氧氣閥門後直管段

A. 氣體閥門簡介

氧氣閥門在物理化學實驗中，經常要用到氧氣、氮氣、氫氣、氬氣等氣體。這些氣體一般都是貯存在專用的

高壓氣體鋼瓶中。使用時通過減壓閥使氣體壓力降至實驗所需范圍，再經過其它控制閥門細調，使氣體輸入使用系統。最常用的減壓閥為氧氣減壓閥，簡稱氧氣表。
氧氣閥門的工作原理
氧氣閥門的外觀及工作原理。
氧氣閥門的高壓腔與鋼瓶連接，低壓腔為氣體出口，並通往使用系統。高壓表的示值為鋼瓶內貯存氣體的壓力。低壓表的出口壓力可由調節螺桿控制。
使用時先打開鋼瓶總開關，然後順時針轉動低壓表壓力調節螺桿，使其壓縮主彈簧並傳動薄膜、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節流減壓後進入低壓室，並經出口通往工作系統。轉動調節螺桿，改變活門開啟的高度，從而調節高壓氣體的通過量並達到所需的壓力值。
氧氣閥門都裝有安全閥。它是保護減壓閥並使之安全使用的裝置，也是減壓閥出現故障的信號裝置。如果由於活門墊、活門損壞或由於其它原因，導致出口壓力自行上升並超過一定許可值時，安全閥會自動打開排氣。
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格。最高進口壓力大多為，最低進口壓力不小於出口壓力的2.5倍。出口壓力規格較多，一般為，最高出口壓力為。
(2)安裝減壓閥時應確定其連接規格是否與鋼瓶和使用系統的接頭相一致。減壓閥與鋼瓶採用半球面連接，靠旋緊螺母使二者完全吻合。因此，在使用時應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)氧氣閥門應嚴禁接觸油脂，以免發生火警事故。本類閥門在管道中一般應當水平安裝。
(4)停止工作時，應將減壓閥中余氣放凈，然後擰松調節螺桿以免彈性元件長久受壓變形。
(5)減壓閥應避免撞擊振動，不可與腐蝕性物質相接觸。
其它氣體減壓閥
有些氣體，例如氮氣、空氣、氬氣等永久性氣體，可以採用氧氣減壓閥。但還有一些氣體，如氨等腐蝕性氣體，則需要專用減壓閥。市面上常見的有氮氣、空氣、氫氣、氨、乙炔、丙烷、水蒸氣等專用減壓閥。
這些減壓閥的使用方法及注意事項與氧氣減壓閥基本相同。但是，還應該指出:專用減壓閥一般不用於其它氣體。為了防止誤用，有些專用減壓閥與鋼瓶之間採用特殊連介面。例如氫氣和丙烷均採用左牙螺紋，也稱反向螺紋，安裝時應特別注意。

2防範措施
設計有關法規、標准規定
設計應符合1981年冶金部頒發的《鋼鐵企業氧氣管網的若干規定》，以及《氧氣及相關氣體安全技術規程》（GB16912-1997）、《氧氣站設計規范》（GB50030-91）等法規標準的要求。
（1） 碳素鋼管中氧氣的最大流速應符合表4。
（2）為防止著火，在氧氣閥門後，均應連接一段其長度不少於5倍管徑，且不少於1.5m的銅基合金或不銹鋼的管道。
（3）氧氣管道應盡量少設彎頭和分岔頭，工作壓力高於0.1MPa的氧氣管道彎頭，應採取沖壓成閥型法蘭製作。分岔頭的氣流方向，應與主管氣流方向成45°到60°角。
（4）在對焊凹凸法蘭中，採用紫銅焊絲作O型密封圈，是氧氣用法蘭抗燃性可靠的密封形式。
（5）氧氣管道應有導電的良好裝置，接地電阻應小於10Ω，法蘭間電阻應小於0.03Ω。
（6）車間內主要氧氣管道的末端應加設放散管，以利氧氣管道的吹掃和置換，在較長的氧氣管道進入車間調節閥前，應設過濾器。
安裝注意事項
（1）凡與氧接觸的部位要嚴格脫脂，脫脂後用不含油的干空氣或氮氣吹凈。
（2）焊接應採用氬弧焊或電弧焊。
操作注意事項
（1）開關氧氣閥門時應緩慢進行，操作人員應站在閥門的側面，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定。
（4）直徑大於70mm的手動氧氣閥門，當閥前後壓差縮小到0.3MPa以內時才允許操作。
維護保養注意事項
（1）氧氣管道要經常檢查維護，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）動火作業前，應進行置換，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、管件選用應符合《氧氣及相關氣體安全技術規程》（GB16912-1997）的有關規定。
（6）建立技術檔案，培訓操作，檢修，維護人員。
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）提高科學技術水平。
（4）不斷完善送氧方案。

3氧氣閥門燃燒爆炸危險性分析及預防措施
氧氣閥門燃燒爆炸原因分析
1.管道內的鐵銹、粉塵、焊渣與管道內壁或閥口摩擦產生高溫發生燃燒
這種情況與雜質的種類、粒度及氣流速度有關，鐵粉易與氧氣發生燃燒，且粒度越細，燃點越低；氣速越快，越易發生燃燒。
2.管道內或閥門存在油脂、橡膠等低燃點的物質，在局部高溫下引燃。
3.絕熱壓縮產生的高溫使可燃物燃燒。閥前為15MPa，溫度為20℃，閥後為常壓0.1MPa，若將閥門塊速打開，閥後氧氣溫度按絕熱壓縮公式計算可達553℃，這已達到或超過某些物質的著火點。
4.高壓純氧中可燃物的燃點降低是氧氣管道閥門燃燒的誘因。氧氣管道和閥門在高壓純氧中，其危險性是非常大的，試驗證明，著火的引爆能與壓力平方成反比，這些對氧氣管道和閥門構成了極大的威脅。

B. 管道閥門配管前一後三是什麼

管道閥門配管前一後三是指管道閥門的前後直管段要求，
也就是管道閥門前需要直管段長度一倍的管道直徑，
是管道閥門後需要直管段長度三倍的管道直徑。

C. 氧氣管道發生爆炸有哪些原因，要注意

氧氣管道發生爆炸有哪些原因，要注意哪些安全事項?

作者：李波

企業內的氧氣輸送管道為3MPa以上的壓力管道，曾經發生過多起管道燃燒、爆炸

的事故，並且多數是在閥門開啟時。氧氣管道材質為鋼管，鐵素體在氧中一旦著火，其燃燒熱非常大，溫度急劇上升，呈白熱狀態，鋼管會被燒熔化。其反應式為

3Fe+2O2(點燃）==Fe3O4（藍黑色）
4Fe+3O2(570℃以上）==2Fe2O3（紅色）
2Fe+O2（高溫）==2FeO（鐵過量）

分析其原因，必定要有突發性的激發能源，加之閥門內有油脂等可燃物質才能引起。激發能源包括機械能(撞擊、摩擦、絕熱壓縮等)、熱能(高溫氣體、火焰等)、電能(電火花、靜電等)等。

氣體被絕熱壓縮時，其溫度升高與壓力升高的關系為

如果初溫T1=300K，(/)=20，則壓縮後的溫度可達T2=704K。當突然打開閥門時，壓力為=2MPa的氧氣充至常壓的管道中，會將內部壓力為=0.1MPa的氧氣壓縮，溫度升高。

如果管道內有鐵銹、焊渣等雜物，會被高速氣流帶動，與管壁產生摩擦，或與閥門內件、彎頭等產生撞擊，產生熱量而溫度升高。

如果管道沒有良好的接地，氣流與管壁摩擦產生靜電。當電位積聚到一定的數值時，就可能產生電火花，引起鋼管在氧氣中燃燒。

為了防止氧氣管道的爆炸事故，對氧氣管道的設計、施工作了以下規定：

1)限制氧氣在碳素鋼管中的最大流速。見表52；

表52碳素鋼管中氧氣的最大流速

氧氣工作壓力/MPa ≤0.1 0.1～0.6 0.6～1.6 1.6～3.0

氧氣流速/m•s-1 20 13 10 8

2)在氧氣閥門後，應連接一段長度不小於5倍管徑、且不小於1.5m的銅基合金或不銹鋼管道；

3)應盡量減少氧氣管道的彎頭和分岔頭，並採用沖壓成型；

4)在對焊的凹凸法蘭中，應採用紫銅焊絲作O型密封圈；

5)管道應有良好的接地。接地電阻應小於10Ω，法蘭間總電阻應小於0.03Ω；

6)車間內主要氧氣管道的末端，應加設放散管，以利於吹掃和置換；

7)管道及附件應嚴格脫脂，並用無油干空氣或干氮氣吹凈。

在操作、維護時，應注意以下事項：

1)對直徑大於70mm的手動氧氣閥門，只有當前後壓差小於0.3MPa以內才允許操作。氧氣閥門的操作必須緩慢；

2)氧氣管道要經常檢查、維護。除銹刷漆3至5年一次。應與氧氣貯罐相配合。3至5年測一次壁厚。管路上的安全閥、壓力表每年要作校驗，以保證其正常工作；

3)當氧氣管道系統帶有液氧氣化設施時，切忌低溫液氧進入常溫氧氣管道，以免氣化超壓；

4)保證氧氣管道的接地裝置完善、可靠；

5)要有氧氣管網完整的技術檔案、檢修記錄。

D. 壓力管道設計中氧氣管道閥門前後直管段是否有要求

有的，你去看看《深度冷凍法生產氧氣及相關氣體安全技術規程》GB16912-2008 第8.1.6 條款。

E. 氧氣瓶閥的構造

國產的氧氣閥l構造分為三種：一種是活瓣式，一種是隔膜式、還有一種針型式。隔膜式閥版門氣宅性好，但容易損權壞，使用壽命短。因此目前多採用活瓣式閥門和針型式閥門（通過閥桿直接密封），其全構如圖所示。
活瓣式瓶閥結構主要有閥體、密封墊圈、手輪、壓緊螺母、閥譽、開關片、活門及安全裝置等組成。除手輪、開並片、密封墊圈外，譽余都是由黃銅或青銅壓制和機加工而成的。為使瓶口和瓶閥緊譽結合，將閥體和氧氣瓶口結合的一端，加工成錐形管螺紋，以旋卧氣瓶口內，閥體的出氣口處，加工成定型螺紋，用以連接減壓器。翻體的出氣口背面，裝有安全裝置。斷使用氧氣時，將手輪逆時針方向漩轉，是開啟氧氣閥門。旋轉手輪時，淤桿也隨之轉動，再通過開關片使活豹一起轉動，造成活門向上或向下移知。活門向上移動，氣「：開啟，瓶內的取氣從出氣口噴出。活門向下壓緊時，由於活門內嵌有用尼龍材料製成的氣門墊，因此可以使活門密閉。瓶閥活門上下移動的范圍為1. 5-3mm。

F. 氧氣管道安裝流量計前5後3對嗎

從理論上來說，前5後3是可以的，如果現場空間允許，建議再大一倍就完美了，可以使用V錐流量計計量，對管道要求低。

G. 氧氣瓶閥門後小口不出氣怎麼辦

氧氣瓶閥門小口不出氣，那麼只有兩個原因，第一個閥門沒有打開，第二個小口被堵塞了，那麼拿小針或者牙簽的有尖兒的一頭去通一桶通快就好了

H. 氧氣管道施工規范

氧氣管道施工規范應當根據GB 50030-2013 《氧氣站設計規范》第11.0.19條要求，也就是以下要求：
1 氧氣管道、閥門及管件應無裂縫、鱗皮、夾渣等。接觸氧氣的表面必須徹底去除毛刺、焊瘤、焊渣、粘砂、鐵銹和其他可燃物等，保持內壁光滑清潔。管道內、外表面除銹應進行到出現本色為止；
2 管道、閥門、管件、儀表、墊片及與氧氣直接接觸的其他附件的脫脂應符合現行行業標准《脫脂工程施工及驗收規范》HG 20202或施工設計文件的規定。脫脂合格後的氧氣管道應封閉管口，並宜充入乾燥氮氣；
3 碳鋼材質的氧氣管道的焊接應採用氬弧焊打底。不銹鋼管道的焊接應採用氬弧焊；
4 氧氣管道焊縫質量應採用射線照相檢驗。對液氧管道及氧氣管道設計壓力大於4.0MPa時，應進行100％的射線照相檢驗，其質量等級不得低於Ⅱ級；氧氣管道設計壓力1.0MPa～4.0MPa時，可抽樣檢驗。抽檢比例固定焊口宜為40％，轉動焊口宜為15％，其質量等級不得低於Ⅱ級；氧氣管道設計壓力小於1.0MPa時，抽檢比例不得低於5％，其質量等級不得低於Ⅲ級；
5 氧氣管道的試驗介質及試驗壓力應符合表11.0.19的規定；