氧气阀门燃烧爆炸危险性分析预防措施之相关制度和职责，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...
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。
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。
3.绝热压缩产生的高温使可燃物燃烧。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。
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。
(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。
(一)充装不当引起事故。气瓶的正确充装是保证气瓶安全使用的关键环节,由于充装不当引起爆炸事故时有发生。表现在这方面的最危险的因素是用盛装过可燃气体(如氢气)的气瓶来充装氧气和氧气充装过量。
(二)气瓶的材质、制造质量不符合要求。在充装氧气和使用过程中,也往往发生爆炸事故,这方面主要表现在制作气瓶的材料脆弱、瓶壁厚薄不均匀,瓶体出现夹层等。
(三)气瓶维护、保管不当造成事故。主要在于瓶体严重腐蚀或使用中将气瓶置于烈日下长时间的曝晒,或将气瓶靠近高温热源,这是气瓶爆炸的常见的直接原因。据试验,氧气瓶在盛夏的阳光直接曝晒下,瓶壁温度可达200℃。通常情况下,充装氧气的条件是温度20℃、压力为150大气压。瓶内气压是随着温度的升高而增大的,可通过下式进行计算:P=150×273+t/273+20(式中,P为瓶压,t为瓶温)。
(四)气瓶操作不当也会导致火灾或烧坏气瓶附件等事故。这主要表现在两个方面。一是打开氧气瓶的瓶阀时,因开得太快,使减压器或管道中的压力迅速提高,温度也会大大升高、严重时会使橡胶垫圈等附件烧毁;另一方面,开气速度太快,因气体内含有水珠、铁锈等微粒(气焊与气割用的氧气纯度一般为一、二级,一级纯度的含氧量不低于99.2%,二级纯度的含氧量不低于98.5%),高速流经瓶阀时产生静电火花引起燃烧或爆炸。
(五)气瓶瓶阀没有瓶帽保护、受振动或使用方法不当,造成密封不严、泄漏、甚至瓶阀损坏,致使高压气流冲出引起燃烧爆炸。
(六)瓶阀或其他附件(如阀门杆、减压器)沾有油脂等也常常会引起着火燃烧事故。
二、氧气瓶燃烧爆炸的危害性
因上述种种原因引起氧气瓶燃烧爆炸,其破坏力是相当大的。如上所述,氧气瓶是高压容器,瓶内要灌装压力为150大气压的氧气,同时,还要承受搬运时的振动,滚动和碰撞冲击等外界的作用力。瓶装氧是强烈氧化剂,一旦出现燃烧爆炸事故,其破坏力相当大。如某单位用拖车运装氧气瓶在卸车时,将一个气瓶撞击到另一个气瓶上,引起两个气瓶同时爆炸。气瓶碎片飞出(最远的200米),库房的墙被打穿,最大的洞约1000×800毫米,造成了伤人事故。
爆炸,广义的说是指一种极其迅速的、物理的或化学的能量释放过程。压力容器破裂时,器内高压气体解除了外壳的约束,迅速膨胀并以很高的速度释放出能量。一方面,容器破裂的碎片以较高的速度向四周飞散,造成人身伤亡或撞坏周围的设备;另一方面,它的更大一部分对周围的空气做功,产生冲击波,除直接造成人身伤亡外,还可能摧毁厂房等建筑物,产生更大的破坏作用。
氧气瓶爆炸时,高速飞出的碎片若击中人体则会造成伤亡。当碎片的动能在2.6kgf·m以上时,可致人体外伤;动能达6.0kgf·m以上时,可致人体骨部轻伤;超过20kgf·m时,可造成人体骨部重伤甚至死亡。碎片所产生的动能(E)与气瓶爆碎时碎片的质量(m)及飞出的速度(V)的平方成正比例,可通过下式计算:E=1/2mv^2=1/2×(w/g)×v^2(式中,w为碎片的重量,g为重力加速度,取9.8米/秒)。
另外,气瓶爆炸时,若碎片击落在盛装化学危险物品的容器上,就有可能引起危险物品的泄漏,甚至产生爆炸、燃烧、毒害事故,造成更为严重的损害。
三、预防氧气瓶燃烧爆炸应采取的措施
1.充气前应对气瓶进行严格的检查,并采取严密措施,防止超量充装。同时,还要化验鉴别瓶内气体成分,不能随意充装。凡气瓶上的安全装置不齐全、不好用,没有原始重量标记或标注不清难以确认的气瓶,均不允许充装氧气。
2.气瓶充装氧气时,气流速度不能过快,否则将造成气瓶过热、压力剧增,造成危险。
3.在搬运气瓶时,应注意避免气瓶受到剧烈振动和冲击。装在车上的气瓶要妥善地加以固定,防止气瓶跳动或滚动;气瓶必须戴有瓶帽和防震圈;装卸气瓶应做到轻装轻卸,不得采用抛装,滑放或滚动的装卸方法。
4.防止氧气瓶受热或着火、气瓶运输时不得长时间在烈日下曝晒,夏季用车辆运输或在室外使用气瓶时,要有遮阳设施,避免阳光曝晒。运输气瓶时要严禁烟火,气瓶库房和气瓶在使用时,都应远离高温、明火和可燃易爆物质等,一般相距在10米以上。
5.使用氧气瓶时,首先要对气瓶进行外观检查,其重点是看瓶阀、接管螺纹、减压器等是否有缺陷。如发现有漏气、滑扣、表针不灵或爬高现象时,应禁止使用,并及时报请维修,不准随意处理,严禁带压拧紧阀杆,调整垫料。检查漏气时应用肥皂水,不准使用明火。
6.正确操作,合理使用。开阀时要慢慢开启,防止加压过速产生高温,开阀时不能用钢搬手敲击气瓶,以防产生火花。氧气瓶的瓶阀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触氧气瓶阀、减压器等。气瓶使用到最后时应留有适量余气,以防混入其它气体或杂质,造成事故。
7.氧气瓶与电焊在同一地点使用时,瓶底应垫绝缘物质,防止气瓶带电,与气瓶接触的管道等金属设备要有良好的接地装置,以防产生静电而造成燃烧或爆炸事故。
8.氧气瓶着火时,应迅速关闭阀门,停止供氧,如临近建筑物或可燃物质失火,应迅速将氧气瓶搬移到安全地点,防止气瓶因受火场高热而引起爆炸。
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