氧气管道和阀门燃烧爆炸危险性分析及预防措施

摘要：

 近年来，随着氧气用量的增加，用氧大户都采用氧气管道输送。由于管路长，分布广，再加上急开或速闭阀门，造成氧气管道和阀门燃烧爆炸的事故时有发生，所以，全面分析氧气管道和冷门存在的隐患、危险，并采取相应的措施是至关重要的。

一、几种常见氧气管道、阀门燃烧爆炸原因分析

1.管道内的铁锈、粉尘、焊渣与管道内壁或阀口摩擦产生高温发生燃烧

这种情况与杂质的种类、粒度及气流速度有关，铁粉易与氧气发生燃烧，且粒度越细，燃点越低；气速越快，越易发生燃烧。

表1 常压氧气中铁粉燃点

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

2.管道内或阀门存在油脂、橡胶等低燃点的物质，在局部高温下引燃。

几种可燃物在氧气中（常压下）的燃点，见表2。

表2 几种可燃物在氧气中（常压下）的燃点如下表

可燃物名称	润滑油	钢纸垫	橡胶	氟橡胶	三氯乙	取四氟乙烯
燃点（℃）	273～305	304	130～170	474	392	507

3.绝热压缩产生的高温使可燃物燃烧

例如阀前为15MPa，温度为20℃，阀后为常压0.1MPa，若将阀门块速打开，阀后氧气温度按绝热压缩公式计算可达553℃，这已达到或超过某些物质的着火点。

空气绝热压缩后温度与压力的关系，见表3。

表3 空气绝热压缩后温度与压力的关系

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

4.高压纯氧中可燃物的燃点降低是氧气管道阀门燃烧的诱因

氧气管道和阀门在高压纯氧中，其危险性是非常大的，试验证明，着火的引爆能与压力平方成反比，这些对氧气管道和阀门构成了极大的威胁。

二、防范措施

1.设计应符合有关法规、标准规定

   设计应符合1981年冶金部颁发的《钢铁企业氧气管网的若干规定》，以及《氧气及相关气体安全技术规程》（GB16912-1997）、《氧气站设计规范》（GB50030-91）等法规标准的要求。

（1） 碳素钢管中氧气的最大流速应符合表4。

表4 碳素钢管中氧气的最大流程

工作压力（MPa）	≤0.1	0.1～0.6	0.6～1.6	1.6～3.0
流速（m/s）	20	13	10	8

（2）为防止着火，在氧气阀门后，均应连接一段其长度不少于5倍管径，且不少于1.5m的铜基合金或不锈钢的管道。

（3）氧气管道应尽量少设弯头和分岔头，工作压力高于0.1MPa的氧气管道弯头，应采取冲压成阀型法兰制作。分岔头的气流方向，应与主管气流方向成45°到60°角。

（4）在对焊凹凸法兰中，采用紫铜焊丝作O型密封圈，是氧气用法兰抗燃性可靠的密封形式。

（5）氧气管道应有导电的良好装置，接地电阻应小于10Ω，法兰间电阻应小于0.03Ω。

（6）车间内主要氧气管道的末端应加设放散管，以利氧气管道的吹扫和置换，在较长的氧气管道进入车间调节阀前，应设过滤器。

2.安装注意事项

（1）凡与氧接触的部位要严格脱脂，脱脂后用不含油的干空气或氮气吹净。

（2）焊接应采用氩弧焊或电弧焊。

3.操作注意事项

（1）开关氧气阀门时应缓慢进行，操作人员应站在阀门的侧面，开启要一次到位。

（2）严禁用氧气吹刷管道或用氧气试漏、试压。

（3）实行操作票制度，事先对操作目的、方法、条件作出较详细的说明和规定。

（4）直径大于70mm的手动氧气阀门，当阀前后压差缩小到0.3MPa以内时才允许操作。

4.维护保养注意事项

（1）氧气管道要经常检查维护，除锈刷漆，每3～5年一次。

（2）管路上的安全阀、压力表，要定期校验，1年1次。

（3）完善接地装置。

（4）动火作业前，应进行置换，吹扫，吹出气体中氧含量在18％～23％时为合格。

（5）阀门、法兰、垫片及管材、管件选用应符合《氧气及相关气体安全技术规程》（GB16912-1997）的有关规定。

（6）建立技术档案，培训操作，检修，维护人员。

5.其他安全措施

（1）提高施工、检修及操作人员对安全的重视程度。

（2）提高管理人员的警惕性。

（3）提高科学技术水平。

（4）不断完善送氧方案。