氧气管道安全事故原理分析与控制技术

1、氧气管道安全事故原理分析与控制技术一、引言随着国民经济的飞速发展，我国冶金、化工、机械等行业需氧量大 幅增加,氧气管道输送工程建设也逐步增多。 氧气管道运输大多为纯氧 对管路系统的安全要求非常高。氧气的氧化性极强，金属在氧气中被助 燃后，会发生瞬间燃爆的人员重大伤亡事故。因此分析和研究氧气管道 安全事故机理，加强氧气管路系统的设计、安装、使用、维护过程的安 全防范意识，切实提高管氧输送水平，已越来越成为研究人员探索的方 向和研究的课题。二、氧气管道燃爆机理分析氧气具有活泼的化学特性，除与金、银及少数惰性气体不产生化合 反应外，与包括金属在内的多数物质都能够发生氧化反应，而且氧气的浓度、压力越大

2、，反应越剧烈,同时释放大量的热。具有一定压力的压缩 氧气在输送过程中，流动的氧气极易与管路中的油脂、铁屑或有机物发 生碰撞、产生摩擦，静电负荷过大都会导致燃爆。因此氧气管道设计对 流速控制不严、管道材质选择不当、施工时管道清洁度不达标、操作 不当等都是引发氧气管道燃爆的主要因素。三、氧气管道安全事故分析氧气管路线路长、分布广，事故产生因素复杂。对典型事故进行分 析，是采取有效措施，杜绝恶性事故发生的关键。1绝热压缩氧气管道阀门两端的压力很大，当突然急剧打开，低压端气体被急 剧压缩局部产生很高的温度，会发生氧气与外界无交换的 绝热压缩”现 象;开启阀门时，阀芯、阀座及其转动部件所产生的摩擦，在纯

3、氧、高压环 境下极易燃烧和爆炸。2008年发生在张家港某钢铁公司的管道燃爆事 故,就是严重违反安全操作规定，在管道氧气球阀前后压差高达 1.9MPa 的情况下，快速开启阀门导致的恶果；对事故现场进行勘查时，发现管道 内留存着的施工焊渣、焊接头等杂质，也是造成这一恶性事故的主要原 因。2油脂处理不当油脂自身易燃，在纯氧环境下更具可燃性。氧气管道、管件、阀门 等配件,其制作过程、安装施工过程难免沾染油脂、润滑剂、溶剂等化 学油脂,处理不当时，则在高纯高压氧气环境中迅速燃烧。2002年、2004 年先后发生在独山子的氧管燃爆，均因违反氧管脱脂操作规程所致。3摩擦起火金属在纯氧中的燃点会大大降低，氧气

4、输送管路中任何一个安装 后未进行清管吹扫所遗留的焊接毛刺、氧化皮、铁锈等与管壁相互摩 擦和撞击，都可能成为氧管燃爆安全隐患。鞍钢氧气厂曾经发生的因开 启阀门,沟槽中铁屑微粒与氧管管壁发生激烈碰撞和摩擦导致的重大燃 烧事故就是一个鲜明的案例。此外，设计时管道材料、阀门、管件选用不当、施工安装不规范、 氧气过滤器更换或定期清洗不及时、静电火花等也是氧气管道频繁发生燃爆的主要原因四、氧气管道安全控制技术氧气管道安全控制，应从设计控制、施工管理、材料检验和安全操 作、使用维护等多方面入手。1设计控制要点氧管布置。1）氧管宜采用架空敷设，氧管支架应采用非燃烧材料; 走向不宜穿过生活区、高温区和可能产生明

5、火的区域，当必须穿越时：则应采取有效的隔热措施；2）应按照GB16912严格计算并设置架空氧管 与其他管道或建筑物的最小距离，特别是当氧管与其他化工气体如乙炔 或氢气管道共同架设时，应将氧管设置于乙炔或氢气管道的下方或两侧 而与输送腐蚀性介质管路或输油管路共同架设时，为防止泄漏则将氧管 布置于上方或两侧；3）氧管无法实现架空须埋地敷设时，管顶与地面距离 应大于0.7米，且对埋设地面按照GB16912采取相应防护措施；埋地氧管 不宜配置阀门等管件，埋地氧管除不应与热力管道、输送易燃易爆品管 道同沟敷设，还应与其他管道或建筑物保持最小距离，不得与电缆同沟。管材选取。应根据使用压力、工作场合对钢板卷

6、焊管、焊接钢管、 无缝钢管、不锈钢焊接钢管、铜及铜合金挤制管以及铜及铜合金拉制 管进行选用，工作压力小于O.IMPa时，宜选用碳钢钢板卷焊管；而当工作 压力大于3MPa时,则应采用铜合金管。管件选取。氧管设计弯头、变径管、三通等管件宜少不宜多；选取 冲压成型管道弯头和安全性较好的四氟乙烯铜垫片；采用氧气输送专用 安全阀门和氧气过滤器。2施工检验控制要点标准依据。氧气管道的施工、验收应符合 GB50235、GB50236、 SJT31450等标准规范规定;建立、健全企业内部氧气管道安全管理规章 制度。脱脂。氧管、阀门以及各种管件安装前必须进行脱脂检查，脱脂后 用干空气或惰性气体吹扫；采用碱洗脱脂、酸洗除锈的化学清洗等方法 对管道进行清洗。焊接。焊接前应对管道内壁进行检查，不得有油脂、铁屑等异物； 焊接采用氩弧焊，确保无焊瘤等缺陷，并杜绝焊接过程中焊渣的进入;应 采用机械方法对管道进行截取和坡口加工，禁止气焊切割。检验。氧管施工完成后应按标准规范进行强度试验和严密性试验,确保无渗漏、无变形；对氧管线路仪器仪表、安全防护装置进行定期检 验，并保证在有效检定期内。操作维护。对操作人员进行技术培训，经考试合格，持证上岗；阀门 开启应缓慢并一次到位，严禁快速开启阀门；禁止用氧气进行管道试漏 和清洁；氧管及各阀门、管件应定期校验、刷漆维护；应对氧气过滤器进 行定期清扫，清除铁锈与异物