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氧氣管道和閥門燃燒爆炸危險性分析及預防措施

 近年來，隨著氧氣用量的增加，用氧大戶都采用氧氣管道輸送。由于管路長，分布廣，再加上急開或速閉閥門，造成氧氣管道和閥門燃燒爆炸的事故時有發生，所以，全面分析氧氣管道和冷門存在的隱患、危險，并采取相應的措施是至關重要的。

一、幾種常見氧氣管道、閥門燃燒爆炸原因分析

1.管道內的鐵銹、粉塵、焊渣與管道內壁或閥口摩擦產生高溫發生燃燒

這種情況與雜質的種類、粒度及氣流速度有關，鐵粉易與氧氣發生燃燒，且粒度越細，燃點越低；氣速越快，越易發生燃燒。

表1 常壓氧氣中鐵粉燃點

粒度（目）	10～20	20～30	30～50	100	200
燃點（℃）	421	408	392	385	315

2.管道內或閥門存在油脂、橡膠等低燃點的物質，在局部高溫下引燃。

幾種可燃物在氧氣中（常壓下）的燃點，見表2。

表2 幾種可燃物在氧氣中（常壓下）的燃點如下表

可燃物名稱	潤滑油	鋼紙墊	橡膠	氟橡膠	三氯乙	取四氟乙烯
燃點（℃）	273～305	304	130～170	474	392	507

3.絕熱壓縮產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，若將閥門塊速打開，閥后氧氣溫度按絕熱壓縮公式計算可達553℃，這已達到或超過某些物質的著火點。

空氣絕熱壓縮后溫度與壓力的關系，見表3。

表3 空氣絕熱壓縮后溫度與壓力的關系

V1/V2	1	2	3	4	5	10	15	20
壓強（MPa）	0.1	0.26	0.47	0.95	2.5	4.42	6.6
溫度（℃）20	112	183	284	462	592	697

4.高壓純氧中可燃物的燃點降低是氧氣管道閥門燃燒的誘因

氧氣管道和閥門在高壓純氧中，其危險性是非常大的，試驗證明，著火的引爆能與壓力平方成反比，這些對氧氣管道和閥門構成了極大的威脅。

二、防范措施

1.設計應符合有關法規、標準規定

   設計應符合1981年冶金部頒發的《鋼鐵企業氧氣管網的若干規定》，以及《氧氣及相關氣體安全技術規程》（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表4。

表4 碳素鋼管中氧氣的最大流程

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）為防止著火，在氧氣閥門后，均應連接一段其長度不少于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，在較長的氧氣管道進入車間調節閥前，應設過濾器。

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）開關氧氣閥門時應緩慢進行，操作人員應站在閥門的側面，開啟要一次到位。

（2）嚴禁用氧氣吹刷管道或用氧氣試漏、試壓。

（3）實行操作票制度，事先對操作目的、方法、條件作出較詳細的說明和規定。

（4）直徑大于70mm的手動氧氣閥門，當閥前后壓差縮小到0.3MPa以內時才允許操作。

4.維護保養注意事項

（1）氧氣管道要經常檢查維護，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）動火作業前，應進行置換，吹掃，吹出氣體中氧含量在18％～23％時為合格。

（5）閥門、法蘭、墊片及管材、管件選用應符合《氧氣及相關氣體安全技術規程》（GB16912-1997）的有關規定。

（6）建立技術檔案，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）提高科學技術水平。

（4）不斷完善送氧方案。