Per què està prohibit utilitzar vàlvules de comporta en canonades d’oxigen?

Segons la normativa sobre materials de vàlvula del Reglament tècnic sobre seguretat en gas 16912 d'oxigen i gasos relacionats, quan la pressió és superior a 0,1 MPa, està estrictament prohibit l'úsvàlvules de comportaQuan la pressió està entre 0,1 i 0,6 MPa, el disc de la vàlvula s’ha de fer d’acer inoxidable. Quan la pressió està entre 0,6 i 10MPa, s’han d’utilitzar vàlvules fabricades amb tots els aliatges d’acer inoxidable o de coure. Quan la pressió és superior a 10MPa, les vàlvules s’han de fabricar amb tots els aliatges a base de coure.

En els darrers anys, amb l’augment del consum d’oxigen, la majoria dels usuaris d’oxigen han utilitzat canonades d’oxigen per al transport d’oxigen. Accidents cremats i explosius de canonades d'oxigen i vàlvules que apareixen de tant en tant a les canonades llargues i àmplia distribució, juntament amb l'obertura sobtada o el tancament ràpid de les vàlvules. Per tant, és crucial analitzar exhaustivament el perill i el perill ocults de la canonada d’oxigen i prendre les mesures corresponents.

Anàlisi de la causa de la combustió i l'explosió de diverses vàlvules i canonades d'oxigen habituals

1. La fricció entre l’òxid, la pols i l’escòria de soldadura a la canonada i la paret interior de la canonada o el port de la vàlvula causarà altes temperatures i es cremaran. Aquesta situació està relacionada amb el tipus, la mida de les partícules i la velocitat del flux d’aire de les impureses. la pols i l’oxigen són fàcils de cremar. Com més gran sigui la mida de les partícules, menor serà el punt d’encesa; com més ràpida és la velocitat del gas, més fàcil serà la combustió.

2. Hi ha substàncies de baix punt d’ignició, com ara greixos i cautxú a la canonada o vàlvula, que s’encendran a temperatura parcial alta.

Els punts d’encesa de diversos combustibles en oxigen a pressió normal són els següents:

3. L’alta temperatura generada per la compressió adiabàtica crema combustibles.
Per exemple, la pressió davant de la vàlvula és de 15 MPa i la temperatura és de 20°C; la pressió darrere de la vàlvula és de 0,1 MPa. Si la vàlvula s’obre ràpidament, la temperatura de l’oxigen darrere de la vàlvula pot arribar a 553°C segons la fórmula de compressió adiabàtica, que ha assolit o supera el punt d’ignició d’algunes substàncies.

4. El punt inferior d’encesa dels combustibles en oxigen pur d’alta pressió és la inducció de la combustió de les canonades i vàlvules d’oxigen.
Les canonades i les vàlvules d’oxigen són extremadament perilloses en oxigen pur d’alta pressió. Les proves han demostrat que l'energia de detonació del foc és inversament proporcional al quadrat de la pressió, la qual cosa representa una gran amenaça per a les canonades i les vàlvules d'oxigen.

Mesures préventives
1. El disseny ha de complir les normatives i normes pertinents.
El disseny ha de complir els requisits de regulacions, com ara diverses regulacions per a les canonades d’oxigen de les empreses de ferro i acer publicades pel Ministeri de Metal·lúrgia el 1981, les normatives tècniques de seguretat d’oxigen i gasos relacionats (GB16912-1997) i les especificacions de disseny de les estacions d’oxigen (GB50030-91).

(1) El cabal màxim d'oxigen en les canonades d'acer al carboni hauria de complir les normes següents: Quan la pressió sigui inferior o igual a 0,1 MPa, el cabal hauria de ser de 20 m / s. Quan la pressió està entre 0,1 i 0,6 MPa, la velocitat de flux és de 13 m / s. Quan la pressió està entre 0,6 i 1,6 MPa, la velocitat de flux és de 10 m / s. Quan la pressió està entre 1,6 i 3,0 MPa, la velocitat de flux és de 8 m / s.　
(2) Per evitar incendis, s’hauria de connectar darrere de la vàlvula d’oxigen una secció d’aliatges a base de coure o canonades d’acer inoxidable amb una longitud no inferior a 5 vegades el diàmetre de la canonada ni inferior a 1,5 m.　　
(3) Les canonades d’oxigen haurien de tenir el mínim de colzes i bifurcacions possibles. Els colzes de canonades d’oxigen amb pressió de treball superior a 0,1 MPa s’han d’estampar. La direcció del flux d’aire del cap de bifurcació ha d’estar en un angle de 45° fins a 60° amb la direcció del flux d’aire de la canonada principal.　　
(4) A la brida còncava-convexa soldada a tope, s'utilitza el fil de soldadura de coure vermell com a segell Oring, que és un segellat fiable per a la resistència a la flama de la brida d'oxigen.　　
(5) La canonada d’oxigen hauria de tenir un bon dispositiu elèctric. La resistència a terra ha de ser inferior a 10Ω, i la resistència entre les brides ha de ser inferior a 0,03Ω.　　
(6) S'hauria d'instal·lar un tub de ventilació al final de la canonada principal d'oxigen del taller per facilitar la purga i la substitució de la canonada d'oxigen. S’ha d’instal·lar un filtre abans que la canonada d’oxigen més llarga entri a la vàlvula reguladora del taller.

2. Consideracions sobre la instal·lació
(1) Totes les parts que estiguin en contacte amb l’oxigen s’han de desgreixar estrictament i, després de desgreixar-les, utilitzar aire sec o oli lliure de nitrogen per bufar.
(2) La soldadura per arc d'argó o soldadura per arc s'ha d'utilitzar per soldar.

3. Precaucions d’operació
(1) La vàlvula d’oxigen s’ha d’obrir i tancar lentament. L’operari s’ha de situar al costat de la vàlvula i obrir-la alhora.
(2) Està estrictament prohibit utilitzar oxigen per bufar la canonada o utilitzar oxigen per provar fuites i pressió.
(3) Els propòsits, mètodes i condicions de l'operació s'han d'explicar i estipular amb detall amb antelació.
(4) Es permet operar vàlvules manuals d’oxigen amb un diàmetre superior a 70 mm quan la diferència de pressió entre la part frontal i la posterior es redueix a 0,3 MPa.

4. Precaucions per al manteniment
(1) La canonada d’oxigen s’ha de revisar i mantenir amb freqüència, eliminar l’òxid i pintar-la cada 3 a 5 anys.
(2) La vàlvula de seguretat i el manòmetre de la canonada s’han de revisar regularment, un cop a l’any.
(3) Perfeccioneu el dispositiu de connexió a terra.
(4) Abans de l'operació amb flama, s'hauria de dur a terme la substitució i la purga. El contingut d’oxigen del gas bufat hauria d’estar entre el 18% i el 23%.
(5) La selecció de vàlvules, brides, juntes, canonades i accessoris hauria de complir la normativa pertinent del Reglament tècnic sobre seguretat d'oxigen i gasos relacionats (GB16912-1997).
(6) Establir fitxes tècniques i entrenar personal d’operació i manteniment.

5. Altres mesures de seguretat
(1) Fer que el personal de construcció, manteniment i operació presti atenció a la seguretat.
(2) Millorar la vigilància dels directius.
(3) Millorar el nivell de ciència i tecnologia.
(4) Milloreu contínuament el programa de distribució d’oxigen.

Conclusió
El veritable motiu per prohibir la vàlvula de comporta és que la superfície de segellat de la vàlvula de comporta es danyarà per fricció a causa dels moviments relatius de les superfícies de segellat (és a dir, l'obertura i el tancament de la vàlvula). Un cop danyada la superfície de segellat, hi haurà pols de ferro que caurà de la superfície de segellat. Aquesta pols de ferro minúscul és fàcil de prendre foc i aquest és el perill real.

De fet, les vàlvules de comporta estan prohibides a les canonades d’oxigen. Altres vàlvules com les vàlvules globals també estan subjectes a accidents. La superfície d’estanquitat de la vella global també es danyarà i també es pot produir perill. L’experiència de moltes empreses és que les vàlvules fabricades amb aliatges a base de coure s’adopten per a les canonades d’oxigen en lloc de les vàlvules d’acer al carboni i d’acer inoxidable.

Les vàlvules d’aliatge a base de coure tenen els avantatges d’una elevada resistència mecànica, resistència al desgast i bona seguretat (sense electricitat estàtica). La veritable raó és que la superfície d’estanquitat de la vàlvula de comporta és molt fàcil de portar, cosa que produeix llimadures de ferro. Pel que fa a la disminució del rendiment del segellat no és el problema.

De fet, moltes canonades d’oxigen que no fan servir vàlvules de comporta també tenen accidents d’explosió, que generalment es produeixen en el moment en què la diferència de pressió entre els dos costats de la vàlvula és gran i la vàlvula s’obre ràpidament. Molts accidents també han demostrat que les fonts d’ignició i els combustibles són la causa última. La prohibició d’utilitzar la vàlvula de comporta és només un mitjà per controlar els combustibles i el propòsit és el mateix que l’eliminació regular d’òxid, desgreixatge i prohibició d’oli. Pel que fa al control del cabal i a la millora de la posada a terra estàtica, s’elimina la font d’ignició. Al meu parer, el material de la vàlvula és el primer factor. Problemes similars es produeixen en les canonades d’hidrogen. La nova especificació ha eliminat les paraules de prohibir les vàlvules de comporta, cosa que és una prova clara. La clau és trobar el motiu. En realitat, a moltes empreses no els importa la pressió de funcionament, però adopten vàlvules d’aliatge a base de coure. També es produiran accidents d’explosió. Per tant, el control de la font d’incendis i els combustibles, mantenint amb cura la canonada i prestant atenció a la seguretat són els més crítics.