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氧气管道事故原理及分析

作者:颜贤桥  
评论: 更新日期:2014年06月22日

摘要

近年来,制氧工业迅速发展,所以管氧输送量明显增多。然而在管氧的输送过程中存在诸多安全隐患。本文阐述了工业氧气管道燃爆事故的一些重要原因,提出了对其进行预防和控制的机理和方法。并对一典型事故进行了具体的分析。
关键字:氧气管道;事故;原理。

目录
引言 1
第1章 氧气管道的事故原理 2
第2章 技术及管理对策 3
2.1 氧气管道设计安全技术 3
2.2 氧气管道制造安装技术要求 3
2.3 氧气管道使用安全技术要求 4
2.4 管理对策 4
第三章事故案例 5
3.1事故经过 5
3.2事故原因 5
3.3事故防范措施 6
3.4 其他注意事项 7
参考文献 8

引言
随着科学技术的发展,制氧工业在国民经济中的地位日益重要,工业用氧量不断增大, 尤其是管氧输送量的增多更为明显。管氧大多数采用纯氧、中压输送,但随之而来的燃爆事故也时有发生,并且损失严重。氧气管道的燃爆事故是制氧厂发生最频繁和危害最严重的事故。因此氧气管道的安全运行尤为重要。防止氧气管道燃爆事故的发生,应引起高度重视。

 

 

 

 

 

 

 

 


第1章 氧气管道的事故原理
对氧气管道事故的分析主要应从工程力学性质和燃烧、爆炸机理以及安全管理理论入手,进行客观分析。概括地讲,引起氧气管道事故的原因主要有以下几个方面:
(1)设计有缺陷。主要是氧气管道的布置不合理,如与其他管道、建筑物、电线、道路和铁路等没有足够的安全间距;敷设方式不合理;管件选用不当以及设计的管道流速过高等。
(2)选材不当。主要体现在: 管道材质选用不当,对不同的工作压力和不同的使用场所在选材上有误;管道法兰和阀门材料没有依据不同地段的工作压力分别对待等。
(3)安装检修不良。指安装的氧气管道有裂纹、鳞皮、夹渣、焊瘤等缺陷;接触氧气的内壁表面不光洁;与氧气接触的部分没有严格除锈、脱脂;氧气管道安装后没有严格按有关规定进行强度及严密性试验;氧气管道在安装、检修后没有按规定用无油干燥空气或氮气进行吹扫;阀门和法兰的设置不合理等。
(4)操作及维护不当。如手动氧气阀门开启过快;带旁通阀的阀门未先开启旁通阀;对氧气管道动火前,未制定动火方案;碳钢管没执行每5 年进行一次吹扫及测厚的规定等。
(5)安全管理上的失误。没有切实贯彻执行有关安全法律、法规和氧气管道的技术规程、标准;氧气管道的操作检修人员素质较差等。
(6)激发能源。从燃爆“三要素”(可燃物、氧化剂、激发能源) 的机理进行分析,氧气管道本身材质一般是碳钢或不锈钢,因含碳,在纯氧状态下也可燃,而且铁燃烧时放热量大,温升很快。氧气管道内输送的高纯高压氧气,是极强的氧化剂,纯度愈高,压力愈高,氧化性愈强,愈危险。导致氧气管道燃爆的激发能源有多种: ①阀门在高低压段之间突然打开时,低压段氧气急剧压缩,由于速度很快,来不及散热,形成所谓“绝热压缩”,局部温度猛升,成为着火源。②启闭阀门时,阀瓣与阀座的冲击、挤压,阀门部件之间的摩擦。③高速运动的物质微粒(如铁锈、灰尘、焊渣、杂质颗粒等) 与管壁的摩擦。④加热面、火焰、辐射热等外部高温。⑤油脂引燃。⑥静电感应、雷击。⑦铁锈、铁粉的触媒作用等 。

第2章 技术及管理对策
2. 1  氧气管道设计安全技术
氧气管道必须架设在非燃烧体支架上;氧气管道的弯头、分岔头不应与阀门出口直接相连;氧气管道宜架空敷设,有利于维修、保养与管理;氧气管道与乙炔、氢气管道共架敷设时,应在乙炔、氢气管道下方或支架两侧;氧气管道根据材质及工作压力限定最高流速(氧气管道中最高流速不应超过表1 的规定) ;氧气管道的阀门必须选用专用氧气阀门,并应符合下列要求:
 

氧气工作压力/MPa
N ≤0. 1
0. 1 < N ≤3. 0
3. 0 < N < 10
N ≥10
最高允许流速/ (m·s - 1)
根据管系压降确定
15 (碳钢)
25 (不锈钢)
10(不锈钢)
6 (铜)
1  管道中氧气最高允许流速

 

工作压力/MPa
材   料
N ≤0. 6
阀体、阀盖采用可锻铸铁、球墨铸铁或铸钢阀杆采用碳钢或不锈钢阀瓣采用不锈钢
0. 6 < N ≤10
采用全不锈钢、全铜基合金或不锈钢与铜基合金组合(优先选用铜基合金)
N> 10
采用全铜基合金
2  阀门材料选用要求

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