氧氣閥門燃燒爆炸危險性分析預防措施
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。
3.絕熱壓縮產生的高溫使可燃物燃燒。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。
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。
(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。
(一)充裝不當引起事故。氣瓶的正確充裝是保證氣瓶安全使用的關鍵環節,由于充裝不當引起爆炸事故時有發生。表現在這方面的最危險的因素是用盛裝過可燃氣體(如氫氣)的氣瓶來充裝氧氣和氧氣充裝過量。
(二)氣瓶的材質、制造質量不符合要求。在充裝氧氣和使用過程中,也往往發生爆炸事故,這方面主要表現在制作氣瓶的材料脆弱、瓶壁厚薄不均勻,瓶體出現夾層等。
(三)氣瓶維護、保管不當造成事故。主要在于瓶體嚴重腐蝕或使用中將氣瓶置于烈日下長時間的曝曬,或將氣瓶靠近高溫熱源,這是氣瓶爆炸的常見的直接原因。據試驗,氧氣瓶在盛夏的陽光直接曝曬下,瓶壁溫度可達200℃。通常情況下,充裝氧氣的條件是溫度20℃、壓力為150大氣壓。瓶內氣壓是隨著溫度的升高而增大的,可通過下式進行計算:P=150×273+t/273+20(式中,P為瓶壓,t為瓶溫)。
(四)氣瓶操作不當也會導致火災或燒壞氣瓶附件等事故。這主要表現在兩個方面。一是打開氧氣瓶的瓶閥時,因開得太快,使減壓器或管道中的壓力迅速提高,溫度也會大大升高、嚴重時會使橡膠墊圈等附件燒毀;另一方面,開氣速度太快,因氣體內含有水珠、鐵銹等微粒(氣焊與氣割用的氧氣純度一般為一、二級,一級純度的含氧量不低于99.2%,二級純度的含氧量不低于98.5%),高速流經瓶閥時產生靜電火花引起燃燒或爆炸。
(五)氣瓶瓶閥沒有瓶帽保護、受振動或使用方法不當,造成密封不嚴、泄漏、甚至瓶閥損壞,致使高壓氣流沖出引起燃燒爆炸。
(六)瓶閥或其他附件(如閥門桿、減壓器)沾有油脂等也常常會引起著火燃燒事故。
二、氧氣瓶燃燒爆炸的危害性
因上述種種原因引起氧氣瓶燃燒爆炸,其破壞力是相當大的。如上所述,氧氣瓶是高壓容器,瓶內要灌裝壓力為150大氣壓的氧氣,同時,還要承受搬運時的振動,滾動和碰撞沖擊等外界的作用力。瓶裝氧是強烈氧化劑,一旦出現燃燒爆炸事故,其破壞力相當大。如某單位用拖車運裝氧氣瓶在卸車時,將一個氣瓶撞擊到另一個氣瓶上,引起兩個氣瓶同時爆炸。氣瓶碎片飛出(最遠的200米),庫房的墻被打穿,最大的洞約1000×800毫米,造成了傷人事故。
爆炸,廣義的說是指一種極其迅速的、物理的或化學的能量釋放過程。壓力容器破裂時,器內高壓氣體解除了外殼的約束,迅速膨脹并以很高的速度釋放出能量。一方面,容器破裂的碎片以較高的速度向四周飛散,造成人身傷亡或撞壞周圍的設備;另一方面,它的更大一部分對周圍的空氣做功,產生沖擊波,除直接造成人身傷亡外,還可能摧毀廠房等建筑物,產生更大的破壞作用。
氧氣瓶爆炸時,高速飛出的碎片若擊中人體則會造成傷亡。當碎片的動能在2.6kgf·m以上時,可致人體外傷;動能達6.0kgf·m以上時,可致人體骨部輕傷;超過20kgf·m時,可造成人體骨部重傷甚至死亡。碎片所產生的動能(E)與氣瓶爆碎時碎片的質量(m)及飛出的速度(V)的平方成正比例,可通過下式計算:E=1/2mv^2=1/2×(w/g)×v^2(式中,w為碎片的重量,g為重力加速度,取9.8米/秒)。
另外,氣瓶爆炸時,若碎片擊落在盛裝化學危險物品的容器上,就有可能引起危險物品的泄漏,甚至產生爆炸、燃燒、毒害事故,造成更為嚴重的損害。
三、預防氧氣瓶燃燒爆炸應采取的措施
1.充氣前應對氣瓶進行嚴格的檢查,并采取嚴密措施,防止超量充裝。同時,還要化驗鑒別瓶內氣體成分,不能隨意充裝。凡氣瓶上的安全裝置不齊全、不好用,沒有原始重量標記或標注不清難以確認的氣瓶,均不允許充裝氧氣。
2.氣瓶充裝氧氣時,氣流速度不能過快,否則將造成氣瓶過熱、壓力劇增,造成危險。
3.在搬運氣瓶時,應注意避免氣瓶受到劇烈振動和沖擊。裝在車上的氣瓶要妥善地加以固定,防止氣瓶跳動或滾動;氣瓶必須戴有瓶帽和防震圈;裝卸氣瓶應做到輕裝輕卸,不得采用拋裝,滑放或滾動的裝卸方法。
4.防止氧氣瓶受熱或著火、氣瓶運輸時不得長時間在烈日下曝曬,夏季用車輛運輸或在室外使用氣瓶時,要有遮陽設施,避免陽光曝曬。運輸氣瓶時要嚴禁煙火,氣瓶庫房和氣瓶在使用時,都應遠離高溫、明火和可燃易爆物質等,一般相距在10米以上。
5.使用氧氣瓶時,首先要對氣瓶進行外觀檢查,其重點是看瓶閥、接管螺紋、減壓器等是否有缺陷。如發現有漏氣、滑扣、表針不靈或爬高現象時,應禁止使用,并及時報請維修,不準隨意處理,嚴禁帶壓擰緊閥桿,調整墊料。檢查漏氣時應用肥皂水,不準使用明火。
6.正確操作,合理使用。開閥時要慢慢開啟,防止加壓過速產生高溫,開閥時不能用鋼搬手敲擊氣瓶,以防產生火花。氧氣瓶的瓶閥及其附件禁止沾染油脂,焊工不得用沾有油脂的工具、手套或油污工作服去接觸氧氣瓶閥、減壓器等。氣瓶使用到最后時應留有適量余氣,以防混入其它氣體或雜質,造成事故。
7.氧氣瓶與電焊在同一地點使用時,瓶底應墊絕緣物質,防止氣瓶帶電,與氣瓶接觸的管道等金屬設備要有良好的接地裝置,以防產生靜電而造成燃燒或爆炸事故。
8.氧氣瓶著火時,應迅速關閉閥門,停止供氧,如臨近建筑物或可燃物質失火,應迅速將氧氣瓶搬移到安全地點,防止氣瓶因受火場高熱而引起爆炸。
篇2:氧氣管道閥門燃燒爆炸危險性分析預防措施
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。