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程》中關于閥門材質的規定：
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。
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：
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、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。
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生，截止閥的密封面一樣會損壞，一樣有可能發生危險，很多企業的經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（不產生靜電）等優點，所以真正的原因是因為閘閥的密封面極易磨損而產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爆炸事故，一般都出現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類似的問題，新規范已經將“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，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。