一、氧氣管道嚴禁(jin)選用閘(zha)閥
不銹鋼管道或閥門(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。
不銹鋼(gang)管道(dao)(dao)內(nei)的(de)鐵銹、粉(fen)塵、焊渣(zha)與管道(dao)(dao)內(nei)壁和閥門(men)摩擦(ca)產生(sheng)(sheng)高溫發(fa)生(sheng)(sheng)燃燒(shao)。禁用閘(zha)閥的(de)原(yuan)因其實(shi)就是因為(wei)閘(zha)閥的(de)密(mi)封(feng)面在相對(dui)運動(即閥門(men)的(de)開關)中會因摩擦(ca)而引(yin)起擦(ca)傷(shang)損(sun)壞,一旦損(sun)壞,則有“鐵粉(fen)”自密(mi)封(feng)面處脫落,這樣(yang)(yang)細小顆粒的(de)鐵粉(fen)很(hen)容易(yi)著火(huo)燃燒(shao)。截止(zhi)閥也有類似事故的(de)發(fa)生(sheng)(sheng),截止(zhi)閥的(de)密(mi)封(feng)面一樣(yang)(yang)會損(sun)壞,一樣(yang)(yang)有可能發(fa)生(sheng)(sheng)危險,很(hen)多設(she)計單(dan)位把氧氣管道(dao)(dao)全部采用銅基合金閥門(men),不用碳鋼(gang)、不銹鋼(gang)閥門(men)。
按照GB 16912《深度(du)冷凍法(fa)生產氧(yang)氣(qi)及相關(guan)(guan)氣(qi)體安全技術規(gui)程》中關(guan)(guan)于(yu)閥門(men)材質(zhi)的(de)規(gui)定(ding):壓力大于(yu)0.1MPa時(shi),嚴禁使用閘(zha)閥,0.1MMPa<p≤0.6MPaa時(shi),閥瓣采用不銹鋼,0.6MPa<p≤10MPa時(shi),全不銹鋼或全銅基合(he)金(jin)閥門(men),pp>10MPaPa時(shi),全銅基合(he)金(jin)。銅基合(he)金(jin)閥門(men)具有機械(xie)強度(du)高、耐磨(mo)損(sun)(sun)、安全性好(不產生靜電(dian))等優點,所以真正(zheng)的(de)原因是因為閘(zha)閥的(de)密封(feng)面極易磨(mo)損(sun)(sun)而產生的(de)鐵屑(xie)才是罪魁禍(huo)首,至于(yu)密封(feng)性下降與否不是關(guan)(guan)鍵。
事(shi)(shi)實上很多(duo)沒(mei)有用閘閥(fa)的(de)(de)氧氣管道(dao)一樣出現爆炸事(shi)(shi)故(gu),一般都(dou)(dou)出現在閥(fa)門兩側(ce)壓差較大,閥(fa)門開啟較快(kuai)的(de)(de)瞬間,著火(huo)源(yuan)和(he)可(ke)燃(ran)物(wu)是(shi)根本原(yuan)因,規定(ding)(ding)禁用閘閥(fa)只是(shi)控制可(ke)燃(ran)物(wu)的(de)(de)一種方法(fa)而已(yi),和(he)定(ding)(ding)期清(qing)除鐵銹、脫脂、禁油等(deng)手段的(de)(de)目的(de)(de)都(dou)(dou)是(shi)一樣的(de)(de)。控制流速、做(zuo)好(hao)靜(jing)電接地等(deng)是(shi)消除著火(huo)源(yuan)。一些設計單(dan)位(wei)不管操作壓力,一律強行采用銅(tong)基(ji)合金閥(fa),但(dan)也產生(sheng)了爆炸事(shi)(shi)故(gu),控制著火(huo)源(yuan)和(he)可(ke)燃(ran)物(wu),嚴格安全規程才是(shi)最關鍵的(de)(de)。
二(er)、氧(yang)氣(qi)管道(dao)的(de)閥門應符合的(de)一般(ban)要求(qiu)
(1)設計壓力(li)大于0.1MPa的(de)氧(yang)(yang)氣(qi)管道(dao)(dao)上,不得(de)采(cai)用(yong)閘(zha)閥。國內實踐中(zhong)多(duo)次發(fa)生閘(zha)閥類閥門手動開關時,氧(yang)(yang)氣(qi)流速突然改變(bian),使(shi)管道(dao)(dao)內的(de)鐵(tie)銹等顆(ke)粒沖撞、摩擦激(ji)發(fa)能量而引(yin)燃、引(yin)爆的(de)事(shi)故。為(wei)避免此類事(shi)故發(fa)生,在壓力(li)大于0.1MPa的(de)氧(yang)(yang)氣(qi)管道(dao)(dao)上不得(de)采(cai)用(yong)閘(zha)閥。
(2)設(she)(she)計壓力(li)(li)大于(yu)(yu)或(huo)等于(yu)(yu)1.0MPa且公稱直徑(jing)大于(yu)(yu)或(huo)等于(yu)(yu)150mm的(de)(de)(de)(de)氧(yang)氣(qi)管道上的(de)(de)(de)(de)手(shou)動閥(fa)(fa)門,宜(yi)設(she)(she)旁通閥(fa)(fa)。在歐洲(zhou)工業氣(qi)體(ti)協(xie)會(hui)的(de)(de)(de)(de)《氧(yang)氣(qi)管道系統》IGC DOC 13/02/E中,要求在手(shou)動作業的(de)(de)(de)(de)隔(ge)離閥(fa)(fa)設(she)(she)旁通閥(fa)(fa),在隔(ge)離閥(fa)(fa)打開前以旁通閥(fa)(fa)平(ping)衡前后(hou)壓力(li)(li),避免快速增壓和(he)高速、紊流(liu)現象的(de)(de)(de)(de)發生。壓力(li)(li)分級(ji)與(yu)GB16912《深度冷凍(dong)法(fa)生產氧(yang)氣(qi)及相關氣(qi)體(ti)安全技術(shu)規程》中的(de)(de)(de)(de)規定一(yi)致,并(bing)增加采用(yong)鎳(nie)及鎳(nie)基(ji)合金(jin)的(de)(de)(de)(de)規定。
(3)設計壓(ya)力(li)大(da)于1.0MPa,公稱直徑大(da)于或(huo)等于150mm的氧氣管道上經常操作的閥(fa)門(men),宜(yi)采用氣動閥(fa)門(men)。
(4)閥門(men)材料選用見表6.7.1。
注:①. 設計壓力大于或等于0.1MPa管(guan)道上的壓力或流量調節閥的材(cai)料(liao),應(ying)采用不銹鋼或銅基合(he)金或以上兩種材(cai)料(liao)的組合(he)。
②. 閥門的密(mi)封填(tian)料(liao)宜采用聚(ju)四氟乙烯或柔性石墨材料(liao)。
(5)氧(yang)氣(qi)(qi)管(guan)(guan)(guan)道(dao)上的法(fa)蘭(lan)、緊固件(jian)應按國家現行標(biao)準選(xuan)(xuan)用,氧(yang)氣(qi)(qi)管(guan)(guan)(guan)道(dao)法(fa)蘭(lan)用墊片選(xuan)(xuan)用見表(biao)6.7.2。氧(yang)氣(qi)(qi)管(guan)(guan)(guan)道(dao)法(fa)蘭(lan)用墊片除了應滿足壓力、溫度條件(jian)外,還要防止墊片老化(hua)或被氣(qi)(qi)流沖刷(shua)裂成碎粒落入管(guan)(guan)(guan)內,隨(sui)氣(qi)(qi)流撞擊管(guan)(guan)(guan)壁引起火(huo)災。橡膠石棉板結構成分中(zhong)沒有阻燃(ran)材料(liao),且(qie)在(zai)氣(qi)(qi)流沖刷(shua)下易破碎,其碎片在(zai)壓力氧(yang)中(zhong)屬(shu)(shu)可燃(ran)、易燃(ran)危(wei)險引燃(ran)物料(liao);金屬(shu)(shu)包覆墊片在(zai)氧(yang)氣(qi)(qi)管(guan)(guan)(guan)道(dao)中(zhong)不得使用。
(6)氧氣管道閥門(men)的選用除應(ying)注意管道閥門(men)一般(ban)選用要求之外(wai),還應(ying)符合(he)下列要求:
①. 閥門各部件必須是沒有油和(he)油脂(zhi)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(san)、工程應用
某DN100氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)管道,設計溫度65℃,設計壓力2.5MPa,閥門(men)選用截止閥,A351-CF3;TRIM(內件(jian)).11-MONEL+HF,BB,OS&Y手輪,氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)低泄漏填料(BB:Bolted Bonnet螺栓連接閥蓋;OS&Y:Outside Screw and Yoke 明桿(gan)支架式(shi)),閥門(men)標(biao)準(zhun)BS EN ISO 1873。
四、氧(yang)氣管道(dao)閥門選用常用標準規范(fan)
IGC DOC 13/02/E《氧氣管(guan)道(dao)系統》
GB 50030《氧氣站設計規范》
GB 16912《深(shen)度冷(leng)凍法生(sheng)產氧氣及相關(guan)氣體(ti)安全技術規(gui)程》
JB/T 12955《氧氣(qi)用閥門 技術條(tiao)件》