1. 氧氣管道和管件選用的一般要求
①. 氧氣管道材料的選用應(yīng)根據(jù)管道的壓力、溫度和流速不同選用碳鋼、不銹鋼和鎳基合金等材料;
②. 管子宜采用無(wú)縫鋼管;管件宜選用無(wú)縫對(duì)焊管件;
③. 閥門(mén)采用全通徑閥門(mén),但其操作狀態(tài)應(yīng)為全開(kāi)或全關(guān)狀態(tài),不得使其處于半開(kāi)半關(guān)狀態(tài);并且切斷閥操作過(guò)程中兩端壓差不能過(guò)大,閥門(mén)宜采用法蘭連接;
④. 墊片宜采用帶內(nèi)環(huán)的聚四氟乙烯纏繞式墊片;
⑤. 閥門(mén)填料不應(yīng)采用易脫落碎屑、纖維的材料或可燃的材料制成,宜采用聚四氟乙烯材料;
⑥. 三通宜采用等徑三通;如采用異徑三通,可能導(dǎo)致氧氣流體超速,造成潛在危險(xiǎn);
⑦. 氧氣管道、管件、閥門(mén)等應(yīng)進(jìn)行脫脂處理。
2. 流速應(yīng)是在不同工作壓力范圍內(nèi)的管內(nèi)氧氣流速
流速均指管內(nèi)氧氣在工作狀態(tài)下的實(shí)際流速。氧氣管道中最高流速不應(yīng)超過(guò)表4.7.1的規(guī)定。
注1:最高允許流速是指管系最低工作壓力、最高工作溫度時(shí)的實(shí)際流速。
注2:撞擊場(chǎng)合和非撞擊場(chǎng)合:使流體流動(dòng)方向突然改變或產(chǎn)生旋渦的位置,從而引起流體中顆粒對(duì)管壁的撞擊,這樣的位置稱做撞擊場(chǎng)合;否則稱為非撞擊場(chǎng)合。
注3:銅及銅合金(含鋁銅合金除外)、鎳及鎳銅合金,在小于或等于21.0MPa條件下,流速在壓力降允許時(shí)沒(méi)有限制。
3. 氧氣管道的組成件要求
氧氣管材使用的材質(zhì)有很多種,它的選擇取決于下列三個(gè)要素:氧氣的化學(xué)性質(zhì)對(duì)管材的特殊要求,如防腐蝕、防銹、防火等;氧氣的溫度,如在低溫下工作要求管道不失其韌性;氧氣壓力的高低。在選擇管材時(shí),首先應(yīng)滿足氧氣的化學(xué)性質(zhì)對(duì)管材的特殊要求,然后根據(jù)溫度和壓力條件確定管材。一般情況下,氧氣管道的主要管材是碳素鋼,但由于碳素鋼的冷脆性不能用于低溫<-30℃,也由于它在氧氣中會(huì)氧化銹蝕,故在某些管段上需要采用不銹鋼管、銅管或鋁合金管。
工作壓力較高的氧氣管道采用黃銅管或紫銅管,不采用碳鋼管,因?yàn)楣軆?nèi)高壓氧氣氣流急速,氣流中微粒與管壁摩擦產(chǎn)生靜電,容易產(chǎn)生火花引起爆炸,特別是流過(guò)閥門(mén)、彎頭、孔板等處,采用銅管可以避免火花,銅在低溫下不失去其韌性,因此,低溫氧氣管道采用有色金屬管材。
采用碳素鋼管作氧氣管道管材時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn):
a. 工作壓力超過(guò)1.6MPa的碳素鋼管,在閥門(mén)、節(jié)流孔板及管路彎頭后面宜裝一段1.5~2m長(zhǎng)的銅管。
b. 快速切斷閥門(mén)后采用一段長(zhǎng)度不小于1.5m的銅管。
c. 液氧排放管應(yīng)采用不銹鋼管或銅管,以防腐蝕。
①. 氧氣管道材質(zhì)選用見(jiàn)表4.7.2。
②. 氧氣管道管件選用
a. 氧氣管道的彎頭嚴(yán)禁采用褶皺彎頭,當(dāng)采用冷彎或熱彎彎制碳鋼彎頭時(shí),彎曲半徑不應(yīng)小于公稱直徑的5倍;當(dāng)采用壓制對(duì)焊彎頭時(shí),宜選用長(zhǎng)半徑彎頭。
對(duì)工作壓力不大于0.1MPa的鋼板卷焊管,可以采用斜接彎頭,90°彎頭應(yīng)采用中間為大于或等于二段管制作的管件,彎頭內(nèi)壁應(yīng)平滑,無(wú)銳邊、毛刺及焊瘤。
b. 氧氣管道的變徑管宜采用壓制對(duì)焊管件,當(dāng)焊接制作時(shí),變徑部分長(zhǎng)度不宜小于兩端管外徑差值的3倍;其內(nèi)壁應(yīng)平滑,無(wú)銳邊、毛刺及焊瘤。
c. 氧氣管道的三通宜采用壓制對(duì)焊,當(dāng)不能取得時(shí),應(yīng)在工廠或現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制,加工到無(wú)銳角、無(wú)突出部位及焊瘤。
③. 氧氣管道管子管件焊接應(yīng)采用氬弧焊打底
氧氣管道選用全通徑閥,不用快開(kāi)、快閉,嚴(yán)禁用閘閥。閥門(mén)的填料應(yīng)采用聚四氟乙烯或膨脹石墨。墊片及填料不易脫落碎屑、纖維材料或可燃?xì)怏w。氧氣管道墊片宜選用纏繞式墊片。宜選用RF法蘭帶內(nèi)外定位環(huán)纏繞墊片。氧氣管道、閥門(mén)、管件、儀表、墊片及其他附件必須脫脂處理。
氧氣管道的連接應(yīng)采用焊接,但不可避免地與設(shè)備、閥門(mén)連接時(shí)可以采用法蘭用一氧化鉛、水玻璃或聚四氟乙烯薄膜作為填料,嚴(yán)禁用涂鉛紅的麻或棉絲,或其他含油脂的材料。
氧氣管道應(yīng)有導(dǎo)除靜電的接地措施。
4. 氧氣管道管件的選用
當(dāng)氧氣管道工作壓力≤4MPa時(shí),三通可以采用現(xiàn)場(chǎng)直接開(kāi)口焊接制成,異徑管采用卷制焊接而成。當(dāng)工作壓力>4MPa時(shí),三通和異徑管應(yīng)采用鍛制三通和鍛制異徑管。氧氣管道工作壓力≤1.6MPa,管道直徑<50mm和需要用螺紋連接處,可以采用可鍛鑄鐵配件,螺紋填料采用聚四氟乙烯生料帶,不得用鉛油和麻絲。氧氣管道所用的壓力表應(yīng)采用專供氧氣使用的禁油壓力表。
5. 工程應(yīng)用
某氧氣管道,不銹鋼管子選用ASTMA312-TP304(同中國(guó)舊標(biāo)準(zhǔn)的0Cr18Ni9,新標(biāo)準(zhǔn)的06Cr19Ni10)無(wú)縫管。不銹鋼管件選用ASTM A312-TP304。
如果選用鎳及鎳合金,則管子選用ASTMB167-600(UNS N06600),管件選用ASTMA312-TP304。ASTM B366-WPNCI(UNS N06600)。
6. 氧氣管道設(shè)計(jì)常用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
GB 16912《深度冷凍法生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》
GB 50030《氧氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》
IGC DOC 13/02/E《氧氣管道系統(tǒng)(Oxygen Pipeline Systems)》歐洲工業(yè)氣體協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(EIGA)