一、氧(yang)氣(qi)管道嚴(yan)禁選用閘(zha)閥
不銹鋼(gang)管道或閥(fa)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(xiu)(xiu)鋼(gang)管道(dao)(dao)內的(de)鐵(tie)銹(xiu)(xiu)、粉塵、焊(han)渣與管道(dao)(dao)內壁和閥門(men)(men)摩(mo)擦產生(sheng)高(gao)溫發生(sheng)燃燒(shao)。禁用閘閥的(de)原因(yin)其實就是因(yin)為閘閥的(de)密封(feng)(feng)面在相對運動(dong)(即閥門(men)(men)的(de)開(kai)關(guan))中會因(yin)摩(mo)擦而引起(qi)擦傷(shang)損壞(huai),一(yi)旦損壞(huai),則有(you)“鐵(tie)粉”自密封(feng)(feng)面處脫落,這(zhe)樣細小顆(ke)粒的(de)鐵(tie)粉很容(rong)易著(zhu)火燃燒(shao)。截止閥也有(you)類似事(shi)故的(de)發生(sheng),截止閥的(de)密封(feng)(feng)面一(yi)樣會損壞(huai),一(yi)樣有(you)可能(neng)發生(sheng)危(wei)險,很多設計(ji)單位(wei)把氧氣管道(dao)(dao)全部采(cai)用銅基合金(jin)閥門(men)(men),不用碳(tan)鋼(gang)、不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)閥門(men)(men)。
按照GB 16912《深度冷(leng)凍法生產(chan)氧氣及相關(guan)氣體安全技術(shu)規程》中(zhong)關(guan)于閥門材質的規定:壓(ya)力大于0.1MPa時(shi)(shi)(shi),嚴(yan)禁(jin)使用閘閥,0.1MMPa<p≤0.6MPaa時(shi)(shi)(shi),閥瓣(ban)采(cai)用不(bu)銹(xiu)鋼(gang),0.6MPa<p≤10MPa時(shi)(shi)(shi),全不(bu)銹(xiu)鋼(gang)或全銅基(ji)合金閥門,pp>10MPaPa時(shi)(shi)(shi),全銅基(ji)合金。銅基(ji)合金閥門具有機械強度高、耐磨(mo)損(sun)、安全性(xing)好(hao)(不(bu)產(chan)生靜電)等(deng)優(you)點,所以真正的原(yuan)因(yin)(yin)是(shi)因(yin)(yin)為閘閥的密(mi)封面(mian)極易磨(mo)損(sun)而產(chan)生的鐵(tie)屑才是(shi)罪魁禍首,至于密(mi)封性(xing)下(xia)降與否不(bu)是(shi)關(guan)鍵(jian)。
事(shi)實上很多(duo)沒有用(yong)(yong)閘(zha)閥的(de)氧氣管道一(yi)(yi)樣(yang)出(chu)現爆(bao)炸事(shi)故,一(yi)(yi)般都(dou)出(chu)現在閥門兩(liang)側壓(ya)差較(jiao)大,閥門開啟較(jiao)快的(de)瞬間,著火源(yuan)和可(ke)燃(ran)物(wu)是根本原因,規(gui)定(ding)禁(jin)用(yong)(yong)閘(zha)閥只是控制(zhi)可(ke)燃(ran)物(wu)的(de)一(yi)(yi)種方法而已,和定(ding)期清除鐵銹、脫脂、禁(jin)油等手段的(de)目的(de)都(dou)是一(yi)(yi)樣(yang)的(de)。控制(zhi)流速(su)、做(zuo)好靜電接地等是消除著火源(yuan)。一(yi)(yi)些設計(ji)單位不管操作壓(ya)力,一(yi)(yi)律強行采用(yong)(yong)銅(tong)基合(he)金閥,但也產生了(le)爆(bao)炸事(shi)故,控制(zhi)著火源(yuan)和可(ke)燃(ran)物(wu),嚴格安全規(gui)程才是最關鍵的(de)。
二、氧(yang)氣管道的(de)(de)閥門應符(fu)合的(de)(de)一(yi)般要(yao)求
(1)設(she)計壓力(li)大于(yu)0.1MPa的氧氣(qi)(qi)管道(dao)上,不得(de)采(cai)用(yong)閘(zha)(zha)閥。國內實踐中多次發生閘(zha)(zha)閥類閥門(men)手動開關時,氧氣(qi)(qi)流(liu)速突然改變,使管道(dao)內的鐵銹等顆粒沖撞、摩擦激發能量而引(yin)燃、引(yin)爆(bao)的事故。為避免此類事故發生,在壓力(li)大于(yu)0.1MPa的氧氣(qi)(qi)管道(dao)上不得(de)采(cai)用(yong)閘(zha)(zha)閥。
(2)設(she)(she)計壓力大于(yu)或等于(yu)1.0MPa且(qie)公稱(cheng)直徑大于(yu)或等于(yu)150mm的(de)氧(yang)(yang)氣(qi)管(guan)道(dao)上的(de)手(shou)動(dong)閥(fa)(fa)門(men),宜設(she)(she)旁通(tong)閥(fa)(fa)。在歐洲工業(ye)氣(qi)體(ti)協會的(de)《氧(yang)(yang)氣(qi)管(guan)道(dao)系統(tong)》IGC DOC 13/02/E中,要(yao)求在手(shou)動(dong)作業(ye)的(de)隔離(li)閥(fa)(fa)設(she)(she)旁通(tong)閥(fa)(fa),在隔離(li)閥(fa)(fa)打開(kai)前(qian)以旁通(tong)閥(fa)(fa)平衡前(qian)后壓力,避免快(kuai)速(su)增壓和高(gao)速(su)、紊流現象的(de)發生(sheng)(sheng)。壓力分級(ji)與GB16912《深度冷凍法生(sheng)(sheng)產(chan)氧(yang)(yang)氣(qi)及相關氣(qi)體(ti)安全(quan)技術規程(cheng)》中的(de)規定一致,并增加(jia)采用鎳及鎳基合(he)金(jin)的(de)規定。
(3)設計壓力大(da)(da)于(yu)1.0MPa,公稱直徑(jing)大(da)(da)于(yu)或等于(yu)150mm的(de)氧(yang)氣管道上經常操(cao)作的(de)閥門,宜采用氣動(dong)閥門。
(4)閥門材料選用見表(biao)6.7.1。
注(zhu):①. 設計壓力(li)大于或(huo)(huo)(huo)等于0.1MPa管道上的壓力(li)或(huo)(huo)(huo)流量(liang)調(diao)節閥(fa)的材(cai)料,應采用不銹(xiu)鋼或(huo)(huo)(huo)銅基(ji)合金或(huo)(huo)(huo)以上兩種(zhong)材(cai)料的組合。
②. 閥門的密封填料宜采用聚(ju)四氟乙烯(xi)或柔性(xing)石(shi)墨材料。
(5)氧氣(qi)管道上的(de)法蘭、緊固件應按(an)國家現(xian)行標準(zhun)選(xuan)用(yong)(yong),氧氣(qi)管道法蘭用(yong)(yong)墊片(pian)選(xuan)用(yong)(yong)見(jian)表(biao)6.7.2。氧氣(qi)管道法蘭用(yong)(yong)墊片(pian)除了應滿足壓(ya)力(li)、溫度條件外(wai),還要防止(zhi)墊片(pian)老化(hua)或被氣(qi)流沖刷裂成(cheng)碎(sui)粒落(luo)入管內,隨氣(qi)流撞擊(ji)管壁引起火災。橡膠石棉(mian)板結(jie)構成(cheng)分中(zhong)沒有阻(zu)燃材(cai)料,且(qie)在氣(qi)流沖刷下(xia)易(yi)破碎(sui),其碎(sui)片(pian)在壓(ya)力(li)氧中(zhong)屬可燃、易(yi)燃危險引燃物料;金屬包覆(fu)墊片(pian)在氧氣(qi)管道中(zhong)不得使用(yong)(yong)。
(6)氧氣管(guan)道閥(fa)門的選用除應注意管(guan)道閥(fa)門一般選用要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)之外(wai),還應符合下列要(yao)(yao)求(qiu)(qiu):
①. 閥門各部(bu)件(jian)必須是沒(mei)有油(you)和油(you)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、工程應用
某DN100氧氣管道,設計溫度65℃,設計壓力2.5MPa,閥門(men)選用截止閥,A351-CF3;TRIM(內(nei)件).11-MONEL+HF,BB,OS&Y手輪,氧氣低(di)泄漏(lou)填(tian)料(BB:Bolted Bonnet螺栓連接(jie)閥蓋(gai);OS&Y:Outside Screw and Yoke 明(ming)桿支架(jia)式),閥門(men)標準BS EN ISO 1873。
四、氧氣管道閥(fa)門(men)選用常用標準規范
IGC DOC 13/02/E《氧氣管道(dao)系統》
GB 50030《氧(yang)氣站設計規范》
GB 16912《深度(du)冷(leng)凍(dong)法生產氧氣及相關氣體安全技術規程》
JB/T 12955《氧氣用閥門 技術條(tiao)件》