Por que é proibido o uso de válvulas gaveta em dutos de oxigênio?

De acordo com os regulamentos de materiais de válvula nos Regulamentos Técnicos de Segurança de Oxigênio e Gás Relacionado, GB 16912, quando a pressão é superior a 0,1 MPa, é estritamente proibido o usoválvulas de gaveta.Quando a pressão está entre 0,1 e 0,6 MPa, o disco da válvula deve ser feito de aço inoxidável. Quando a pressão está entre 0,6 e 10MPa, devem ser usadas válvulas feitas de aço inoxidável ou ligas à base de cobre. Quando a pressão é superior a 10 MPa, as válvulas devem ser feitas de todas as ligas à base de cobre.

Nos últimos anos, com o aumento no consumo de oxigênio, a maioria dos usuários de oxigênio tem usado dutos de oxigênio para o transporte de oxigênio. Acidentes com queima e explosão de oleodutos e válvulas de oxigênio acontecem de tempos em tempos devido aos oleodutos longos e ampla distribuição, juntamente com a abertura repentina ou o fechamento rápido das válvulas. Portanto, é crucial fazer uma análise abrangente do perigo oculto e do perigo do oleoduto de oxigênio e tomar as medidas correspondentes.

Análise de causa de combustão e explosão de vários dutos e válvulas de oxigênio comuns

1. O atrito entre a ferrugem, poeira e escória de soldagem na tubulação e a parede interna da tubulação ou a porta da válvula causará alta temperatura e queimadura. Esta situação está relacionada ao tipo, tamanho de partícula e velocidade do fluxo de ar das impurezas. pó e oxigênio são fáceis de queimar. Quanto mais fino for o tamanho da partícula, mais baixo será o ponto de ignição; quanto mais rápida é a velocidade do gás, mais fácil se torna a combustão.

2. Existem substâncias de baixo ponto de ignição, como graxa e borracha, na tubulação ou válvula, que entram em ignição sob temperatura parcialmente alta.

Os pontos de ignição de vários combustíveis em oxigênio sob pressão normal são os seguintes:

3. A alta temperatura gerada pela compressão adiabática queima combustíveis.
Por exemplo, a pressão na frente da válvula é de 15 MPa e a temperatura é de 20°C; a pressão por trás da válvula é 0.1MPa. Se a válvula for aberta rapidamente, a temperatura do oxigênio atrás da válvula pode chegar a 553°C de acordo com a fórmula de compressão adiabática, que atingiu ou ultrapassou o ponto de ignição de algumas substâncias.

4. O ponto de ignição inferior de combustíveis em oxigênio puro de alta pressão é o indutor da combustão de dutos e válvulas de oxigênio.
Dutos e válvulas de oxigênio são extremamente perigosos em oxigênio puro de alta pressão. Testes mostraram que a energia de detonação do fogo é inversamente proporcional ao quadrado da pressão, o que representa uma grande ameaça aos dutos e válvulas de oxigênio.

Medidas preventivas
1. O projeto deve estar em conformidade com os regulamentos e padrões relevantes.
O projeto deve estar de acordo com os requisitos de regulamentações, tais como vários regulamentos para dutos de oxigênio de empresas de ferro e aço, emitidos pelo Ministério da Metalurgia em 1981, regulamentos técnicos de segurança de oxigênio e gases relacionados (GB16912-1997) e especificações de projeto de estações de oxigênio (GB50030-91).

(1) A taxa de fluxo máxima de oxigênio em tubos de aço carbono deve atender aos seguintes padrões: Quando a pressão é menor ou igual a 0,1 MPa, a taxa de fluxo deve ser de 20 m / s. Quando a pressão está entre 0,1 e 0,6 MPa, a velocidade do fluxo é de 13 m / s. Quando a pressão está entre 0,6 a 1,6 MPa, a velocidade do fluxo é de 10 m / s. Quando a pressão está entre 1,6 a 3,0 MPa, a velocidade do fluxo é de 8 m / s.　
(2) A fim de evitar incêndio, uma seção de ligas à base de cobre ou dutos de aço inoxidável com um comprimento não inferior a 5 vezes o diâmetro do cano e não inferior a 1,5m deve ser conectada atrás da válvula de oxigênio.　　
(3) Os dutos de oxigênio devem ter o mínimo possível de cotovelos e bifurcações. Os cotovelos da tubulação de oxigênio com pressão de trabalho superior a 0,1 MPa devem ser carimbados. A direção do fluxo de ar da cabeça de bifurcação deve estar em um ângulo de 45° a 60° com a direção do fluxo de ar do tubo principal.　　
(4) No flange côncavo-convexo soldado de topo, o fio de solda de cobre vermelho é usado como vedação em O, que é uma vedação confiável para resistência à chama do flange de oxigênio.　　
(5) A tubulação de oxigênio deve ter um bom dispositivo elétrico. A resistência de aterramento deve ser inferior a 10Ω, e a resistência entre os flanges deve ser inferior a 0,03Ω.　　
(6) Um tubo de ventilação deve ser instalado no final da tubulação principal de oxigênio na oficina para facilitar a purga e substituição da tubulação de oxigênio. Um filtro deve ser instalado antes que a tubulação de oxigênio mais longa entre na válvula reguladora da oficina.

2. Considerações de instalação
(1) Todas as peças que estiverem em contato com o oxigênio devem ser estritamente desengraxadas e, após o desengraxamento, usar ar seco sem óleo ou nitrogênio para soprar.
(2) A soldagem com arco de argônio ou soldagem com arco deve ser usada para soldagem.

3. Precauções de operação
(1) A válvula de oxigênio deve ser aberta e fechada lentamente. O operador deve ficar ao lado da válvula e abri-la de uma vez.
(2) É estritamente proibido usar oxigênio para soprar a tubulação ou usar oxigênio para testar vazamento e pressão.
(3) Os objetivos, métodos e condições da operação devem ser explicados e estipulados em detalhes com antecedência.
(4) Válvulas manuais de oxigênio com um diâmetro maior que 70 mm podem ser operadas quando a diferença de pressão entre a frente e a traseira da válvula é reduzida para 0,3 MPa.

4. Precauções para manutenção
(1) A tubulação de oxigênio deve ser verificada e mantida freqüentemente, a ferrugem removida e pintada uma vez a cada 3 a 5 anos.
(2) A válvula de segurança e o manômetro na tubulação devem ser verificados regularmente, uma vez por ano.
(3) Aperfeiçoe o dispositivo de aterramento.
(4) Antes da operação com chama, a substituição e a purga devem ser realizadas. O conteúdo de oxigênio no gás soprado deve estar entre 18% e 23%.
(5) A seleção de válvulas, flanges, gaxetas, tubos e acessórios deve estar em conformidade com os regulamentos relevantes do Oxigênio e Regulamentos Técnicos de Segurança de Gás Relacionados (GB16912-1997).
(6) Estabelecer arquivos técnicos e pessoal de operação e manutenção do trem.

5. Outras medidas de segurança
(1) Fazer com que o pessoal de construção, manutenção e operação fique atento à segurança.
(2) Melhorar a vigilância dos gerentes.
(3) Melhorar o nível de ciência e tecnologia.
(4) Melhorar continuamente o programa de fornecimento de oxigênio.

Conclusão
A verdadeira razão para proibir a válvula gaveta é, na verdade, que a superfície de vedação da válvula gaveta será danificada pelo atrito devido aos movimentos relativos das superfícies de vedação (ou seja, a abertura e o fechamento da válvula). Uma vez que a superfície de vedação esteja danificada, haverá pó de ferro caindo da superfície de vedação. Esse minúsculo pó de ferro é fácil de pegar fogo, e esse é o perigo real.

Na verdade, válvulas de gaveta são proibidas em dutos de oxigênio. Outras válvulas como globevalves também estão sujeitas a acidentes. A superfície de vedação do globevalve também será danificada e poderá ocorrer perigo. A experiência de muitas empresas é que as válvulas feitas de ligas à base de cobre são adotadas para dutos de oxigênio em vez de válvulas de aço carbono e aço inoxidável.

As válvulas de liga de cobre têm as vantagens de alta resistência mecânica, resistência ao desgaste e boa segurança (sem eletricidade estática). A verdadeira razão é que a superfície de vedação da válvula gaveta é muito fácil de usar, resultando em limalha de ferro. Quanto à diminuição do desempenho de vedação, não é o problema.

Na verdade, muitos dutos de oxigênio que não utilizam válvulas gaveta também apresentam acidentes de explosão, que geralmente ocorrem no momento em que a diferença de pressão entre os dois lados da válvula é grande e a válvula é aberta rapidamente. Muitos acidentes também mostraram que as fontes de ignição e os combustíveis são a causa final. Proibir o uso da válvula gaveta é apenas um meio de controlar os combustíveis, e a finalidade é a mesma da remoção regular de ferrugem, desengorduramento e proibição de óleo. Já para controlar a vazão e melhorar o aterramento estático, é necessário eliminar a fonte de ignição. Na minha opinião, o material da válvula é o primeiro fator. Problemas semelhantes ocorrem em dutos de hidrogênio. A nova especificação removeu as palavras de proibição de válvulas de porta, o que é uma prova clara. A chave é encontrar o motivo. Muitas empresas realmente não se preocupam com a pressão operacional, mas adotam válvulas de liga à base de cobre. Também ocorrerão acidentes de explosão. Portanto, o controle da fonte de incêndio e dos combustíveis, a manutenção cuidadosa da tubulação e a atenção à segurança são os mais críticos.