上海申弘閥門有限公司
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氧氣閥門站設(shè)計規(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，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內(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。使用時先打開總開關(guān)，然后順時針轉(zhuǎn)動低壓表壓力調(diào)節(jié)螺桿，使其壓縮主彈簧并傳動薄膜、彈簧墊塊和頂桿而將活門打開。這樣進口的高壓氣體由高壓室經(jīng)節(jié)流減壓后進入低壓室，并經(jīng)出口通往工作系統(tǒng)。轉(zhuǎn)動調(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到所需的壓力值。
氧氣閥門都裝有安全閥。它是保護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，安全閥會自動打開排氣。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。進口壓力大多為，低進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，在使用時應(yīng)保持兩個半球面的光潔，以確保良好的氣密效果。安裝前可用高壓氣體吹除灰塵。必要時也可用聚四氟乙烯等材料作墊圈。
(3)氧氣閥應(yīng)嚴禁接觸油脂，以免發(fā)生火警事故。
(4)停止工作時，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，不可與腐蝕性物質(zhì)相接觸。
一、氧氣閥門站設(shè)計規(guī)范設(shè)計壓力對氧氣閥門材質(zhì)的限制
《氧氣站設(shè)計規(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)計壓力大于0.1MPa的氧氣管道上，不得采用閘閥；
2 設(shè)計壓力大于或等于1.0MPa且公稱直徑大于或等于150mm的氧氣管道上的手動閥門，宜設(shè)旁通閥；
3 設(shè)計壓力大于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)計規(guī)范介質(zhì)流速對氧氣閥門材質(zhì)的限制
《氧氣站設(shè)計規(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)按下列條件計算確定：
1 計算流量應(yīng)采用該管系低工作壓力、工作溫度時的實際流量；
2 流速應(yīng)為工作壓力下的管內(nèi)氧氣實際流速，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)中流動會發(fā)生改變，歐洲工業(yè)氣體協(xié)會(EIGA)制定的標準 IGC Doc 13/12E《Oxygen Pipeline and Piping Systems》中將氧氣工況劃分為“撞擊場合”和“非撞擊場合”。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管壁的撞擊，這樣的位置稱為“撞擊場合”。“撞擊場合”容易發(fā)生激發(fā)能源，引起燃燒與爆炸，是危險場合，安全控制要求更加嚴格。 氧氣閥門就是典型的“撞擊場合”。
《氧氣用閥門 技術(shù)條件》(JB/T 12955-2016)中給出流速計算的方法：
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)實際截面積進行計算。對于閥內(nèi)結(jié)構(gòu)有明顯節(jié)流的閥門，應(yīng)以相應(yīng)開度時，閥前壓力下的體積流率與節(jié)流口面積作為計算流速的依據(jù)，并據(jù)此選擇閥門內(nèi)件材質(zhì)。對于閥門出口流速，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，因為截面積發(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 對閥門的材質(zhì)和流速之間的關(guān)系作出了如下的補充：
5.3.2 當(dāng)閥門流道內(nèi)的流速超過表1的范圍時，閥體應(yīng)選用相應(yīng)壓力下的豁免材料，豁免材料對應(yīng)厚度下的豁免壓力見表3。
三 、氧氣閥門站設(shè)計規(guī)范禁油脫脂
根據(jù)《氧氣用閥門 技術(shù)條件》(JB/T 12955-2016) 中對于脫脂處理的定義如下：“用無機非可燃清洗劑、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。在氧氣通過閥門時產(chǎn)生摩擦，引起燃燒或爆炸等危險后果。
四、安裝要求
氧氣閥門對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，沖擊較為嚴重，不宜緊接安裝彎通、三通，同時宜保證5-8倍的直管段。
氧氣閥門站設(shè)計規(guī)范氧氣閥門安裝注意事項
（1）凡與氧接觸的部位要嚴格脫脂，脫脂后用不含油的干空氣或氮氣吹凈。
（2）焊接應(yīng)采用氬弧焊或電弧焊。
氧氣閥門操作注意事項
（1）開關(guān)氧氣閥門時應(yīng)緩慢進行，操作人員應(yīng)站在閥門的側(cè)面，開啟要一次到位。
（2）嚴禁用氧氣吹刷管道或用氧氣試漏、試壓。
（3）實行操作票制度，事先對操作目的、方法、條件作出較詳細的說明和規(guī)定。
（4）直徑大于70mm的手動氧氣閥門，當(dāng)閥前后壓差縮小到0.3MPa以內(nèi)時才允許操作。
氧氣閥門維護保養(yǎng)注意事項
（1）氧氣管道要經(jīng)常檢查維護，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，1年1次。
（3）完善接地裝置。
（4）動火作業(yè)前，應(yīng)進行置換，吹掃，吹出氣體中氧含量在18%～23%時為合格。
（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)或維護沒跟上很容易就會導(dǎo)致氣體泄漏的危機發(fā)生，一些氣體可能會對環(huán)境，安全造成重大威脅，所以不知道這些知識的朋友還是好好記一下吧。
五、氧氣閥門站設(shè)計規(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)流動方向是下進上出。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)用場合較Monel K500有優(yōu)勢，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，因為堆焊時由于工藝水平限制，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)因為氧氣在流動中遇到毛刺或凹槽，都會產(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到 ISO 8051-1 Sa2的要求。
