氧是自然界分布最廣泛的元素之一。它以游離狀態(tài)和化合狀態(tài)存在于自然界中,空氣中游離狀態(tài)的氧達(dá)20.93%。化合狀態(tài)的氧存在于水、礦物、植物和動物等物體中。在常溫及大氣壓力下,氧為無色、無味、無臭的透明氣體,比空氣略重。氧的化學(xué)性質(zhì)非常活潑,是強烈的氧化劑和阻燃劑。在一般情況下,他除了與金、銀、鉑及惰性氣體不發(fā)生化合外,與其他物質(zhì)都能化合生成氧化物,氧與其他物質(zhì)化合的過程即為氧化反應(yīng)。氧與可燃?xì)怏w如氫、乙炔、甲烷等按一定比例混合后很容易爆炸。氧經(jīng)壓縮后在輸送過程中如有油脂、氧化鐵銷及其他易燃物質(zhì)存在時,隨著氣流與管壁的摩擦撞擊產(chǎn)生大量摩擦熱,可能會導(dǎo)致管道和設(shè)備的介質(zhì)燃燒或爆炸。壓縮氧氣混雜有水分,會使氧氣管道產(chǎn)生凝結(jié)水,純度越高的氧氣對鋼管的腐蝕越嚴(yán)重。針對氧氣管道的這些特點,在管道安裝及維修中要合理選材,并有相應(yīng)的技術(shù)措施。
工業(yè)生產(chǎn)中使用的氧氣,一種是由制氧直接用管道送往用戶,一種是在制氧車間以15MPa的高壓充瓶,將瓶裝氧氣運往用戶。
氧氣管道修理前應(yīng)將修理斷與管網(wǎng)斷開,并用空氣、氮氣或蒸汽將氧氣全部趕走置換,不留死角。修理完后應(yīng)按照要求進(jìn)行強度和氣密性試驗。試驗合格后,正式送氧前應(yīng)選用氧氣對管道進(jìn)行吹洗,吹洗管道也可應(yīng)用不含油的壓縮空氣或氮氣,氣流速度不小于20m/s,所有管道都應(yīng)吹洗到。在氣流出口處用白紙檢驗,沒有塵粒和水分痕跡為合格。吹洗合格后再用容積不少于吹洗管的3倍氧氣換管內(nèi)的吹洗氣體,且各個死角都應(yīng)該設(shè)法置換到。只管管道的氧氣應(yīng)排至室外,排除口離地面不少于2.5米,并應(yīng)遠(yuǎn)離火源。輸送含濕氧的管道凍結(jié)時只能用熱水或蒸汽融凍,嚴(yán)禁用明火融凍。
廠區(qū)架空氧氣管道支架,應(yīng)采用非燃燒材料制作,在閥門、排水器及其他需要檢查維護的地方應(yīng)安裝梯子和平臺。
含濕氧氣管道,在寒冷地區(qū)應(yīng)采取防凍措施,防凍措施可采用敷設(shè)保溫層或加伴熱管。當(dāng)采用伴熱管時,伴熱管的介質(zhì)應(yīng)采用不超過90℃熱水。
地下鋪設(shè)的管子一般均采用直接埋地鋪設(shè),也可以敷設(shè)在填滿沙子的不通行的地溝內(nèi),但禁止氧氣管道敷設(shè)在通行的地溝內(nèi)。不通行地溝應(yīng)以非燃燒體蓋板,并嚴(yán)禁與其他溝道相通。直接埋地的氧氣管道應(yīng)符合下列要求。
1. 嚴(yán)禁氧氣管道通過煙道、通行地溝和直接靠近50℃的熱體表面。
2. 嚴(yán)禁氧氣管道與電力電信電纜、燃?xì)夤埽ㄓ糜谕荒康牡囊胰补艹猓⑷加凸芊笤O(shè)在一起。
3. 在腐蝕性土壤中敷設(shè)的氧氣管道,外表面應(yīng)包扎防腐絕緣層。
4. 氧氣管道不應(yīng)埋設(shè)在建筑物、構(gòu)筑物,露天堆料場的下面。
5. 氧氣管道的埋地敷設(shè)深度一般不小于0.7m,含濕管道應(yīng)埋在冰凍線以下,如敷設(shè)在冰凍層內(nèi)時,管道應(yīng)有防凍措施。
6. 氧氣管道的閥門可直接埋地,但要設(shè)閥罩,安裝在檢查井內(nèi)時,井應(yīng)單獨設(shè)置,嚴(yán)禁其他管道穿越。
7. 埋地氧氣管道與其他管線之間的最小凈距離要滿足要求。
氧氣管道的選用在一般情況下以碳素鋼管為主,但由于碳素鋼管在低溫條件下(低于-40℃)會變脆,失去韌性,也由于其在純氧中易銹蝕,特殊情況下燃燒,故在某些管路上不用碳素鋼管而用不銹鋼管、銅管或鋁合金管。此外,氧氣管道選材時,還應(yīng)注意以下幾點。
1. 工作壓力超過1.6MPa的氧氣管道,選用碳素鋼管時,在閥門、流量孔板后需裝一段長度5倍于管道直徑,且不小于1.5m的等徑銅管,以免氣流通過閥門或孔板時產(chǎn)生火花,引起事故。
2. 調(diào)節(jié)閥組的管道,不論管徑或壓力多大,都應(yīng)采用不銹鋼管和銅管。
3. 直接埋地的氧氣管道,不論壓力高低,均采用無縫鋼管。
4. 溫度低于-40℃的氧氣管道,無論壓力高低,均應(yīng)選用有色金屬管,以避免由于鋼管韌性降低變脆而發(fā)生事故。
由于氧氣具有阻燃的特性,所以氧氣管道所用的一切管材、管件、閥件等均應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格脫脂。由于操作不當(dāng),脫脂劑用量不準(zhǔn),使管道脫脂不徹底或管道中個別附件進(jìn)行脫脂,是非常危險。氧氣管道或設(shè)備爆炸,很多脫脂不徹底造成的。管道脫脂方法見第二章。氧氣管道法蘭用的墊片應(yīng)無油脂,并考慮墊片可能擠壓裂碎掉入管內(nèi),造成氧氣管道燃燒,因此不能選用易是燃材料制成的墊片。氧氣管道輸送的介質(zhì)無論液態(tài)或氣態(tài)氧,均應(yīng)可靠接地。