca)激發(fa)(fa)能(neng)量而引燃、引爆的(de)(de)事故。為避(bi)免此類事故發(fa)(fa)生,在壓力大于0.1MPa的(de)(de)氧(yang)氣管(guan)道上不得(de)采(cai)用(yong)閘閥。
(2)設計壓力(li)大于(yu)或等于(yu)1.0MPa且(qie)公(gong)稱直徑大于(yu)或等于(yu)150mm的(de)(de)氧氣(qi)管道上(shang)的(de)(de)手動閥(fa)(fa)門,宜設旁通(tong)閥(fa)(fa)。在(zai)(zai)歐洲工業氣(qi)體協會的(de)(de)《氧氣(qi)管道系統》IGC DOC 13/02/E中,要求在(zai)(zai)手動作業的(de)(de)隔離閥(fa)(fa)設旁通(tong)閥(fa)(fa),在(zai)(zai)隔離閥(fa)(fa)打開(kai)前以(yi)旁通(tong)閥(fa)(fa)平衡前后壓力(li),避(bi)免快速增壓和高速、紊流現象(xiang)的(de)(de)發生(sheng)(sheng)。壓力(li)分(fen)級與GB16912《深度(du)冷(leng)凍(dong)法生(sheng)(sheng)產(chan)氧氣(qi)及(ji)相(xiang)關氣(qi)體安全技術規程》中的(de)(de)規定一(yi)致(zhi),并(bing)增加采用(yong)鎳及(ji)鎳基合(he)金的(de)(de)規定。
(3)設計壓力大于(yu)1.0MPa,公稱直(zhi)徑大于(yu)或等于(yu)150mm的氧氣管(guan)道上經(jing)常操作的閥門,宜采(cai)用氣動閥門。
(4)閥門材料(liao)選(xuan)用見表6.7.1。
注:①. 設計壓力(li)大于或(huo)等(deng)于0.1MPa管道上的(de)(de)壓力(li)或(huo)流(liu)量調節閥的(de)(de)材料(liao),應采用不銹鋼或(huo)銅(tong)基(ji)合金或(huo)以上兩種材料(liao)的(de)(de)組(zu)合。
②. 閥門(men)的密封(feng)填料宜采(cai)用聚四(si)氟乙烯或柔性石墨(mo)材料。
(5)氧(yang)氣(qi)(qi)管(guan)道(dao)上的法蘭(lan)、緊固件應按國家現行標準選用(yong),氧(yang)氣(qi)(qi)管(guan)道(dao)法蘭(lan)用(yong)墊(dian)片(pian)(pian)選用(yong)見(jian)表(biao)6.7.2。氧(yang)氣(qi)(qi)管(guan)道(dao)法蘭(lan)用(yong)墊(dian)片(pian)(pian)除了應滿足(zu)壓(ya)(ya)力(li)(li)、溫度條(tiao)件外,還要(yao)防止墊(dian)片(pian)(pian)老化(hua)或被氣(qi)(qi)流(liu)沖(chong)刷裂(lie)成碎粒落入管(guan)內,隨氣(qi)(qi)流(liu)撞(zhuang)擊管(guan)壁引起火災。橡膠石棉板結(jie)構成分(fen)中(zhong)(zhong)沒有阻燃(ran)材料(liao)(liao),且在氣(qi)(qi)流(liu)沖(chong)刷下易破碎,其碎片(pian)(pian)在壓(ya)(ya)力(li)(li)氧(yang)中(zhong)(zhong)屬可燃(ran)、易燃(ran)危險(xian)引燃(ran)物料(liao)(liao);金(jin)屬包覆墊(dian)片(pian)(pian)在氧(yang)氣(qi)(qi)管(guan)道(dao)中(zhong)(zhong)不(bu)得使用(yong)。
(6)氧(yang)氣管道(dao)閥(fa)門的選用(yong)除應(ying)注意管道(dao)閥(fa)門一(yi)般選用(yong)要求之外,還應(ying)符合下列要求:
①. 閥門(men)各(ge)部件(jian)必須是沒有油和油脂的。
②. 工作壓力≤3MPa的閥門,可采用可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵或鋼制閥門。閥門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,必須采用銅合金或不銹鋼制成的閥門。高壓的氧氣管道應采用高壓氣體管道截止閥。
④. 閥門內部與氧氣接觸的部分,嚴禁使用可燃材料。
⑤. 應優先選用氧氣專用閥門。在沒有專用閥門時,低壓、中壓氧氣管道也可以選用普通閥門,但必須將油浸石棉盤根更換為石墨處理的石棉盤根或聚四氟乙烯材料。
三、工程(cheng)應用(yong)
某DN100氧(yang)氣管道,設計(ji)(ji)溫度65℃,設計(ji)(ji)壓力2.5MPa,閥門選用(yong)截止閥,A351-CF3;TRIM(內件).11-MONEL+HF,BB,OS&Y手輪,氧(yang)氣低泄(xie)漏填料(BB:Bolted Bonnet螺栓連接(jie)閥蓋;OS&Y:Outside Screw and Yoke 明桿(gan)支架式),閥門標準BS EN ISO 1873。
四、氧氣管(guan)道(dao)閥(fa)門選用常(chang)用標準規范
IGC DOC 13/02/E《氧(yang)氣管道系統》
GB 50030《氧氣站設計規范》
GB 16912《深度(du)冷凍法生產氧氣及相關氣體安全技術規程》
JB/T 12955《氧(yang)氣用閥門 技(ji)術條件》