氫氣管道規(guī)范

1、12氫氣管道12. 0.1氣體的流速有經(jīng)濟流速和安全流速之分，對可燃性氣體主要應(yīng)著眼于安全流速。氫氣具有著火能量 低，與空氣、氧混合嫌燒和爆炸極限寬，燃燒速度快等特點，所以在生產(chǎn)和使用過程中的嫌燒、爆炸問題 應(yīng)待別注意。氫與空氣威與氧混合形成處于爆炸極限范國內(nèi)的可燃性混合物和著火源同時存在，是嫌燒和 爆炸的兩個基本條件。為此，應(yīng)管理好可燃燒性物質(zhì)，防止氫氣泄漏、逸出和積累，注意系統(tǒng)的密封、抑 制和監(jiān)視爆炸性遏合物的形成。同時要管理好著火遞。著火源分自嫌和外因點燃兩大類?；鹪吹男纬珊托?質(zhì)見表6。表6 火源的形成和性質(zhì)氫氣在管道內(nèi)流動.片流速大，與管壁摩擦增強，特別是管道內(nèi)含有鐵銹雜質(zhì)時.形成靜

2、電火花c據(jù)美國宇航局統(tǒng)計的96次氫氣事故中氫氣釋放到大氣與空氣混合后若火事故占62%,靜電引起 的若火事故占。笫年以來，氫氣管道設(shè)計中控制流速為8m/s.木規(guī)范修訂前規(guī)定礦鋼管中氫氣報大 流速：X壓力大于MPa時為8m/s.MPa為12m/s：不銹鋼管為15m/s-原規(guī)范執(zhí)行中一些啟位詢問 和提供超過規(guī)定最大流速的有關(guān)問題和悄況.如揚子石化一巴斯夫公司提供，該公司相關(guān)石化裝宜的氫氣 流速采用小于20m/so近年來，隨著我國引進技術(shù)、設(shè)備和技術(shù)交往，許女貳位實際又突破原規(guī)范的規(guī)定流速。國內(nèi)已建部分氫氣管道流速見表7。後7國內(nèi)部分丫1元氫氣管道流速從表7可見，氫氣流速比修訂前規(guī)定流速有所提高是可行

3、的。為確保安全生產(chǎn)，應(yīng)在接地、防泄盪方面加強技術(shù)措施。隨著技術(shù)、材料及施工管理水平的提高，這是完全可以做到的，如：管道內(nèi)墮 除銹至本色：碳鋼管蔻弧焊作底焊，防焊渣落入管道中；安裝過程中籾安裝后防止焊渣、鐵銹遺留柱管內(nèi) 并進行吹掃：泄漏量試駿要求泄瀚率以小于為合格；室外管道接地，閥門、法蘭金屬線跨接，設(shè)備、管 道設(shè)摟地端頭等。在國家標(biāo)準(zhǔn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程GB 16912-1997中規(guī)定管道中氧氣的最高允許流速為： 工作壓力大于小于或等于HPa時，確鋼15m/s.不銹鋼25m/s：工作壓力大于小于10 MPa時，不銹鋼10m /So本次修訂參考此規(guī)定對氫最大流速作了適當(dāng)修改。12.0.2為

4、避免因氧氣泄漏適成燃燒和爆炸事故的發(fā)生，規(guī)定氫管道的管材應(yīng)采用無縫鋼管，不釆用具有 焊裟的焊棲鋼管、電焊鋼管等。12.0.4法蘭和墊片的選用按工作介質(zhì)的壓力.溫度和需要密封程度確定。由于氫氣易泄漏，密封程度要求 高，規(guī)定壓力大于MPa采用凹凸式或樺槽式或梯形櫓法蘭。根據(jù)實際使用情況和保證氫氣管道連摟部位的密封，規(guī)定工作壓力小于lOMPa.氫氣管道墊片釆用 聚四氟乙烯或金屬纏繞式墊片：壓力大于等于10 MPa,墊片采用玫鋼紙板或退火紫銅板。12. 0. 5羲氣是“管道應(yīng)釆用焊接，以防止產(chǎn)生泄漏。與設(shè)備.閥門連接處允許釆用法蘭丁扣連接，是因受閥門.設(shè)備本身連接方式的限制，從國內(nèi)外氫氣管道敷設(shè)情況看

5、，幾乎全是釆用這種方法。絲扣連接處采用聚四薇乙烯薄腹作填料，具有清潔.施工方便，安全性、密封性好的優(yōu)點.目前國 內(nèi)外應(yīng)用較為普遍，可以替代以往常用的涂鉛油的麻或棉絲。12.0.6管道穿過墻璧或樓板時，為使管道不承受外力作用并能自由膨脹及施工檢修方便，故要求敷設(shè)柱套 管內(nèi)：套管內(nèi)的管段不得有焊縫，是為了避免因有焊裟不便檢查而無法發(fā)現(xiàn)泄漏氨氣所帶來的不安全性。 此外，為防止氫氣漏人到其他房問引起意外事故，故要求在管道與套管的問隙應(yīng)用不燃材料填堵。12.0. 7為防止檢修其他管道時，焊渣火花落在氫氣管道上發(fā)生危險，也為了防止氫氣管道發(fā)生事故時彩響 其他管道；又因氨氣輕，極易向上擴散，所以規(guī)定氫氣管道

6、布置在其他管道外側(cè)和上層。12.0.8輸送濕氫及需做水壓試驗的管道，因有積水、排水問題，規(guī)走管道坡度不小于3%。，并在最低點 處設(shè)排水裝置排水，防止排水時氫氣泄潺。12.0.9氫氣敖空管設(shè)阻火器，是為了在氫氣放空時，一旦宙擊引起燃燒爆炸事故時起阻止事故芟延作用。 阻火器位置以往有的設(shè)在室內(nèi)，以便于維修；也有的設(shè)在室外，利于防雷擊。本條規(guī)定，應(yīng)設(shè)在管口處。 氫氣放空管高出屋潛1D）是為使氫氣排空時.不倒遼入室內(nèi)。壓力大于MPa 氣放空管，為防止氫氣放空時流速過大，并考慮放空管設(shè)在室外被雨水.濕空氣 腐蝕產(chǎn)生鉄銹引起放空時氫的燃燒、爆炸事故，本條規(guī)定放空管在阻火器后的管材應(yīng)釆用不銹鋼管。12.0.

7、 10本條制定的依據(jù)是：1氫氣站、供氫站和車問內(nèi)氫氣管道，為便于施工和操作維修，避免或減少泄?jié)r的不安全性，規(guī) 定宜沿墻、柱架空敷設(shè)。2為避免因氫氣泄漏遺成不必要的人身和國家財產(chǎn)的損失規(guī)定氫氣管道不準(zhǔn)穿過生活問.辦公室 和穿過不使用氫氣的房問。3進入用戶車問設(shè)切斷閥.是為便于車問管理，安全生產(chǎn)。一旦事故發(fā)生時，切斷氣源。設(shè)流量記 錄累計儀表，便于車問獨立經(jīng)濟核算。4氫氣系統(tǒng)在投入使用前或者需要動火檢修時，均需以氮氣或其他惰性氣體進行系統(tǒng)的吹掃置換， 因此規(guī)定管道末端設(shè)放空管。5氫氣的火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，一旦回火便迅速傳至整個系統(tǒng)，后果嚴重。接至有明火的用氫設(shè)備的支 管上裝設(shè)阻火器，是為了在一臺用氫

8、設(shè)備出審故產(chǎn)生回火時不彩響或盡量減少彩響其他使用點的一項安全 措施，以達到安全生產(chǎn)。12. 0.11本條制定的依據(jù)是:1氫氣為易燃易爆氣體，為防止氫氣管道火災(zāi)專故擴大，故規(guī)定支架釆用不熾材料制作；2為防止?jié)駳涔艿涝诤涞貐^(qū)結(jié)凍堵塞，規(guī)定釆取防凍措施。一般采取管道保溫或釆用不超過70r 的熱水管伴隨保溫。12. 0.12本條制定的依據(jù)是:1埋地敷設(shè)深度，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)工礦企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范規(guī)定。2 土壤腐蝕性等級分為低、中、高三級，防腐層分別釆用普通、加強及特加強三個等級。各級防詹 層結(jié)構(gòu)見表8。表8 防展層結(jié)構(gòu)I_I-般情況下埋地氫氣管道采用加強級防烏層。3按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)工礦企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范

9、中有關(guān)管線綜合和綠化布置的規(guī)定。當(dāng)必須穿過熱 力地溝時，加設(shè)套管。規(guī)定奈管和套管內(nèi)的管段不應(yīng)有焊縫，是為了防止氫氣港漏進入地溝甚至竄人建筑 物、構(gòu)筑物內(nèi)，形成氨氣爆炸混合物，引起事故的發(fā)生。4敷設(shè)在鐵路和不便開挖的道路下面的管道設(shè)矣管，主要考慮到便于氫氣管檢修，同時避免使氫氣 管道承受外力作用。套管內(nèi)的管段應(yīng)是無焊縫的。5為防止從管底到管子上部以上300mm范國內(nèi)回填土塊.石頭等雜物形成空洞，一旦氫氣泄漏時， 積聚形成爆炸性氣體，故回填土前應(yīng)在管子上部300mm范圍內(nèi)，用松散土填平夯實威填滿砂子后才可再回 填土。12. 0. 13明溝敷設(shè)在電力部門應(yīng)用較多.實質(zhì)上是一種低架空敷設(shè)，其要求與架空

10、敷設(shè)相同。為確保安全, 本條作了較嚴格的規(guī)定。120.14氨氣管道能否安全運行，施工條件和施工質(zhì)量起看很重要的作用，引起重視。目前國內(nèi)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)對所有各種工業(yè)管道作出的規(guī)定具有通用性.普遍性。對氫久管道來說，因它定易燃易爆氣體， 具有危險性.從安全角度爵要作補充規(guī)定。本條就是根據(jù)國內(nèi)經(jīng)驗提出的氫氣管道設(shè)計對施工及驗收的要 求。1氫氣管道引起燃燒爆炸的條件有兩個：一是形成氫氣與空氣或筑氣的爆炸混合氣：二是有火源。 為防止氫審故的發(fā)生，必須要千方百計地消除或防止產(chǎn)生上述兩個條件。根據(jù)這一基本點，氫氣管道中 如有鐵銹、焊渣等雜物時，被高逮氫氣流帶動與管壁摩擦容易產(chǎn)生火源，特別是管道內(nèi)壁有毛刺、焊渣

11、突 出物時更增加碰撞起火的危險，所以應(yīng)比其他管道要求嚴格。2碳鋼管焊接采用氫弧焊作底焊，是防止焊渣進入管道內(nèi)的一項安全技術(shù)措施，但施工費用增加， 以往氫氣管道并未這樣做，為此，本條規(guī)定宜釆用竄弧焊作底焊。3為確保氫管道系統(tǒng)安全運行，在安裝過程中每個環(huán)節(jié)毎個步曝均要釆取措施防止焊渣、鐵屑. 可嫌物等進入.否則在管道安裝完畢再來檢查和消除是十分麻煩、十分困難的，不易徹底清除于凈。為此, 規(guī)定應(yīng)釆取措施，防止焊渣等進入管內(nèi)。4氫氣管道強度試菽、氣密性試驗和泄漏量試駿是檢驗施工安裝最終質(zhì)量的重要手段，為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) 制定本條。一般管道強度試驗以液壓進行，考慮到液壓試驗后，水分除去很困難，易使管道內(nèi)壁產(chǎn)生銹

12、蝕，彩 響安全運行。為此，規(guī)定對壓力小于MPa的氫氣管道做氣壓強度試驗；對壓力大于等于MPa的管道，為了 安全，釆用水壓強度試驗。以氣壓做強度試卷時，應(yīng)制定嚴密的安全措施，防止意外事故的發(fā)生。%密性試驗一般管道按工作壓力進行，考慮到氫氣滲透性強，為防止泄漏，按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)鋼 制壓力容器規(guī)定的氣密性試殺壓力，規(guī)定為。對泄漏呈試驗合格的泄漏率規(guī)定，是根據(jù)氫氣滲透性強的特性，經(jīng)國內(nèi)多年實踐證明可行，并符合 安全要求。泄漏率可按下列計算方法進行：當(dāng)氫氣管道公稱直徑小于或等于300mm時：（273+耳）匕=100（273+QPi 莎 當(dāng)氫氣管道公稱直徑大于300mm時=A_r （273 + 62-1100 Dn（273 + QRX 可X 麗 式中A泄漏率（/h”P】、P2試驗開始、終了時的絕對壓力（MPa）；S屁一試驗開始、終了時的溫度（9）,Dn氫氣管道公稱直徑m）。11按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)鋼制壓力容器規(guī)定的氣密性試豔壓力，規(guī)定為。對泄漏量試駿合格的泄漏率規(guī)定，是根據(jù)氫氣滲透性強的特性，經(jīng)國內(nèi)多年實踐證明可行，并符合安