上海申弘閥門有限公司
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氧氣閥門站設(shè)計(jì)規(guī)范由于氧氣是助燃物質(zhì)，稍有不慎容易引起爆炸事故。氧氣閥門的材質(zhì)受到工況的壓力和流速限制，是為了防止和減少氧氣的湍流裝擊，以及防止管道中有顆粒雜質(zhì)的撞擊。在氧氣閥門選型時(shí)，應(yīng)根據(jù)閥內(nèi)流速，充分考慮摩擦、靜電及非金屬引燃、可能的污染物(碳素鋼表面銹蝕)等因素，嚴(yán)格控制材質(zhì)選擇。氧氣閥門的高壓腔與鋼瓶連接，低壓腔為氣體出口，并通往使用系統(tǒng)。高壓表的示值為鋼瓶?jī)?nèi)貯存氣體的壓力。低壓表的出口壓力可由調(diào)節(jié)螺桿控制。使用時(shí)先打開總開關(guān)，然后順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)低壓表壓力調(diào)節(jié)螺桿，使其壓縮主彈簧并傳動(dòng)薄膜、彈簧墊塊和頂桿而將活門打開。這樣進(jìn)口的高壓氣體由高壓室經(jīng)節(jié)流減壓后進(jìn)入低壓室，并經(jīng)出口通往工作系統(tǒng)。轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺桿，改變活門開啟的高度，從而調(diào)節(jié)高壓氣體的通過量并達(dá)到所需的壓力值。
氧氣閥門都裝有安全閥。它是保護(hù)減壓閥并使之安全使用的裝置，也是減壓閥出現(xiàn)故障的信號(hào)裝置。如果由于活門墊、活門損壞或由于其它原因，導(dǎo)致出口壓力自行上升并超過一定許可值時(shí)，安全閥會(huì)自動(dòng)打開排氣。本類閥門在管道中一般應(yīng)當(dāng)水平安裝。
氧氣閥門站設(shè)計(jì)規(guī)范氧氣閥門的使用方法
(1)按使用要求的不同，氧氣減壓閥有許多規(guī)格。進(jìn)口壓力大多為，低進(jìn)口壓力不小于出口壓力的2.5倍。出口壓力規(guī)格較多，一般為，出口壓力為。
(2)安裝減壓閥時(shí)應(yīng)確定其連接規(guī)格是否與鋼瓶和使用系統(tǒng)的接頭相一致。減壓閥與鋼瓶采用半球面連接，靠旋緊螺母使二者*吻合。因此，在使用時(shí)應(yīng)保持兩個(gè)半球面的光潔，以確保良好的氣密效果。安裝前可用高壓氣體吹除灰塵。必要時(shí)也可用聚四氟乙烯等材料作墊圈。
(3)氧氣閥應(yīng)嚴(yán)禁接觸油脂，以免發(fā)生火警事故。
(4)停止工作時(shí)，應(yīng)將減壓閥中余氣放凈，然后擰松調(diào)節(jié)螺桿以免彈性元件長久受壓變形。
(5)氧氣閥應(yīng)避免撞擊振動(dòng)，不可與腐蝕性物質(zhì)相接觸。
一、氧氣閥門站設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)壓力對(duì)氧氣閥門材質(zhì)的限制
《氧氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50030-2013 ) 中關(guān)于氧氣閥門形式、材質(zhì)和壓力之間的要求如下：
11.0.10 氧氣管道的閥門應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 設(shè)計(jì)壓力大于0.1MPa的氧氣管道上，不得采用閘閥；
2 設(shè)計(jì)壓力大于或等于1.0MPa且公稱直徑大于或等于150mm的氧氣管道上的手動(dòng)閥門，宜設(shè)旁通閥；
3 設(shè)計(jì)壓力大于1.0MPa，公稱直徑大于或等于150mm的氧氣管道上經(jīng)常操作的閥門，宜采用氣動(dòng)閥門；
4 閥門材料選用應(yīng)符合表11.0.10的規(guī)定。
《氧氣用閥門 技術(shù)條件》(JB/T 12955-2016)中對(duì)氧氣閥門材質(zhì)和壓力之間的要求如下：
備注：銅合金（copper alloy）以純銅為基體加入一種或幾種其他元素所構(gòu)成的合金。鎳基合金是指在650～1000℃高溫下有較高的強(qiáng)度與一定的抗氧化腐蝕能力等綜合性能的一類合金。
二、氧氣閥門站設(shè)計(jì)規(guī)范介質(zhì)流速對(duì)氧氣閥門材質(zhì)的限制
《氧氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50030-2013 )中關(guān)于氧氣閥門材質(zhì)和流速之間的要求如下：
11.0.8 氧氣管道的管徑應(yīng)按下列條件計(jì)算確定：
1 計(jì)算流量應(yīng)采用該管系低工作壓力、工作溫度時(shí)的實(shí)際流量；
2 流速應(yīng)為工作壓力下的管內(nèi)氧氣實(shí)際流速，氧氣管道內(nèi)的流速不得超過表11.0.8的規(guī)定。中對(duì)氧氣閥門材質(zhì)和流速之間的要求如下：
5.2.5 閥門體內(nèi)的流速應(yīng)不高于氧氣管道流速的限制，不同材料管道的氧氣流速限制按表1的規(guī)定。
在氧氣流體輸送的過程中，氧氣在管道系統(tǒng)中流動(dòng)會(huì)發(fā)生改變，歐洲工業(yè)氣體協(xié)會(huì)(EIGA)制定的標(biāo)準(zhǔn) IGC Doc 13/12E《Oxygen Pipeline and Piping Systems》中將氧氣工況劃分為“撞擊場(chǎng)合”和“非撞擊場(chǎng)合”。同樣在《深度冷凍法生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》( GB16912-2008 )中也參考了EIGA的劃分方式。其定義：使氧氣流動(dòng)方向突然改變或產(chǎn)生旋渦的位置，從而引起氧氣中夾帶的顆粒對(duì)管壁的撞擊，這樣的位置稱為“撞擊場(chǎng)合”。“撞擊場(chǎng)合”容易發(fā)生激發(fā)能源，引起燃燒與爆炸，是危險(xiǎn)場(chǎng)合，安全控制要求更加嚴(yán)格。 氧氣閥門就是典型的“撞擊場(chǎng)合”。
《氧氣用閥門 技術(shù)條件》(JB/T 12955-2016)中給出流速計(jì)算的方法：
5.2.4 按使用管道的工況條件，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┛刂崎y門流道內(nèi)的流速，流速應(yīng)以閥門內(nèi)實(shí)際截面積進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于閥內(nèi)結(jié)構(gòu)有明顯節(jié)流的閥門，應(yīng)以相應(yīng)開度時(shí)，閥前壓力下的體積流率與節(jié)流口面積作為計(jì)算流速的依據(jù)，并據(jù)此選擇閥門內(nèi)件材質(zhì)。對(duì)于閥門出口流速，應(yīng)以節(jié)流后壓力下的體積流率及閥門出口面積作為計(jì)算流速的依據(jù)。
自控貓備注： 閥門內(nèi)部的流速要高于管道的流速，因?yàn)榻孛娣e發(fā)生了變化，所以根據(jù)上表1去選擇的話，不大好把握。 因此JB/T12955-1026 對(duì)閥門的材質(zhì)和流速之間的關(guān)系作出了如下的補(bǔ)充：
5.3.2 當(dāng)閥門流道內(nèi)的流速超過表1的范圍時(shí)，閥體應(yīng)選用相應(yīng)壓力下的豁免材料，豁免材料對(duì)應(yīng)厚度下的豁免壓力見表3。
三 、氧氣閥門站設(shè)計(jì)規(guī)范禁油脫脂
根據(jù)《氧氣用閥門 技術(shù)條件》(JB/T 12955-2016) 中對(duì)于脫脂處理的定義如下：“用無機(jī)非可燃清洗劑、二氯乙烷、三氯乙烯等溶劑或超聲波方法去除零件表面油污的處理過程”。
閥體和閥內(nèi)件在組裝前后都應(yīng)該進(jìn)行禁油脫脂處理，以防止內(nèi)腔在制造過程中產(chǎn)生或遺留的鐵屑、油脂、灰塵、極小的固體顆粒等。在氧氣通過閥門時(shí)產(chǎn)生摩擦，引起燃燒或爆炸等危險(xiǎn)后果。
四、安裝要求
氧氣閥門對(duì)安裝也有一定的要求。《深度冷凍法生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》( GB16912-2008 )中8.1.6提到：氧氣管道的彎頭、三通不應(yīng)與閥門出口直接連接。調(diào)節(jié)閥組、干管閥門、供一個(gè)系統(tǒng)的支管閥門、車間入口閥門， 其出口側(cè) 的管道宜有長度不小于5倍管道公稱直徑且不小于1.5m的直管段。IGC Doc 13/12/E 第5.2.1條明確管道的沖擊場(chǎng)合包括且又不限于列出的工況，如三通、彎通等。且第5.3.2.3款指出節(jié)流閥和工藝控制閥紊流和撞擊工況不僅在閥門的閥芯閥座中存在，而且會(huì)延伸到下游8倍管道公稱直徑的長度。可以看出， 閥門出口流速變化較快，沖擊較為嚴(yán)重，不宜緊接安裝彎通、三通，同時(shí)宜保證5-8倍的直管段。
氧氣閥門站設(shè)計(jì)規(guī)范氧氣閥門安裝注意事項(xiàng)
（1）凡與氧接觸的部位要嚴(yán)格脫脂，脫脂后用不含油的干空氣或氮?dú)獯祪簟?br />（2）焊接應(yīng)采用氬弧焊或電弧焊。
氧氣閥門操作注意事項(xiàng)
（1）開關(guān)氧氣閥門時(shí)應(yīng)緩慢進(jìn)行，操作人員應(yīng)站在閥門的側(cè)面，開啟要一次到位。
（2）嚴(yán)禁用氧氣吹刷管道或用氧氣試漏、試壓。
（3）實(shí)行操作票制度，事先對(duì)操作目的、方法、條件作出較詳細(xì)的說明和規(guī)定。
（4）直徑大于70mm的手動(dòng)氧氣閥門，當(dāng)閥前后壓差縮小到0.3MPa以內(nèi)時(shí)才允許操作。
氧氣閥門維護(hù)保養(yǎng)注意事項(xiàng)
（1）氧氣管道要經(jīng)常檢查維護(hù)，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(yàn)，1年1次。
（3）完善接地裝置。
（4）動(dòng)火作業(yè)前，應(yīng)進(jìn)行置換，吹掃，吹出氣體中氧含量在18%～23%時(shí)為合格。
（5）閥門、法蘭、墊片及管材、管件選用應(yīng)符合《氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》（GB16912-1997）的有關(guān)規(guī)定。
（6）建立技術(shù)檔案，培訓(xùn)操作，檢修，維護(hù)人員。
氧氣閥門其他安全措施
（1）提高施工、檢修及操作人員對(duì)安全的重視程度。
（2）提高管理人員的警惕性。
（3）提高科學(xué)技術(shù)水平。
（4）不斷完善送氧方案。
氧氣閥門常用來控制氣體貯備中，如果日常操作不當(dāng)或維護(hù)沒跟上很容易就會(huì)導(dǎo)致氣體泄漏的危機(jī)發(fā)生，一些氣體可能會(huì)對(duì)環(huán)境，安全造成重大威脅，所以不知道這些知識(shí)的朋友還是好好記一下吧。
五、氧氣閥門站設(shè)計(jì)規(guī)范氧氣閥門選型總結(jié)
5.1 閥門類型
氧氣管道上的閥門應(yīng)選用氧氣閥， 國內(nèi)氧氣管道上多選用截止閥 ，普通閥門介質(zhì)流動(dòng)方向是下進(jìn)上出。在氧氣工況下，閥門流道與普通閥門有所不同， 選擇上進(jìn)下出 ，以保證閥桿受力良好，且閥芯快速關(guān)閉。
5.2 閥體材質(zhì)
建議在3MPa以下選用不銹鋼；在3MPa以上選用 Inconel 625 或Monel 400 合金鋼。
5.3 閥內(nèi)件材質(zhì)
常規(guī)做氧氣閥門內(nèi)件只有Inconel 和 Monel，但是由于Inconel 625在高溫應(yīng)用場(chǎng)合較Monel K500有優(yōu)勢(shì)，故選擇如下：
(1) 閥內(nèi)件選用 Inconel 625加表面硬化處理；
(2) 閥桿/套筒材質(zhì)選用 Inconel X-750 或 Inconel 718；
(3) 閥門盡量不做縮徑處理，保持與原有管道同口徑；且閥芯閥座不宜做硬質(zhì)堆焊，因?yàn)槎押笗r(shí)由于工藝水平限制，易產(chǎn)生一定的不安全因素；
(4) 閥門密封環(huán)材質(zhì)選用無油脂模壓石墨(含碳量低)；
(5) 上閥蓋選用雙填料，填料選用耐高溫?zé)o油脂石墨(可耐468℃)；
(6)因?yàn)檠鯕庠诹鲃?dòng)中遇到毛刺或凹槽，都會(huì)產(chǎn)生高速摩擦，積聚大量熱能，如果遇到碳化合物可能發(fā)生爆炸，閥門內(nèi)件表面的光潔度要達(dá)到 ISO 8051-1 Sa2的要求。
