幾種常見氧氣管道、閥門燃燒爆炸原因分析

按照《GB 16912-1997 氧氣及相關氣體安全技術規(guī)程》中關于閥門材質的規(guī)定：
壓力大于0.1MPa時，嚴禁使用閘閥
0.1MPa<p≤0.6mpa時，閥瓣采用不銹鋼
0.6MPa<p≤10mpa時，全不銹鋼或全銅基合金閥門
P>10MPa時，全銅基合金。
       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(fā)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(nèi)的鐵銹、粉塵、焊渣與管道內(nèi)壁或閥口摩擦產(chǎn)生高溫發(fā)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(fā)生燃燒，且粒度越細，燃點越低；氣速越快，越易發(fā)生燃燒。
2.管道內(nèi)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：
可燃物名稱       燃點（℃）
潤滑油               273～305
鋼紙墊               304  
 橡膠                  130～170
氟橡膠               474  
三氯乙               392
聚四氟乙烯        507                        
3. 絕熱壓縮產(chǎn)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，若將閥門快速打開，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。
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(guī)、標準規(guī)定
       設計應符合1981年冶金部頒發(fā)的《鋼鐵企業(yè)氧氣管網(wǎng)的若干規(guī)定》，以及《氧氣及相關氣體安全技術規(guī)程》（GB16912-1997）、《氧氣站設計規(guī)范》（GB50030-91）等法規(guī)標準的要求。
（1） 碳素鋼管中氧氣的最大流速應符合下表。
碳素鋼管中氧氣的最大流速：
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(nèi)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(diào)節(jié)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(guī)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(nèi)時才允許操作。

4.維護保養(yǎng)注意事項
（1）氧氣管道要經(jīng)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(yè)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(guī)程》（GB16912-1997）的有關規(guī)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。
總結：

      真正導致禁用閘閥的原因其實就是因為閘閥的密封面在相對運動（即閥門的開關）中會因摩擦而引起擦傷損壞，一旦損壞，則有“鐵粉”自密封面處脫落，這樣細小顆粒的鐵粉很容易著火燃燒，這才是真正危險所在。
      事實上，氧氣管道上禁用閘閥，其他的截止閥一樣有事故發(fā)生，截止閥的密封面一樣會損壞，一樣有可能發(fā)生危險，很多企業(yè)的經(jīng)驗就是氧氣管道全部采用銅基合金閥門，不用碳鋼、不銹鋼閥門。
       銅基合金閥門具有機械強度高，耐磨損、安全性好（不產(chǎn)生靜電）等優(yōu)點，所以真正的原因是因為閘閥的密封面極易磨損而產(chǎn)生的鐵屑才是罪魁禍首，至于密封性下降與否不是關鍵。
       事實上很多未采用閘閥的氧氣管道一樣出現(xiàn)爆炸事故，一般都出現(xiàn)在閥門兩側壓差較大，閥門開啟較快的瞬間，多次事故也表明，著火源和可燃物是最終的原因，禁用閘閥不過是控制可燃物的一種手段而已，和定期清除鐵銹、脫脂、禁油等手段的目的都是一樣的，至于控制流速、做好靜電接地等是消除著火源。個人認為閥門材質是第一因素，在氫氣管道上也出現(xiàn)類似的問題，新規(guī)范已經(jīng)將“禁用閘閥”的字眼去掉了，就是個明證，關鍵得找到原因，很多企業(yè)其實根本不管操作壓力，一律強行采用銅基合金閥，但一樣有爆炸的事故出現(xiàn)，所以控制著火源和可燃物，精心維護，緊繃安全這根弦才是最關鍵的。