【专业知识】压缩纯氧及其危险性分析(20210128223932)

1、本文极具参考价值，如若有用请打赏支持我们！不胜感激!【专业知识】压缩纯氧及其危险性分析【学员问题】压缩纯氧及其危险性分析？【解答】在标准状态下，氧气是一种无色、无味、无臭的活性气体，其分子式为02密度为1.43kg/m3，比空气稍重（空气密度为 1.29k8/m3）;在-183C时，氧变成淡 蓝色的液体；在-219C时，就凝成淡蓝色雪状的固体。国内经常发生输氧管道着火事故，其燃烧多始于管路或管件内部，尤其是减压阀、 截止阀、弯头、三通或四通、法兰连接等管件处。当其因某种原因被引燃后，首先 管壁的某处被高热的火焰烧穿，高压氧气流夹带火舌从孔口喷出，引起管道呈白热 状态的更炽热的燃烧。同时，常在氧

2、气流喷出之际，发生爆炸似的响声，此响声常 被误认为发生爆炸。其实只不过是伴随金属火灾而产生的管道破裂，并在压力下气 体喷出的燃烧现象。氧气只是助燃物质，本身是不燃烧的，管道材质为碳钢也是难燃的，那为什么会发 生输送管道火灾呢？（1）氧气流中夹带的可燃固体颗粒是造成输氧管道火灾的能源之一。当管道中残存有铁锈垢，或氧气流中因某种原因混入固体颗粒，而被高速流动的氧 气流席卷流动时，尽管固体小颗粒经摩擦所携带的热量很小。但颗粒间被热导率很 低的氧气流所包围，就存在蓄热可能。如该颗粒是砂子、Fe3O4等难燃物质，是不会引燃管壁而着火；若为焦炭粒子（积炭）、煤粒子、铁粉（FeO Fe2O3等可燃粒子， 因

3、其着火温度远低于铁的着火温度，在常压氧气中约300400C，而在高压氧气流 中还要低数十摄氏度。因此铁粉，在氧气中流中流动时与管壁摩擦很容易达到着火 温度而自燃引起受热燃烧。铁粉燃烧放热量大(7285J/g)，而且又被热导率很低的 氧气流包围，热的传递受阻，故铁粉在高压氧气流中燃烧热的蓄积会使自身成为高 热(多为10002000C)的炽热粒子，其温度足以把管道内的可燃物点燃，特别是燃烧反应的铁粒子表面，具有中间生成物的活性氧使燃烧反应更为 剧烈。在铁锈垢中，主要是未完全氧化的 FeO Fe2O3和Fe3O4铁锈垢的颗粒度为10目 50目、100目时，瞬间引燃温度为312315C。比铁粉着火温度

4、还低。由此可见， 输送潮湿氧气的管道，如再改输干燥氧气时，因其内壁会产生铁锈，则有发生输氧 管道火灾的极大危险。(2) 输氧管道中存在着可燃物，必定会造成输氧管道着火。任何可燃物质在氧气流中的燃点要比在空气中为低，而氧的浓度和纯度越高，燃点越低，压力越大，燃点越低。又如，工业矿物油脂与30atm (3039750Pa以上的氧气接触，会立即发生强烈的化 学反应而自燃，并且这些可燃物一旦燃烧起来，燃烧速度比空气中快得多。这样强 烈的燃烧是以诱发法兰盘、管道等金属材料的燃烧，而且当可燃材料的燃烧热越大， 引燃金属材料的可能性越大。特别是当管道的法兰、阀门、三通等处的密封元件为 橡胶、石棉板、塑料等高

5、分子材质时，燃烧软化后会被带压的氧气流吹走，进而造 成喷氧灾害。(3) 绝热压缩产生的热量可以酿成管道火灾的火源。在管道内，当处于高压状态的氧气急剧降至低压状态，可产生近于绝热状态的压缩 过程。由于压缩热量产生的速度快，而且难于在瞬间传递出去，故会使压缩系统急剧升温。其温升与压力变化幅度的函数关系为 式中Y气体的比热容比（Cp, Cv）。当p2=150atm（ 15198750P3时绝热压缩后的气体温度为 953C，足以引起管壁与氧 之间的燃烧反应发生。当其中存有铁垢（312315C）、铁粉（300400C）、润滑 油、纤维、橡胶聚乙烯（300500C）等可燃物时，15atm （1519875

6、Pa的氧气急 剧压缩就可引起可燃物质着火。因此，绝热压缩发生在输氧管道内是不可忽视的火 源之一。（4）熔敷在内壁上的赤热铁粉会烧穿管壁。根据资料记载；铁粉自燃点为316C，粉碎下限为120g/m3,最小点火能量为100mJ. 这样，坚硬固体颗粒或气流冲刷管壁，而摩擦损耗脱离的铁粉，在摩擦热的作用下， 是很容易发生自燃。处于自燃状态的赤热铁粉在高速氧气流中高速运动，而流到急 变的直转弯部位（如T形管处），便以极大的动量撞击管内壁，耗去大部分动能后， 沿管壁沉积下来，造成赤热铁粉的蓄积，其在燃烧中会逐步熔化而黏附在管内壁上。熔敷处的管壁在此高温下，可发生铁与氧的燃烧反应，造成管壁切割穿孔，发生喷 氧灾害。因此，输氧管道选用不锈钢管材。密封垫选难燃或不燃材料。润滑油选用蒸气冷储液。安装检修完后要认真脱脂，并用干燥氮气吹扫、试压。以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟 通、指正。结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习惯；播下一种习惯， 你将收获一种性格；播下一种性格，你将收获一种