高壓氧氣管道的燃燒事故及防止措施

1、解決方案示范文本 | Excellent Model Text 資料編碼：CYKJ-FW-224編號：_高壓氧氣管道的燃燒事故及防止措施審核：_時間：_單位：_高壓氧氣管道的燃燒事故及防止措施用戶指南：該解決方案資料適用于為完成某項目而進行的活動或努力工作過程的方案制定，通過完善工作思路，在正常運行中起到指導作用，包括確定問題目標和影響范圍、分析問題并提出解決方案和建議、成本計劃和可行性分析、實施和跟進?？赏ㄟ^修改使用，也可以直接沿用本模板進行快速編輯。1 高壓氧氣管道的燃燒事故原因高壓氧氣管道一般都采用鋼管。但是在閥門的操作過程中，屢次發(fā)生過管道本身的燃燒引起高壓氧氣噴出的事故。還有在高壓氧

2、氣瓶充裝工廠中見到的高壓氧氣管道的燃燒弓起的噴出事故，瓶閥飛出傷人等等。因案例較多，在此不再一一列舉，事故案例可參見深冷技術(shù)。這種事故不是單純的氣體噴出事故，而是輸送高壓氧氣的鋼管或閥門，由于在里面的高壓氧介質(zhì)中被點火燃燒，使管壁穿孑L，噴出高壓氣體的事故。其直接原因是基于鐵和氧之間的化學反應，是一種金屬火災。2 在氧氣中鐵的燃燒反應在氧氣介質(zhì)中，如果要燃燒金屬，先把金屬加熱到一定燃點溫度以上。在常壓氧氣下，不銹鋼的燃點為1380C，鋼的燃點為1290，約10g的鐵塊燃點卻降到930，約200目的鐵粉為315。不管這樣，在常壓下氧氣中的鐵的燃點呈粉狀時比較低，呈塊狀時燃點高，即鐵粉顆粒越細，燃

3、點溫度越低。如果把氧氣壓力提高到3MPa時，氧氣中的燃點約為842。所以在壓力氧的條件下，燃點溫度還要降低幾十度乃至100左右。鐵在氧氣中一旦被燃起來，它的燃燒熱是非常大的。因此急劇升高溫度呈現(xiàn)灼熱狀態(tài)，能生成氧化鐵在熔化后被氣流沖擊。在連續(xù)不斷地供給氧氣的條件下，可使燃燒持續(xù)下去。氧和鐵的化學反應及其燃燒熱可由下式表示Fe+ (34)0(1/2)FeO+408.3kJ/mal每克鐵的發(fā)熱量為：40835585=7.31kJg燃燒每克鐵所需氧氣(3/4)×22.4/55.85=0.3L/G即在常溫常壓下燃燒每克鐵時所需氧氣量大約300mL。因此，鐵如果繼續(xù)燃燒時，需要的氧氣比鐵的體積

4、多2360倍。由于這個原因，在氧氣管上發(fā)生燃燒事故時，管路的燃燒方向是向著提供氧氣的方向燒去。也就是向著與氧氣流相反的方向傳播。因此只要關(guān)閉管路的閥門，切斷氧氣的供應，就很容易消滅鐵的燃燒。3 氧氣管路的點火原理氧氣管路自行燃燒，首先把管壁至少加熱到塊狀燃點溫度800900以上。其次是否有可能把氧氣管路加熱到這樣高的燃點溫度。1氧氣流中銹垢的摩擦氧氣在管道中高速流動，銹垢顆粒也隨著一起流動，與管壁摩擦后產(chǎn)生熱量。由于銹垢顆粒質(zhì)量小，致使熱量也很小。但管壁是無窮大，因此管壁的摩擦熱量很快消失，故在管壁本身的溫度上升并不明顯。由于這個原因可認定管壁不可能被加熱到燃點以上的溫度。2管道內(nèi)可燃物的燃燒

5、在氧氣管道內(nèi)存在可燃物時，如果遇到某種點火源時即可燃燒。管道內(nèi)可能存在可燃物：(1)霧狀潤滑油。液氧中常含有很微量的潤滑油，成為油霧，混入氧氣流中，凝結(jié)在管路連接部位或閥門部位等死角里，也有在銹垢和油霧摻混在一起形成粘性物質(zhì)的情況。(2)安裝管路或清洗管路用可燃性洗滌劑，而這種洗滌劑可能殘留在管路內(nèi)部的情況。(3)使用可燃性襯墊材料。如纖維、橡膠等做襯墊材料，如錯用這種襯墊材料的情況。以上是氧氣管路可能存在可燃物所要考慮的三種情況。假如這些可燃物在氧氣中被點燃，那么它的燃燒熱可能引起管路的燃燒。3管路摩擦時產(chǎn)生的鐵粉氧氣管路內(nèi)壁生成銹垢，尤其是在拐彎部位的內(nèi)壁上，由于沖擊磨損生成銹垢中的不完全

6、氧化鐵粉被剝落下來，甚至還有鐵的顆粒，在氧氣中可能引起管路燃燒。4赤熱鐵粉點燃可燃物在高壓氧氣中，鐵粉隨氧氣流動時與管壁摩擦，很容易達到燃點溫度而自燃。這時鐵粉是被導熱率很小的氧氣流所包圍，故積累了燃燒熱成為高溫赤熱粒子(大約有1000以上)在氧氣流中高速流動。另一方面，管道內(nèi)有可能存在可燃物(油霧、洗滌劑、襯墊等)。當赤熱狀態(tài)的鐵粒子與這些可燃物相碰時，其溫度足以把可燃物瞬間點燃。也可以說，鐵粉成為可燃物的著火源。而且也會直接導致管壁被燒穿孔，噴出高壓氧氣。5絕熱壓縮引起的發(fā)熱如果急劇打開高壓氧氣管路中的閥門或者氧瓶閥時，由于絕熱壓縮，出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象成為事故的原因。4 防止措施為了防止氧氣管道

7、的燃燒事故。必須考慮如下幾方面的措施：(1)在高壓氧氣管道的內(nèi)壁、閥門、接頭等的表面，應平滑無突起部位，且對管內(nèi)氣流不會造成死角。(2)襯墊(特別是纖維)嚴禁使用可燃物材料。(3)氧氣管道要盡量采用直管，少用彎頭，以便磨損。生成危險的鐵粒子，且因赤熱粒子的沖撞，有可能引起著火的危險。(4)管內(nèi)無油或不許管內(nèi)殘留洗滌劑。(5)要盡力排除管道內(nèi)的銹垢和吸附劑粒子。氧氣中帶有水分能夠促進產(chǎn)生銹垢，因此還要除掉管內(nèi)的水分。要求通過十分干燥的氧氣，此時不許通過潮濕氧氣，這是為了避免在通過潮濕氧氣后又通過干燥氧氣，會生成銹垢脫落，招來禍根。(6)管道采用不銹鋼或部分管道使用銅材，是可以抑制生產(chǎn)氧化的銹垢及磨損的鐵粒子。但是如果別的部位仍然產(chǎn)生這些粒子或別的可燃物，即使使