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1、氧气阀门操作维护训课件,第一部分氧气安全知识,第二部分氧气阀门操作知识,第三部分氧气阀门爆炸案例,氧气:名称：工业用氧（危规号：气22001、液22002）有害物成分 浓度 氧：大于等于99.2 不燃气体（助燃）健康危害：长时间吸入纯氧造成中毒，常压下，氧浓度超过40时，就有发生氧中毒的可能性。燃烧危险：强氧化剂、助燃，与可燃蒸气混合可形成燃烧或爆炸性混合物。容器遇明火、高热热源有爆炸危险。,第一部分 氧气安全知识,4,燃烧的条件,燃烧必须同时具备下述三个条件：可燃性物质、助燃性物质、点火源。每一个条件要有一定的量，相互作用，燃烧方可产生。(1)可燃物(2)助燃物(3)点火源,5,燃烧三要素,
2、6,常见的火源种类,在生产中，常见的引起火灾爆炸的点火源有以下8种：(1)明火(2)高热物及高温表面(3)电火花(4)静电、雷电(5)摩擦与撞击(6)易燃物自行发热(7)绝热压缩(8)化学反应热及光线和射线,7,外观与形状：无色、无味气体；液体为浅兰色低温液体。沸点（）：183.1 密度：1.429克/升（气态）（略大于空气）1.142千克/升（液态）稳定性：稳定避免接触的条件：明火、高热、油脂、易燃物 氧气的化学性质:化学性质特别活泼，具有强烈的助燃作用。与可燃气体在一定的比例范围内混合形成爆鸣气体。与各种油脂在压力高于3MPa的氧气接触时会产生激烈氧化反应。氧纯度和压力提高可燃物的着火温度
3、随之降低。,氧的理化特性,8,健康危害：长时间吸入纯氧造成中毒。常压下氧浓度超过40%时，就有发生氧中毒的可能性。氧中毒有两种类型：肺型主要发生在氧分压0.10.2MPa，相当于吸入氧浓度40%60%左右。开始时，胸骨后稍有不适感，伴轻咳，进而感到胸闷，胸骨后有烧灼感和呼吸困难，咳嗽加剧。严重时可发生肺水肿，窒息。神经型主要发生于氧分压，在3个大气压以上时，相当于吸入氧浓度80%以上，开始多出现口唇或面部肌肉抽动，面色苍白，眩晕，心跳过速，虚脱，续而出现全身强直性癫痫样抽搐，昏迷，呼吸衰竭而死亡。长期处于氧分压为60-100Kpa的条件下可发生眼损害，严重者可失明。,氧的健康危害,9,不同浓度
4、氧对人体的健康危害,氧接触的应急处置,吸入：迅速脱离现场，移至空气新鲜处。呼吸停止时，施行呼吸复苏术；心跳停止时，施行心肺复苏术。氧中毒后要就医观察2428小时，以免延误肺水肿的治疗。眼接触：接触液氧后，立即用大量水冲洗15分钟以上。皮肤接触：接触液氧后，浸入温水中，就医。,11,灭火方法与灭火剂,切断气源（或液氧）。用水冷却容器，以防受热爆炸。使用泡沫二氧化碳、干粉、沙土等适合周围火源的灭火剂。,12,泄漏应急处理,应急处理：迅速切断气源，保持通风。切断一切火源，严防静电产生，远离可燃物。,氧气阀门操作存在潜在危险性：氧气阀门发生燃烧事故的先决条件是氧气管道中存在低着火点的可燃物质（3004
5、00）。因低着火点的物质先在氧气中快速燃烧放出热量产生高温（800900），导致氧气阀门燃烧。氧气阀门发生燃烧事故的必要条件是着火源，如果没有着火源，氧气阀门是不会燃烧。（低着火点可燃物质一般主要是Fe 和FeO 粉末。）因阀门开关操作过快，管道内氧气流速使固体颗粒产生撞击和摩擦，流速愈大，摩擦产生的热量越高。,第二部分氧气阀门操作知识,因阀门快速打开，产生绝热压缩温升，理论计算可达到300500的温升，铁锈、焊渣等低着火点物质就会燃烧。因阀门快速打开，在阀门出口处氧气流速可能达到音速，形成60007000V 的静电，电位差达到2000V 以上就会产生火化放电。其它人为因素操作失误，人员误动作
6、造成泄漏、着火等情况。,氧气阀门操作存在潜在危险性：,氧气阀门事故危险性,氧气阀门发生的事故一般为燃烧和爆炸，且氧气阀门燃爆事故多数发生在氧气阀门操作过程，一旦发生人员都难以避免,氧气着火必须具备三个条件：可燃物、助然物及着火源，三都缺一不可。1)可燃物：在浓度较高的氧气环境中，人体、衣物、金属都会成为还原剂，与氧气发生氧化还原反应。也就是说，人体、衣物、金属在富氧状态下都会成为可燃物。A、氧气与有机物的燃点：管道内或阀门内存在油脂、橡胶等低燃点的物质，在局部高温下会引燃。几种可燃物在氧气中（常压下）的燃点：,氧气阀门着火的原因分析,B、氧气与无机物的燃点：管道内的铁锈、粉尘、焊渣与管道内壁或
7、阀口摩擦，撞击产生高温发生燃烧，这种情况与杂质的种类、粒度及气流速度有关，铁粉易与氧气发生燃烧，且粒度越细，燃点越低；气速越快，越易发生燃烧。常压氧气中铁粉燃点如下表：,2)助燃物 氧气是一种化学性质比较活泼的气体，它在氧化反应中提供氧，是常用的氧化剂。在生产环境中一般规定，控制氧含量在19.523%，既要防止缺氧，又要防止富氧，两种状况均能导致事故，必须严格控制。,A、温度 如果初温T1=300K27，压力为P1=2MPa20公斤的氧气阀门突然打开，氧气充至常压的管道、会将内部压力为P2=0.1MPa1公斤的氧气压缩，温度升高、压缩后的温度可达T2=704K431。B、压力 绝热压缩产生的高
8、温使可燃物燃烧，绝热压缩后温度与压力的关系。,C、氧气允许最大流速,D、浓度 在高压纯氧中可燃物的燃点降低是氧气管道、阀门燃烧的主要诱因。氧气管道和阀门在高压纯氧中，其危险性是非常大的，试验证明，着火的引爆能与压力的平方成反比，n=1/P2、也就是压力越高，需引燃氧气管道、阀门的能量越小，所以高压和浓度对氧气管道和阀门构成了极大的威胁。3)着火源 A、明火：导致氧气管道着火，爆炸的直接原因，引起明火的原因很多，如：颗粒撞击，绝热压缩，摩擦，静电等 B、颗粒撞击：如果管道内有铁锈、焊渣等杂物，会被高速气流带动与阀门内件、弯头等撞击，产生火花，C、摩擦：如果管道内有木削、纤维物质、灰尘等杂物，会与
9、管壁发生摩擦，产生热量而使温度升高、或在氧气管道内燃烧。D、静电：如果管道没有良好接地，气流与管壁摩擦产生静电。当电位积聚到一定的数值时，就可能产生电火花，引起钢管在氧气中燃烧。,氧气管道的阀门应选用专用氧气阀门，并应符合下列要求：a)工作压力大于0.1MPa的阀门，严禁采用闸阀；（因闸板滑槽易积存铁锈,关闭不严,操作阀门时挤压滑槽铁锈,易形成激发能源,气流夹带铁锈,颗粒摩擦、冲击管壁,容易引发燃爆事故）b)公称压力大于或等于1.0MPa且公称直径大于或等于150mm口径的手动氧气阀门，宜选用带旁通的阀门；c)阀门的材料应符合下表的要求,氧气阀门选用：,氧气阀门选用：,经常操作的公称压力大于或
10、等于1.0MPa且公称直径大于或等于150mm口径的氧气阀门，宜采用气动遥控阀门。,工作压力0.6MPa p3.0MPa阀门（干管阀门、供一个系统的支管阀门、车间入口阀门）,阀后5倍外径（并不小于1.5m）范围；压力调节阀组前后各5倍外径（各不小于1.5m）范围内，管道可采用不锈钢、铜及铜合金、镍及镍基合金。,出氧气厂（站、车间）边界阀门后、氧气干管送往一个系统支管阀门后、进车间阀门后、调节阀组前和调节阀前、后的氧气管道宜设阻火铜管段。,氧气阀门、阀杆丝扣的润滑严禁用普通油脂,要用不着火的合格硅油、硅脂或二硫化钼。,当氧气调节阀组设置独立阀门室或防护墙时，手动阀门的阀杆宜伸出防护墙外操作。若不
11、单独设置阀门室或防护墙时，氧气调节阀前后8倍调节阀公称直径的范围内，应采用铜合金（含铝铜合金除外）或镍基合金材质管道。,调节阀组、干管阀门、供一个系统的支管阀门、车间入口阀门，其出口侧的管道宜有长度不小于5倍管外径且不小于1.5m的直管段。,氧气阀门前后管道要求：,手动氧气阀门应缓慢开启，操作时人员应站在阀的侧面。采用带旁通阀的阀门时，应先开启旁通阀，使下游侧先充压，当主阀两侧压力差小于或等于0.3MPa时再开主阀。(GB16912-2008)通径50mm的阀门坚持先逐步微开调节听到有气流声后即停止，待其慢慢充压至没有气流声后再渐渐开大阀门至全开，严禁来回开关阀门。通径 50mm 的无旁通阀的
12、宜在阀后外接通径25 50mm 的气源充气（氧气、氮气、无油压缩空气）或阀前降压后，逐步、缓慢打开阀门。当无法满足充气或降压时，必须安排有经验的专业技术操作人员按上一条执行。,氧气阀门操作要求：,施工、维修后的氧气管系，其中如有过滤器，则在送氧前，应确认氧气过滤器内清洁无杂物。氧气过滤器应定期清洗。（氧气调节阀前应设置定期清洗的过滤器。）氧气管道在安装、检修后或长期停用后再投入使用前，应将管内残留的水分、铁屑、杂物等用无油干燥空气或氮气吹扫干净，直至无铁锈、尘埃及其他杂物为止。吹扫速度应不小于20m/s，且不低于氧气管道设计流速。严禁用氧气吹扫管道。长期不用超过3 个月的放散管必须检查清理铁锈
13、、垃圾后再开阀放气（如储气罐、缓冲罐等排气阀）。气候潮湿、灰尘多得环境每次排放都必须检查。停用3 个月以上的管道（容器）必须吹扫并打靶检测合格后才能开阀送氧气，超过一年的还必须按照新建压力管道（压力容器）进行压力试验合格后方可开阀送氧气。,氧气阀门操作要求：,禁止非调节阀门作调节使用。应建立氧气管道档案，由熟悉管道流程的氧气专业人员进行管理。氧气管道作业人员应持证上岗。氧气管道或阀门着火时，应立即切断气源。碳钢氧气干管宜每五年进行一次吹扫，每五年进行一次管壁测厚，主要测定弯头及调节阀后的管道。,氧气阀门操作要求：,氧气阀门操作人员严禁携带火种，操作宜用铜质“F”扳手，操作过程严禁用铁器敲击氧气
14、阀门。开关氧气阀门人员必须站在阀门的侧面，严禁站（骑跨）在氧气管道上操作，非操作人员严禁旁观。氧气阀操作人员必须穿戴好防护用品，消除身体静电后方可氧气阀门操作。所用的工具、工作服、手套等用品严禁沾染油脂，不宜穿戴化纤类服装。操作泄漏的氧气阀时，人员必须穿戴防火服及面具，不准穿化纤服装和带钉鞋，必须先对环境进行通风并检测，如操作区氧含量仍超过23%，严禁人员进行操作，必须切断气源后进行。氧气压力调节阀故障检修，必须切断气源后进行检修操作。应急处理只能进行关小操作，严禁阀门增大操作，避免高速气流产生。,氧气阀门操作要求：,管道（容器）泄压时，必须确认进气阀已经关闭后，渐开放散阀，并注意放散管的结霜
15、状况。防止氧气流速太大，并应控制管道（容器）内压力慢慢下降(压降速度为0.30.4MPa/h),防止燃烧事故及产生裂纹。所有氧气排放阀操作时，严禁对准人员、着火源等，严禁排入低洼处、不通风处。氧气排放阀长时间开启排放应安排人员警戒，每半小时对周围环境氧含量检测并记录。,氧气阀门操作要求：,氧气管网（储气罐、调压站等）送氧气操作，一要尽可能扩大受气单元容积，严格阀门开启先后顺序操作，防止绝热压缩温升燃爆事故；二要关闭末端排气阀，防止充气流速过快造成事故。如果管网全部停运，宜用氧压机与管网同步升压来投运。管道（容器）置换宜在压力达到0.10.3MPa之间进行，不宜在高压力下开排放阀置换，严禁边充气
16、边开排气阀置换，防止流速过高。,氧气阀门操作要求：,一、2008/3/27永新炼钢车间新旧氧气管道碰管，在开氧气阀门是发生爆炸,死亡2人。,第三部分 阀门事故案例,直接原因1,吹扫不彻底,(吹了2次)；2,阀门前后压差大,未充氮.(阀前20公斤氧气压力)；3,也是最重要的一点,从该阀门拆卸后从该阀的旁通阀中发现有油。,间接原因1,施工单位分3包,工程质量存在一定的问题；2,管道连接未氩弧焊打底,且发现内有钢筋一根；3,赶时间赶进度。,二、2005年4月14日上午10时左右,安徽省某公司机动科组织有关人员共8人进入调压站进行气动调节阀更换作业。作业人员首先关闭了管线两端阀门隔断气源，然后松开气动
17、调节阀法兰螺栓，在松螺栓过程中发现进气阀门没有关紧，仍有漏气现象，又用F型扳手关闭进气阀门。在漏气情况消除后，作业人员拆卸掉故障气动调节阀，换上经脱脂处理的新气动调节阀，安装仪表电源线和气动调节阀控制汽缸管线，并用万用表测量。上述工作完毕，制氧工艺主管张某接到在场的调度长批准令，到防爆墙后边，开启气动调压阀约23s后,就听到一声沉闷巨响,从防爆墙另一侧的前后喷出大火。张某想转身关阀,受大火所阻,即快速跑向制氧车间,边叫人灭火,边关停氧压机以切断事故现场的氧气,阻止火势扩大。后张某又想起氧气来源于氧气罐,便爬上球罐关阀,这才切断了事故现场氧气源。至此，火势终于被控制住。事后，通过爆炸现场勘察发现
18、，调压站内的氧气管道被完全烧毁,旁路管道的上内部没有燃烧痕迹，证明管道被炸开。事故现场作业人员共有8人，其中7人死亡（人当场死亡，人经医院抢救无效后死亡）。事故发生时另有1人在调压站氮气间，与氧气间中间有防火墙阻隔，没有受到伤害。事后经调查，该调压管线的气动调节阀经常发生阀芯内漏故障，投产以来至少已更换过3次气动调节阀。,第三部分 阀门事故案例,事故结论由于气动调节阀内有超极限的润滑油脂，在通入氧气后绝热压缩产生高温及氧气与油脂反应放出的热量，导致管道内温度超过了燃点，造成气动调节阀内部介质燃爆。这次事故的直接原因是，新更换的气动调节阀脱脂不完全，在违章使用氧气试漏的状况下发生爆炸。作业人员打
19、开进气阀后高压氧气进入检修的管道，管道空间由0.1Mpa(绝对压力)被压缩到2.6Mpa，由于绝热压缩，温度迅速上升。而油脂为不饱和碳氢化合物，与纯氧反应速度很快，产生反应热，由于氧化热和压缩热的聚积，使温度达到油的燃点引起自燃，并剧烈燃烧，此时，管道内部压力急剧上升，在高温下，纯氧与管道金属也发生反应，引起管道内部爆炸，爆炸使管道焊口破断，大量氧气从破口喷出，造成外部管线被熔毁。,第三部分 阀门事故案例,(一)燃烧爆炸条件分析：1、助燃物质一般化工检修规定，控制氧含量在17-23%，既防止缺氧，又防止富氧，两种状况均能导致事故。此事故完全具备富氧状态条件。拆卸气动调节阀，管内原存的余气被释放
20、至大气。在检修过程中，发生阀门未管死，有氧气逸出。在用氧气试漏时，没有证据表明气动调节阀法兰密封可靠，有氧气泄漏可能。爆炸时检修管线内部必然存有氧气。以上分析表明，有发生富氧状态的条件。2、可燃物质在氧气浓度较高的状况下，人体、衣物、钢铁都会成为还原剂。与氧气发生氧化还原反应。也就是说人体、衣物、钢铁在富氧状态下成为可燃物。更换的气动调节阀虽然经过脱脂清洗，但没有按照有关安全规定，进行完全脱脂，有存有油脂的可能性，这是氧气行业一大禁忌，在存有油脂条件下，氧气会与之发生激烈反应，爆炸。作业者的工具、衣物、手套也可能沾有油污(脂)。以上分析表明，有发生爆炸的可燃物质条件。3、激发能量从现场情况看，
21、有多种造成爆炸燃烧的激发能量条件：作业人员衣着化纤衣物导致的静电;使用非防爆型工具;采用非防爆型照明;在一定的温度、浓度下，氧气能与油脂反应，反应放出的热量会引起油脂自燃;作业者打开进气阀用氧气试漏，气体绝热压缩导致的温度上升;操作阀门时开阀速度过快，高速气流与管件摩擦产生静电。从当时掌握的情况，我们推断，事故的直接原因是由于泄漏形成管道外部空间呈富氧状态或在管道内部纯氧状态下，遇到激发能量后，引起激烈反应(爆燃)，造成大量氧气喷出，反应放出的大量热量，产生高温，使钢管熔化和燃烧反应更加激烈，导致整根管线被毁和人员伤害。,第三部分 阀门事故案例,三、2014年4月20日12时半左右,与法液空交界处氧气管道阀门爆炸事故,第三部分 阀门事故案例,谢 谢！,
