氧氣安全基礎知識 氧氣具有非常強的氧化性和助燃性,可燃物質在純氧中燃點將會降低,而且氧氣管路系統本身對安全性要求較高。空調公司使用氧氣量較大且點較多分布較廣,且管網敷設較為復雜,涉及502#廠房一至三樓及504#廠房,相對危險性較大。為了讓廣大員工全面掌握好氧氣的基礎知識,會更有利于我公司安全地管理和使用好氧氣,為空調公司以后發展和壯大保駕護航。特編制本章教材。 第一節 氧氣的性質及制造 1 氧氣的性質 氧是自然界中分布最廣泛的元素之一,已是生物賴于生存的物質。它以游離狀態存在于空氣中,按容積計算,空氣中含氧20.93%。 氧還以化合狀態存在于水、礦物以及一切動物、植物體中。氧在常溫常壓下是無色透明、無味、無臭的氣體,比空氣略重。在大氣壓力下,冷卻至-182.96℃時,氧氣凝結成天藍色、透明的易流動的液體;當溫度降到-218.4℃時,則凝聚成藍色固體結晶。 氧的化學性質非常活潑,是強烈的氧化劑和助燃劑,它除了與金、銀及惰性氣體氦、氖、氬、氪、氙等在一般情況下不發生化合外,與其它物質都能化合生成氧化物。氧化反應的激烈程度取決于氧氣的濃度及壓力,如果氧化反應在純氧中進行,則過程非常劇烈,同時放出大量的熱。(如金屬在氧氣中反應,如果增加氧的純度和壓力會使氧化反應顯著加劇,金屬的燃點隨著氧氣壓力增高而降低),氧與可燃氣體(乙炔、氫、甲烷等)以一定比例混合時,遇火會發生爆炸。氧經壓縮后,在輸送的過程中,如有油脂、氧化鐵屑或小粒燃燒物(煤粉、炭粒或有機纖維)存在,隨著氣流運動與管壁或機體發生磨擦、撞擊,會產生大量磨擦熱,導致管道、機器燃燒。或者由于管道中閥門急驟打開,閥后氣體產生接近于絕熱壓縮的溫度,使管道或閥門燃燒。被氧氣飽和的衣服及其它有機紡織品與火種接觸,會立即著火。被液態氧浸漬的多孔有機物,當引火或給以一定力量的撞擊時,則會發生爆炸事故。液態氧經過長期弱的放電,變成深藍色的液態臭氧,臭氧容易爆炸。 氧有感磁性,氧分子在磁鐵的作用下可帶磁性,并可被磁極吸引。根據氧的這種特性可制作磁氧分析儀,用以分析氧的純度。 在常壓下,當氧的濃度超過40%時,有可能發生氧中毒。吸入40%-60%的氧時,出現胸骨后不適感、輕咳,進而胸悶、胸骨后燒灼感和呼吸困難,咳嗽加劇;嚴懲時可發生肺水腫,甚至出現呼吸窘迫綜合癥。吸入氧濃度在80%以上時,出現面部肌肉抽動、面色蒼白、眩暈、心動過速、虛脫,繼而全身強烈性抽搐、昏迷、呼吸衰竭而死亡。長期處于氧分壓為60-100KPa(相當于吸入氧濃度40%左右)條件下可發生眼損害,嚴重者可失明。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿一般作業工作服。避免與可燃物或易燃物接觸。盡可能切斷泄漏源。合理通風,加強擴散。 氧氣在工業生產中應用極廣,如液氧在國防工業上可以作為火箭的助燃劑;而且,機械工業中的切割、焊接;冶金工業中的氧氣煉鋼、軋鋼和有色金屬冶煉;以及醫療、深水作業都要用到大量的氧。 2 氧氣制造工藝流程 氧的制取方法大體可分為化學法、電解法、吸附法和深冷分離法。 由于空氣中含有約21%的氧,而且取之不竭,所以現代工業上都采用空氣深冷分離法制取氧氣,深冷分離法制取氧氣的原料是空氣,先由輔塔吸入空氣,將空氣經幾次壓縮和冷卻,當降低空氣壓力時就會使空氣冷卻到很低的溫度,空氣將變成液體。液態空氣中所含的各種液態氣體的沸點不同,如液氮沸點為-195.802℃,液氧的沸點為-182.962℃,利用這蒸發溫度的不同,讓液態空氣蒸發。開始時沸點低的氮蒸發,隨著氮的蒸發,液態空氣中氧的成分增多,這一過程稱為精餾。經過反復精餾、提純,就能得到高純度的氧氣。制氧按其生產工藝過程中壓縮空氣的壓力高低分為:高壓流程、中壓流程、雙壓流程、全低壓流程四種,雖然各種流程所采用的空分設備(即制氧機)有所不同,但制氧的整個過程大都包括以下六個主要階段:①空氣中灰塵和雜質的凈除;②空氣經壓縮機壓縮;③除去壓縮空氣中的二氧化碳和水蒸汽;④將空氣液化;⑤液態空氣經過精餾分離成氧和氮;⑥產品的貯存和運輸。現以50米3∕時制氧機為例,其生產工藝流程如下圖所示: 降溫 空氣→ → → → ↑ →→ ↑ 進一步降溫 冷凝 氧 氧氣 蒸發→ → →→ → 氮氣 ↑ 分離 氮氣 氮 氧氣生產過程中的火災危險性,主要是由氧的氧化性和助燃性所決定的。 第二節 氧氣管道及附件安全技術 1 氧氣管道材質及管件的選用 氧氣管道的材質,應根據氧氣的壓力、溫度氧氣在管道中的流速等條件來選用。氧氣管道除了與其它管道一樣滿足強度條件外,還需要具有防腐蝕、防銹、防火的要求。 1.1 管材的選用 從溫度條件考慮,常溫條件下的氧氣管道一般采用鋼管。但在制氧裝置中,由于鋼材在–40℃以下具有冷脆性,因此對于在低溫狀態下工作的管道須采用鋁合金、銅合金或不銹鋼,這幾種材料在低溫下仍具有良好的強度和韌性。 從壓力條件來考慮,工作壓力大于3兆帕的氧氣管道就采用黃銅管或紫銅管。壓力小于3兆帕的,一般采用無縫鋼管,為了避免高壓氧氣流在管道中高速流動時對管壁的摩擦及可能存在的微小燃燒物引起管道燃燒,因此對碳鋼管道的氧氣流速應有限制。管材選用應符合表1規定氧氣管道材質選用表 工作壓力MPa ≤0.6 >0.6≤3.0 >3.0≤10 >10 使用 場所 選 用 限 定 管材 一般場所 分配主管上閥門頻繁操作區閥后,放散閥后 一般場所 閥后5倍外徑(并不小于1.5M)范圍;壓力調節閥組前后各5倍外徑(各不小于1.5M)范圍內;壓力容器接管部位;氧壓車間內部;放散閥以后;濕氧輸送 一般場所 閥后5倍外(并不小于1.5M)范圍;壓力調節閥組前后各5倍外徑(各不小于1.5M)范圍內;壓力容器接管部位;氧壓車間內部;放散閥以后;濕氧輸送 一般場所 氧氣充裝臺、匯流排間 焊接鋼管電焊鋼管不銹鋼焊接鋼管鋼板卷焊管無縫鋼管不銹鋼板卷焊管不銹鋼無縫鋼管紫銅管黃鋼管 √ √ √ √ √ √ √ √ √ × × √ × × √ √ √ √ × ×√ ×√√√√√ × × √ × × √ √ √ √ × ×× ×× ×√√√ × × × × × × √ √ √ × × ×× ×× √√√ × × × × × × × √ √ 注:1、“√”允許采用,“×”不允許采用; 2、碳鋼鋼板卷焊管宜用于工作壓力小于0.1MPa,且管徑超過現有焊接鋼管、電焊鋼管、 無縫鋼管產品管徑情況下; 3、不銹鋼板卷焊管,內壁焊縫磨光條件下,允許使用在壓力不高于5MPa的一般場所。 1.2 管道管件的選用氧氣管道上的彎頭、分岔頭及變徑管的選用,應符合下列要求: 氧氣管道嚴禁采用折皺彎頭。當采用冷彎或熱彎彎制碳鋼彎頭時,彎曲半徑不應小于管外徑的5倍;當采用無縫或壓制焊接碳鋼彎頭時,彎曲半徑不應小于管外徑的1.5倍;采用不銹鋼或銅基合金無縫或壓制彎頭時,彎曲半徑不應小于管外徑。對工作壓力不大于0.1MPa的鋼板卷焊管,可以采用彎曲半徑不小于管外徑的1.5倍的焊制彎頭,彎頭內壁應平滑,無銳邊、毛刺及焊瘤; 氧氣管道的變徑管,宜采用無縫或壓制焊接件。當焊接制作時,變徑部分長度不宜小于兩端管外每項差值的3倍;其內壁應平滑,無銳邊、毛刺及焊瘤; 氧氣管道的分岔頭,宜采用無縫或壓制焊接件,當不能取得時,宜在工廠或現場預制,但應加工到無銳角、無突出部位及焊瘤。不宜在現場開孔、插接; 1.3 管道附件的選用 氧氣管道上的法蘭用墊片,應按國家有關的現行標準選用;管道法蘭的墊片應按下表選用: 氧氣管道上法蘭用的墊片工作壓力MPa 墊片 ≤0.6 橡膠石棉板 >0.6≤3.0 纏繞式墊片、聚四氟乙烯墊片 >3.0≤10 波形金屬包石棉墊片、纏繞式墊片、聚四氟乙烯墊片、退火軟化鋁片、銅片 >10 退火軟化銅片 氧氣管道的連接,應采用焊接,但與設備、閥門連接處可采用法蘭或螺紋連接,絲口連接,應采用一氧化鉛、水玻璃或聚四氟乙烯薄膜作為填料,嚴禁用涂鉛紅的麻或棉絲,或其他含油脂的材料。 1.3 閥門的選用 氧壓機入口處應設氧氣過濾器、調節閥前宜設氧氣過濾器,殼體應用不銹鋼,濾網應用銅基合金或純銅材質制作,其網孔尺寸宜為160-200μm。 氧氣管道的閥門應選用專用氧氣閥門,并應符合下列要求: 1.3.1 工作壓力大于0.1MPa以上的閥門,嚴禁采用閘閥; 1.3.2 PN大于等于0.1MPa、DN大于等于150mm口徑的氧氣閥門宜選用帶旁通的閥門。 1.3.3 閥門的材料應符合表3要求。 氧氣閥門材料選用要求 工作壓力MPa 材  料 ≤0.6 閥體、閥蓋采用可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵或鑄鋼閥桿采用碳鋼可不銹鋼閥半采用不銹鋼 >0.6≤10 采用全不銹鋼、全銅基合金或不銹鋼與銅基合金組合(優先選用銅基合金) >10 采用全銅基金 注:1.工作壓力為0.1MPa以上的壓力或流量調節閥的材料,應采用不銹鋼或銅基合金或以上兩種的組合。 2.閥門的密封填料,應采用石墨處理過的石棉或聚四氟乙烯材料,或膨脹石墨。 經常操作的PN≥1.0MPa、DN≥150MM大口徑氧氣閥門,宜采用氣動遙控閥門。 2 軟管的選用 2.1 氧氣軟管由膠管內、外膠層和中間棉織纖維層組成,整個膠管需經過特別的化學處理,以防止其高度燃燒性。膠管的制造、保存、運輸和使用應注意下列安全要求: 2.1.1 膠管應具有足夠的強度和阻燃特性; 2.1.2 在保存、運輸和使用膠管時必須注意維護,保持膠管的清潔和不受損壞;如:避免陽光照射,雨雪浸淋、防止與酸、堿、油類及其它有機溶劑等影響膠管質量的物質接觸。存放溫度為-15-401℃,距離熱源應不少于1M,如果由于保存和使用時維護不善,或膠管使用日久老化脆硬,這些膠管硫磺質被分解出來,常常會因此引起回火爆炸事故;新膠管在使用前,必須先把膠管內壁滑石粉吹除干凈,防止焊割炬的通道被堵塞。在使用中應避免受外界擠壓和機械損傷,也不得與上述影響膠管質量的物質接觸,不得將管身折疊;氧氣與乙炔膠管不得混用和代用,不得用氧氣吹除乙炔膠管的堵塞物。同時,應隨時檢查和消除焊割炬的漏氣堵塞等缺陷,防止在膠管內形成氧氣與乙炔混合氣;如果發生回火倒燃進入氧氣膠管的現象,則不可繼續使用,必須更換。因為回火常常將膠管內膠層燒壞,壓縮純氧又是強烈的氧化劑,若再繼續使用必將失去原來正常的安全性; 2.2 氧氣管顏色的區分:進口軟管為黑色;國產軟管為紅色。氧氣軟管應規范布置(在工位焊座上安裝氧氣軟管時應注意和天然氣軟管接頭區分開,安裝完后應進行檢查,合格后才能進行使用);氧氣軟管必須專管專用,氧氣軟管在作為其它用途后不得作為氧氣輸送軟管;軟管在使用過程中,防止損壞、熱燒傷、化學腐蝕;在工位上氧氣軟管易磨損的地方,應做好防護處理,已免造成軟管的的磨損,發生泄漏現象。   3 氧氣管道的脫脂 壓縮氧氣接觸到少量的油脂會立即劇烈燃燒而引發爆炸,因此氧氣管道的管子、配件、墊料及所有與氧氣接觸的材料都必須在安裝使用前進行嚴格的脫脂。 3.1 脫脂劑 常用的脫脂劑的性能及用途可見下表: 常用脫脂劑性能用途表 脫脂劑名稱 適用范圍 附注 工業二氯乙烷C2H2CL2 金屬件 能水解成微量鹽酸 工業四氯化碳CCL4 黑色金屬、銅和非金屬件 在水和金屬共同存在時,能發生水解生成微量鹽酸,與某些灼熱輕金屬能起強烈的分解反應,甚至爆炸 工業三氯乙烯C2HCL3 產品必須含穩定劑 金屬件 含穩定劑的純三氯乙烯對一般金屬無腐蝕 工業酒精C2H5OH 濃度不低于95.6% 脫脂要求不高的設備和零部件 脫脂能力較弱 3.1.1 二氯乙烷、四氯化碳、三氯乙烯在一定條件下能發生水解生成微量鹽酸,所以需要脫脂的管道和附件必須不含水分,否則會造成腐蝕; 3.1.2 二氯乙烷、三氯乙烯、酒精都是易燃物,只能用于金屬件脫脂,不能用于非金屬,因為非金屬內滲入此溶劑而未全部蒸發干燥時,遇壓縮氧氣即會燃燒爆炸,對這幾種易燃爆炸危險性化學品,使用時應注意安全,四氯化碳雖不燃燒,但遇灼熱物體時即分解而生成光氣,因此禁止吸煙及嚴禁一切火種; 3.1.3 脫脂劑易揮發,應當貯存在密封容器中,放在陰涼通風、無陽光直射并遠離火源處; 3.1.4 四氯化碳、二氯乙烷和三氯乙烯均有毒,所以操作應在露天或通風的敞棚內進行; 3.1.5 脫脂劑不得與濃酸、濃堿接觸,也不得與電石等化工產品接觸;不同的脫脂劑不能混合一起使用; 3.1.6 用于脫脂的有機溶液含油量不應大于50毫克/升。對于含油量較大的溶劑可用于粗脫脂,然后用清潔的溶劑進行再次脫脂,含油量大于500毫克/升的不得使用。 3.2 脫脂方法 管道脫脂前應將管道表面的鐵銹、油污及有機物去掉,然后再用脫脂劑脫脂。 3.2.1 管子內表面脫脂,可在管內注入溶劑,管端用木堵或其它方法封密。灌入溶劑后把另一端也堵塞,平放保持水平放置15-20分鐘;在此時間內將管子流動3-4次;然后將脫脂劑倒入容器中;也可將管子傾斜在架上,然后用鐵絲將絨布捆拄從管子中穿過,然后將脫脂劑倒入管中,拉動鐵絲反復數次進行; 3.2.2 當管子內外均需脫脂時,應將脫脂劑倒在特制槽中,將管子放入溶液內15-20分鐘,在這個時間內把管子轉動數次,并用刷子清洗;槽子應有密封蓋,防止脫脂劑揮發,大口徑管子可用擦拭法擦洗; 3.2.3 閥門在脫脂前應研磨試壓合格,再拆成零件,在脫脂劑內浸泡1-1.5小時,用紗布洗凈無油為合格;螺栓與金屬墊片用同樣方法脫脂,不便浸泡的閥門殼體,可用擦拭法進行; 3.2.4 非金屬墊片的脫脂,應使用四氯化碳溶劑,墊片浸入溶劑內1.5-2小時,然后取出懸掛在空氣流通處或通風裝置內逐個分開吹干,直到無溶劑氣味為止; 3.2.5 脫脂件應在脫脂后及時將其內部的液態脫脂劑排放盡,可用清潔無油干燥的空氣或氮氣吹干;對易燃溶劑,應用純度大于95%氮氣吹干;禁止用蒸發干燥的方法清除殘液; 3.2.6 石棉填料可在300攝氏度下灼燒2-3分鐘(不得用有煙的火焰),然后浸漬規定的涂料,紫銅墊片經過退火可不再另行脫脂; 3.2.7 進行脫脂的地方應選在遠離人員、通風良好的場所進行,脫脂工作的人應穿戴無油脂的手套、工作服和口罩,使用的工具和擦洗用的棉布等都不準帶有油污; 3.2.8 脫脂后的管道、閥件,應用無油脂的薄膜塑料或金屬封住兩端口,放在干凈的地方,防止再次污染。 第三節 氧氣管道安裝的安全技術 1 埋地敷設 廠區氧氣管道地下敷設時,應直接埋地敷設,埋地深度應根據地面上的荷載決定;管頂距地面一般不小于0.7米含濕氧氣管道應在冰凍層以下,并宜在最低點設排水裝置;穿過鐵路和道路時,其交叉角不宜小于45℃;管頂距鐵路軌面,應不小于1.2米,距道路路面不宜小0.7米;并且管道應放在套管內,套管的兩端伸出鐵路路基或道路中邊不小于1米,鐵路路基或道路路邊有排水溝時,應延伸出水溝邊1米;套管內的管段應盡量減少焊縫,并應按管道分類所要求的焊縫等級檢驗合格。 氧氣管和同一使用目的乙炔管一起直接埋地敷設時,應在管道頂部高300毫米范圍內,用松散的土填平搗實或填滿黃砂,然后再回填土,氧氣管嚴禁與燃油管同溝敷設。 氧氣管道在不通行地溝敷設時,應符合下列要求: 1.1 溝上應設防止可燃物料、火花和雨水侵入的蓋板,地溝及蓋板應是非燃燒體材料制作;溝應能排除積水;嚴禁油脂及易燃物漏入地溝內; 1.2 地溝內氧氣管道不宜設閥門或法蘭連接口,必須設置時應設置閥門井; 1.3 地溝內氧氣管道與同溝敷設的管道間距參照下表執行; 1.4 地溝內氧氣管道與非燃氣、水管道同溝敷設時,氧氣管道應在上面; 1.5 為同一目的服務的氧氣管道、可燃氣體管道,可同溝敷設,此時地溝內應填滿砂子,并嚴禁與其他地溝相通; 1.6 直接埋地管道,應根據埋設地帶土壤的腐蝕等級采取相應等級防腐蝕措施; 1.7 埋地氧氣管道與建筑物、管路及其埋地管線之間的最小凈距,應按下表規定執行,且不應埋設在露天堆場下面或穿過煙道和地溝。 廠區用車間架空氮氣管道與其他架空管線之間的最小距                 (單位: M) 名稱 最小并行凈距 最小交叉凈距 給水管、排水管 熱力管 不燃氣體管 燃氣管燃油管 滑觸線 裸導線 絕緣導線或電纜 穿有導線的電纜管 插接式母線、懸掛式干線 非防爆開關、插座、配電箱 0.25 0.25 0.25 0.50 1.50 1.00 0.50 0.50 1.50 1.50 0.10 0.10 0.10 0.25 0.50 0.50 0.30 0.10 0.50 1.50 注:1. 氧氣管道與同一使用目的的燃氣管并行敷設時,最小并行凈距可減小到0.25米; 2. 氧氣管道的閥門及管件接頭與燃氣、燃油管道上的閥門及管件接頭,應沿管道軸線方向錯開一定距離,當必須設置在一處時,則應適當的擴大管道之間的凈距; 3. 電氣設備與氧氣引出口不能滿足上述距離要求時,可將兩者安裝在同一柱子的相對側面;當柱子為空腹時,應在柱子上裝設非燃燒體隔板局部隔開、 4. DN≤80MM氧氣管道與不燃介質的管道最小并行凈距可小于0.25M,不應小于0.15M; 5. 與滑觸線的凈距系指氧氣管在其下方時的要求,此時在氧氣管及滑觸線之間宜設隔離網。 廠區地下氧氣管道與建筑物、構筑物等用其他地下管線之間最小凈距 (單位 M) 名 稱 最小水平凈距 最小垂直凈距 有地下室的建筑物基礎或通行溝道的處沿 氧氣壓力≤1.6MPA 氧氣壓力>1.6MPA 無地下室的建筑物基礎處沿 氧氣壓力≤1.6MPA 氧氣壓力>1.6MPA 鐵路鋼軌 排水溝處沿 道路 照明電線、電力、電信桿柱 照明電線 電力(220伏、380伏) 高壓電力、電信 管架基礎外沿 齊木中心 2.0 3.0 1.2 2.0 2.5 0.8 0.8 0.8 1.5 1.9 0.8 1.5 - - - - 1.20 - 0.50 - - - - - 灌木中心 1.0 - 給水管 直徑<75MM 直徑75-150MM 直徑200-400MM 0.8 1.0 1.2 0.1 0.15 0.15 名稱 最小并行凈距 最小交叉凈距 直徑>400MM 排水管 直徑<800MM 直徑800-1500MM 直徑>1500MM 熱力管或不通行地溝外沿 燃氣管(乙炔等) 煤氣管 煤氣壓力≤0.005MPa 煤氣壓力>0.005-0.15MPA 煤氣壓力>0.15-0.3MPA 煤氣壓力>0.3-0.8MPA 不燃氣體管(壓縮空氣等) 電力電纜 電壓<1KV 電壓1-10KV 電壓>10-35KV 電信電纜 直埋電纜 電纜管道 電纜溝 1.5 0.8 1.0 1.2 1.5 1.5 1.0 1.2 1.5 2.0 1.5 0.8 0.8 1.0 0.8 1.0 1.5 0.15 0.15 0.15 0.15 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.15 0.50 0.50 0.50 0.50 0.15 0.25 注:1. 氧氣與同一目的的乙炔、煤氣管道同理水平敷設時,管道間最小水平凈距可減少到0.25M,但在從溝底起直至管頂以上300MM高范圍內,應用松散的土或砂填實后再回填土; 2. 氧氣管道與管的電纜交叉時,最小交叉凈距可減少到0.25MM; 3. 本表建筑物基礎的最小水平凈距的規定 ,是指埋地與同一標高或其上的基礎最外側的最小水平凈距; 4. 敷設在鐵路及不便開挖的道路下面的管段,應加設套管,套管兩端伸出鐵路路基或道路路邊不應小于1M,路基或路邊有排水溝時,應延伸出水溝溝邊1M;套管的管段應盡量減少焊縫; 5. 表列最小水平凈距管線自管壁、溝壁或防護設施的外沿或最外一根電纜算起,道路為城市型時,自路面邊緣算起;為公路型時,自路邊緣算起,鐵路自軌外側算起; 6. 表中管道、電纜和電纜溝最小垂直凈距的規定 ,均指下面管道或管溝外頂與上面管道管底或管溝基礎底之間凈蹺風軌和道路垂直凈距的規定,鐵路自軌底算至管頂;道路自路面結構層底算至管頂。 2 架空敷設 2.1 廠區氧氣管宜架空敷設,氧氣管架空敷設時,氧氣管道可沿生產氧氣或使用氧氣的建筑物構件上敷設,也可沿一級和二級耐火建筑物(防爆廠房除外)外墻架空敷設;架空敷設的氧氣管道不宜與燃油管道共架敷設 ,如必須共架敷設時,氧氣管應在燃油管的上面,且凈距不應小于0.5米; 2.2 除為氧氣管道服務的電控、儀控電纜(或共架敷設的為該類管道服務的專用電纜)外,其余電氣線路不準與氧氣管道共架敷設; 2.3 架空氧氣管道應考慮熱補償,宜設置自然補償器及阻力小的方形補償器; 2.4 輸送潮濕氧氣管道的坡度,一般不得小于0.003度在管道最低點設集水器和排水裝置; 2.5 廠區架空氧氣管道每隔80-100M應設有防雷、防靜電接地措施;直接埋地管可在埋地之前及出地后各接地1次;廠房內氧氣管道應有防靜電接地措施(可與本車間的靜電干線相連接);氧氣管道的法蘭、螺紋接口兩側應用導線作跨接,其電阻應小于0.03歐母;對有陰極保護的管道,不應作接地;在氧氣主管線上,宜配置阻火鋼管; 2.6 氧氣管道不應穿過生活間、辦公室,也不宜穿過不使用氧氣的房間,當必須穿過不使用氧氣的房間,則在該房間內不應有法蘭或螺紋連接口,并且該房間應為一、二級耐火等級; 2.7 氧氣管道不宜穿過高溫及火焰區域,必須通過時,應在該管段增設隔熱措施,管壁溫度不應超過70℃;嚴禁明火及油污靠近氧氣管道及閥門; 2.8 氧氣管道的彎頭、分岔頭不應與閥門出口直接相連;閥門出口側的碳鋼管、不銹鋼管宜有長度不小于5倍管外徑且不小于1.5M的直管段; 2.9 供切焊用氧氣支管與切焊工具或設備用軟管連接時,供氧閥門及切斷閥應設在用非燃燒體材料制作的保護箱內; 2.10 架空氧氣管道與建、構筑物特定地點的最小間距要求應按下表執行; 2.11 氧氣管道與乙炔、氫氣管道共架敷設時,應在乙炔、氫氣管道的下方或支架兩側;與抽質、有可能泄漏腐蝕性介質的管道共架時,應設在該類管道的上方支架兩側; 2.12 使用濕氧的氧氣管道應專門設置排水裝置; 2.13 架空氧氣管道上不宜設置閥門連接。 廠區架空氧氣管道、管架與建筑物、構筑物、鐵路、道路等之間的最小凈距 名稱 最小水平凈距 最小垂直凈距 建筑物有門窗的墻壁外邊或突出部分外邊 建筑物無門窗的墻壁外邊或突出部分外邊 非電氣化鐵路鋼軌 電氣化鐵路鋼軌 道路 人行道 廠區圍墻(中心線) 照明、電信桿柱中心 熔化金屬地點和明火地點 3.0 1.5 3.0 3.0 1.0 0.5 1.0 1.0 10.0 - - 5.5 - 4.5 2.5 - - - 注:1. 表中最小水平凈距:管架從最外邊線算起;道路為城市型時,自路面邊緣算起;為公路型時,自路戶邊緣算起;鐵路自軌外側或按建筑界限算起;人行道自外沿算起;表中最小垂直凈距:管線自防護設施的外緣算起;管架自最低部分算起;鐵路自軌面算起;道路自路拱算起人行道自路面算起;與架空電力線路的距離,應符合GBJ-6183的規定;架空管線、管架跨越電氣化鐵路的最小垂直凈距,應符合有關規范規定;當有大件運輸要求或在檢修期間有大型起吊設施通過的道路,其最小垂直凈距應根據需要確定;表中與建筑物的最小水平凈距的規定,不適用于沿氧氣生產車間或氧氣用戶車間建筑物外墻敷設的管道。 3 車間內部管道的敷設 廠房內氧氣管道宜沿墻、柱或專設的支架架空敷設,其高度應不妨礙交通和便于檢修;當與其他管線共架敷設時,應符合架空敷設中的所有要求;當不能架空敷設時,可以單獨或與其他不燃氣體或液體管道共同敷設在不通行地溝內,也可以和同一使用的燃氣管道同地溝敷設,此情況下,應符合埋地敷設中的所有要求。 3.1 進入用戶車間的氧氣主管,應在車間入口處便于操作、檢修的地方裝設切斷閥,并宜在適當位置裝設放散管,放散管口應伸出墻外并高出附近操作面4M以上的空曠、無明火的地方; 3.2 通往氧氣壓縮機的氧氣管道以及裝有壓力、流量調節閥的氧氣管道上,應在靠近機器入口處或壓力、調節閥的上游側裝設過濾器,過濾器的材料應為不銹鋼或銅基合金; 3.3 主要大用戶車間的氧氣主管,宜裝設流量記錄、累計儀表; 3.4 通過高溫作業以及火焰區域的氧氣管道,應在該管段增設隔熱措施,管壁溫度不應超過70℃; 3.5 穿過墻壁、樓板的管道,應敷設在套管內,并應用石棉或其他不燃材料將套管端頭間隙填實;氧氣管道不應穿過生活間、辦公室,并不宜穿過不使用氧氣的房間,當必須通過不使用氧氣的房間時,則在該房間內的管端上不應有法蘭或螺紋連接接口; 3.6 供切焊用氧的管道與切焊工具或設備用軟管連接時,供氧嘴頭及切斷閥應裝置在用非燃燒材料制作的保護箱內; 3.7 當氧氣管道及閥門安裝在通道一側時,無法避開通道的,應在氧氣管道處安裝防護攔,防止過往車輛等撞傷氧氣管道及閥門。氧氣管道施工完后的吹掃脫脂 氧氣管道在完工后,因為焊接等其它原因,易造成管道內遺留焊渣或其它雜物,在氧氣輸送過程中發生堵塞現象;或在氧氣管道施工過程中氧氣管道再次沾上油污,所以在為保安全,應在管道完工后對氧氣管道進行再次吹掃和脫脂。 4.1 氧氣管道的吹掃在氧氣管道施工完畢后,應視氧氣管道的具體情況進行吹掃工作。如果氧氣管道過長,不易一次吹掃,應視具體情況分段進行,以便于管道中的雜質順利吹出,但具體的吹掃工作應按下例程序進行: 4.1.1 在氧氣進氣端口,接入干燥的壓縮空氣或高壓氮氣(如果實際情況中沒有高壓氮氣,應用瓶裝氮氣進行加壓); 4.1.2 在壓縮空氣或氮氣達到一定壓力時(壓縮空氣或氮氣壓力高低應視管道大小決定,我公司氧氣管道的吹掃氣體壓力最好為10公斤),再完全開啟后端氧氣閥門,使氣流帶動雜質吹出; 4.1.3 氧氣管道吹掃應視吹掃的結果進行,一般應反復進行幾次。直到氧氣管道吹掃干凈為止(直到管道內無雜質吹出)。 4.2 管道的脫脂 在氧氣管道施工完畢后,為防止在施工過程中氧氣管道再次被油污染,避免在使用過程中發生危險,應進行脫脂工作。 在氧氣管道吹掃完畢后,應對管道進行脫脂工作,氧氣管道的脫脂應視管道的長度進行,氧氣管道脫脂管網不易過大,應分段進行(我公司的氧氣管道脫脂應分為以下幾個階段進行:502#一樓兩器工段單獨進行;二.三樓整機廠各條線分別進行,主管道單獨進行;504#B單獨進行)。具體脫脂工作應按下例要求進行: 4.2.1 首先準備好脫脂劑的輸入裝置和回收裝置; 4.2.2 從氧氣管道的進氣端輸入適量的脫脂劑,同時在氧氣管道的未端做好脫脂劑的回收工作; 4.2.3 當脫脂劑輸入完畢后,應輸入干燥的壓縮空氣或氮氣進行加壓吹掃; 4.2.4 脫脂工作應視脫脂的結果反復進行,直到完全脫脂干凈為止;脫脂后應對管道進行再次吹掃; 4.2.5 在脫脂工作進行時應做好通風及安全防護措施,以免脫脂人員發生中毒或其它不安全事故; 4.2.6 在脫脂過程進行時,其他無關人員嚴禁在現場逗留; 5 氧氣管道的施工、驗收及強度和嚴密性試驗。 氧氣管道、閥門及管件等,應無裂紋、鱗皮、夾渣等。接觸氧氣的表面必須徹底除去毛刺、焊瘤、焊渣、粘砂、鐵銹和其他可燃物,保持內壁光滑清潔,管道的除銹應進行到出現本色為止。在安裝過程中及安裝后應采取有效措施,防止受到油脂污染,防止可燃物、銹屑、焊渣、砂土及其他雜物進入或遺留在管內,并應進行嚴格的檢查,氧氣管道上應有醒目的標示色環(氧氣為中間一圈黃色、一圈黑色,兩邊各一圈藍色),以便區分,不得隨意涂改; 焊接碳素鋼氧氣管時,應采用氬弧焊打底,管道的安裝、焊接和施工、驗收除按本規程要求外,并應遵守GBJ235(金屬管道篇)、GBJ236的有關規定。氧氣管道類別應上升一級; 管道、閥門等與氧氣接觸的一切部件、安裝前、檢修后必須進行嚴格的除銹、脫脂、閥門及儀表已在制造廠脫脂,并有可靠的密封包裝及證明時,可不再脫脂。除銹可用噴砂、酸洗,脫脂可用無機非可燃清洗劑、四氯化碳溶劑等方法,并應用紫外線檢查法、樟腦檢查法或溶劑分析法進行檢查,直到合格為止,脫脂后的碳素氧氣管道應立即進行鈍化或充入干燥氮氣封閉管口,進行水壓試驗的管道,脫脂后管內壁必須進行鈍化。 管道、閥門、管件及儀表,在安裝過程中及安裝后,應采取有效措施,防止受到油脂污染,防止可燃物、鐵屑、焊渣、砂土及其他雜物進入或遺留在管內,在進行嚴格的檢查。 氧氣管道安裝后強度及嚴密性試驗,試驗要求應符合以下規定: 5.1 氧氣管道的強度試驗應用不含油的干凈水或干燥空氣、氮氣進行,工作壓力大于3.0MPA的氧氣管道應用水做強度試驗; 5.2 碳素鋼氧氣管道采用水壓法試驗時,試驗前管內壁應進行鈍化處理,奧氏體不銹鋼氧氣管道,水壓試驗時水質中氯離子含量不準超過25G∕M3,否則應采取措施; 5.3 試驗壓力以被試系統的設計壓力作計算基準,當圖紙上列規定時,用系統的工作壓力作試驗壓力計算基準; 5.4 用水做強度試驗時,強度試驗壓力為1.25倍設計壓力,且不小于0.1MPA;設計壓力大于等于10MPA的管道,水壓強度試驗壓力為1.5倍設計壓力,水壓強度試驗時,達到試驗壓力后維持10MIN,檢查管件無變形,無滲漏為合格,試驗結束后應用無水氣體將管內殘液吹掃干凈; 5.5 用氣體做強度試驗時,強度試驗壓力為1.15倍設計壓力并不小于0.1Mpa,用氣體做強度試驗時,升壓應逐級進行,先升50%的試驗壓力,經檢查后,再以10%的試驗壓力級差逐級升壓,每能停留不小于3MIN,達到試驗壓力后穩定5MIN以無變形,無滲漏為合格,設計壓力小于0.1MPA管道,可不分級升壓。用氣體做強度試驗時,應有安全措施,并經主管單位安全部門批準; 5.6 氧氣管道強度試驗合格后應進行嚴密性試驗,嚴密性試驗用介質應是無油、干燥的空氣或氮氣,嚴密性試驗壓力等于管道設計壓力,管道內氣體壓力達到設計壓力后保持24小時,平均每小時泄漏率對室內及地溝管道應不超過0.25%;對室外管道應以不超過0.5%為合格。泄漏率A按式(1)、(2)計算: 當管道公稱直徑DN≤0.3M時 A(%)=[1-(273+T1)P2÷(273+T2)P1]×(100÷24) 當管道公稱直徑DN>0.3M時 A(%)=[1-(273+T1)P2÷(273+T2)P1]×(100÷24)×(0.3÷DN) 式中:P1-試驗開始時的絕對壓力,MPA; P2-試驗終了時的絕對壓力,MPA; T1-試驗開始時的溫度, T2-試驗終了時的溫度, DN-管道公稱直徑,M 氧氣管道在安裝、檢修后或長期停用后再投入使用前,應將管內殘留的水分、鐵屑、雜物等用無油干燥空氣或氮氣吹掃干凈,直至無鐵銹、塵埃及其他雜物為止,吹掃速度應不小于20M∕S,嚴禁用氧氣吹掃管道。 第四節 氧氣的安全輸送及管理 1 輸送氧氣過程中的火災危險性 輸氧管道和閥門引起燃燒和爆炸事故的原因有以下幾方面: 1.1 氧氣管道中的鐵銹、焊渣及其它雜質與管道內壁摩擦,或與閥板、彎管沖撞以及這些物質間的相互沖撞,產生高溫而燃燒。其危險性與雜質的種類、粒度和氧氣流速有直接關系,如:管道中混有氧化鐵皮或焊渣,而氧氣在彎管中的流速為44米每秒時,產生的高溫能使管壁燒紅。如雜質為焦炭粒而氧氣流速為30米每秒;或雜質為無煙煤而氧氣流速為13米每秒時,也能使管壁燒紅。鐵粉的粒度與燃燒溫度的關系如下表所列: 粒度(目) 溫度(℃) 10-20 421 20-30 408 30-50 392 100 385 200 315 1.2 氧氣管道及其配件中的油脂、溶劑和橡膠等可燃物質,在高純度和高壓力的氧氣流中會迅速燃燒,其燃點如下表所示: 幾種可燃物在氧氣中的燃點 名稱 氧氣中的燃點℃ 潤滑油 273-305 鋼紙墊 304 橡膠 130-170 氟橡膠 474 三氯乙烯 392 聚四氟乙烯 507 1.3 氧氣管道中閥門前后的壓力差很大,例如閥前為150大氣壓,溫度20℃,閥后為常壓(1大氣壓)。當閥門急驟打開時,閥后氣體溫度根據絕熱壓縮公式計算可達: T2=T1(P2÷P1)0.2857142=293(151÷1)0.2857142=1228K=955℃ 式中:T2-閥后絕對溫度; T1-閥前絕對溫度; P2-閥前壓力; P1-閥后壓力; K-常數(氧的常數為1.4); (K-1)÷K=(1.4-1)÷1.4=0.2857142 這個溫度基本上已接近幾種常用金屬的熔點。 1.4 在氧氣管道的氣流出口或調節閥處會產生靜電。當氧氣完全干燥又帶有金屬微粒或塵埃時能使靜電放電,電位差可達6000-7000伏。由于液氧的電阻率比較大(1.10X10的14次方),所以液氧系統的設備管道如不接地,也會產生高達數千伏的靜電電位,并有放電危險。 1.5 氧氣管道中最高流速不應超過下表規定: 氧氣工作壓力MPA ≤0.1 >0.1-≤3.0 >3.0-<10 ≥10 最高允許流速M/S 根據管系壓降確定 15(碳鋼) 25(不銹鋼) 10(不銹鋼) 6(銅) 2 預防措施 2.1 焊接氧氣管道時,必須將管內氧氣排盡,并用氮氣置換,當排出的氣體中含氧量低于21%時方可動火,不要使焊瘤在管道內部突出,并不得將焊渣留在管道時,以免摩擦發生事故; 2.2 閥前、閥后、彎管、變徑管和三通等部位應采用銅管或不銹鋼管; 2.3 彎頭不要采用折皺彎管;管接頭不得采用有機物填料,填料及法蘭密封墊應采用不易燃燒的石棉、聚四氟乙烯、退火銅片、退火鋁片等; 2.4 氧氣機器加裝過濾器,開閉閥門動作要緩慢; 2.5 液氧管路面在配置時,不要有過多的彎曲 ,尤其是在下彎處,否則宜造成死角,有使乙炔在此處濃縮和積聚的可能。 3 空調公司氧氣管理要求 由于我公司內使用氧氣點較多,整個管網較為復雜,涉及面廣,且氧氣使用較為頻繁,各閥門開啟次數較多,事故隱患相對較多,因此必須制定完善氧氣管理制度,這是我公司氧氣安全使用的重要保證。目前公司制定了《危險氣體安全管理規范》、《氧氣、天然氣閥門維修注意事項》等一系列規章制度及操作要求,以便更好的管理好和使用好氧氣及相關氣體。 要保證氧氣使用的安全,我公司堅持“誰主管,誰負責”的責任制度,從上到下層層落實到位,每一個工位、每一個閥門、每一段管道、每一把焊槍都有專人負責,嚴格落實公司級、廠級、班組級的日檢、周檢、月檢制度,認真填寫“崗位兩氣檢查表”、“兩氣日檢表”、“兩氣月檢表”,做到能在最短的時間內發現問題、解決問題,將違章操作、泄漏隱患等問題解決于萌芽狀態。同時加強對員工的宣傳、教育力度,使員工了解野蠻操作使用氧氣的危險性,使員工能夠自覺、自愿地規范地使用好氧氣,為我們公司的安全生產打下良好的基礎。 4 氧氣使用及維修。 4.1 生產車間要保持整潔。油紗頭、油抹布等應定時清除,潤滑油應貯存在隔離處所,廢油要及時收集處理,接觸氧氣的工人手上或衣服上沾染油脂應隨時洗凈或將衣服換掉,以免發生危險; 4.2 氧氣的閥門使用等必須由專人負責; 4.3 氧氣閥門的開啟必須緩慢進行,操作時人員應站在閥門的側面,采用帶旁通閥的閥門時應先開啟旁通閥。使下游側先充壓,當主閥兩側壓差小于等于0.3MPa時再開啟主閥,且開關氧氣閥門的人員不得戴沾有油污的手套; 4.4 閥門在未經專業人員許可時,不得亂動; 4.5 閥門按規定開啟后,禁止非調節閥門作調節使用; 4.6 氧氣管道著火時,應立即切斷上側氣源; 4.7 碳鋼氧氣管道應每5年進行一次吹掃,每5年進行一次管壁測試;主要測定彎頭及調節閥后的管道;(我公司現氧氣管道全部更換為不銹鋼管) 4.8 使用濕氧的用戶應定期對管道進行排水作業; 4.9 對氧氣管道進行動火作業前,須先制定動火方案;其內容包含負責人,作業流程圖 操作方案 安全措施 人員分工 監護人 化驗人等,并經有關部門確認后方可進行;(氧氣含量必須控制在21%以下;) 4.10 對氧氣管道或閥門等進行維修作業時應將氧氣進行排空,確認壓力降為零后方可進行作業,作業前必須將工具及備件等進行嚴格的脫脂處理,以免發生燃燒爆炸; 4.11 對氧氣閥門及管道進行維修時,維修人員不得戴沾有油污的手套;維修工具必須是專用,且進行嚴格的脫脂; 4.12 在氧氣維修點周圍10M范圍內不得有明火作業,且維修人員及監護人員的通信工具必須處于關閉狀態;閑雜人員必須請出警界范圍之外; 4.13 如果對氧氣軟管或單向閥的更換應用氮氣對軟管及單向閥進行吹掃,以免軟管內的雜質堵塞管路,發生安全事故; 4.14 維修氧氣閥門及管道的備件嚴禁使用橡膠墊。      氧氣是化學性質非常活潑的氣體,如在工業生產中使用不當,易造成爆炸事故,空調公司使用氧氣作為生產輔助能源,必須確保氧氣的安全使用與管理。

2009年09月12日

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氧氣安全基礎知識

氧氣安全基礎知識 氧氣具有非常強的氧化性和助燃性,可燃物質在純氧中燃點將會降低,而且氧氣管路系統本身對安全性要求較高。空調公司使用氧氣量較大且點較多分布較廣,且管網敷設較為復雜,涉及502#廠房一至三

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