De acuerdo con las disposiciones sobre materiales de válvulas en el “Reglamento técnico de seguridad de oxígeno y gases relacionados GB 16912-1997”:
Cuando la presión es superior a 0,1 MPa, está estrictamente prohibido utilizar la válvula de compuerta.
Cuando 0.1MPa<p≤0.6mpa, el disco de la válvula está hecho de acero inoxidable.
Cuando 0.6MPa<p≤10mpa, todas las válvulas de acero inoxidable o todas las aleaciones a base de cobre.
Cuando P>10MPa, toda la aleación a base de cobre.
Análisis de las causas de combustión y explosión de varias tuberías y válvulas de oxígeno habituales:
1. El óxido, el polvo y la escoria de soldadura de la tubería rozan la pared interior de la tubería o el puerto de la válvula generando altas temperaturas y quemando.
Esta situación está relacionada con el tipo, tamaño de partícula y velocidad del flujo de aire de las impurezas. El polvo de hierro es fácil de quemar con oxígeno y cuanto más finas son las partículas, menor es el punto de ignición; cuanto más rápida sea la velocidad del gas, más fácil será quemarlo.
2. Hay sustancias con puntos de ignición bajos, como grasa y caucho, en tuberías o válvulas, que pueden inflamarse bajo altas temperaturas locales.
Los puntos de ignición de varios combustibles en oxígeno (bajo presión normal):
| Nombre del material combustible | Punto de inflamación (℃) |
| Aceite lubricante | 273-305 |
| Almohadilla de papel de acero | 304 |
| Goma | 130-170 |
| Caucho fluorado | 474 |
| Tricloroetano | 392 |
| PTFE | 507 |
3. La alta temperatura generada por la compresión adiabática hace que los materiales combustibles se quemen.
Por ejemplo, la presión delante de la válvula es de 15 MPa, la temperatura es de 20 ℃ y la presión detrás de la válvula es de 0,1 MPa. Si la válvula se abre rápidamente, la temperatura del oxígeno detrás de la válvula puede alcanzar los 553 ℃ según la fórmula de compresión adiabática, que ha alcanzado o superado el punto de ignición de algunas sustancias.
4. El punto de ignición más bajo de los combustibles en oxígeno puro a alta presión es la causa de la combustión de las válvulas de las tuberías de oxígeno.
Las tuberías y válvulas de oxígeno son muy peligrosas con oxígeno puro a alta presión. Las pruebas han demostrado que la energía de detonación del fuego es inversamente proporcional al cuadrado de la presión. Estos representan una gran amenaza para las tuberías y válvulas de oxígeno.
Precauciones:
① Para evitar incendios, se debe conectar detrás de la válvula de oxígeno una aleación a base de cobre o una tubería de acero inoxidable con una longitud no inferior a 5 veces el diámetro de la tubería y no menos de 1,5 m.
② Las tuberías de oxígeno deben tener la menor cantidad posible de codos y ramas. Los codos de las tuberías de oxígeno con una presión de trabajo superior a 0,1 MPa deben estar hechos de bridas estampadas tipo válvula. La dirección del flujo de aire del cabezal derivador debe estar en un ángulo de 45° a 60° con la dirección del flujo de aire de la tubería principal.
③ En las bridas cóncavas y convexas para soldadura a tope, se utiliza alambre de soldadura de cobre como junta tórica, que es una forma de sellado confiable para bridas de oxígeno con resistencia a las llamas.
④ Las tuberías de oxígeno deben tener buenos dispositivos conductores, la resistencia a tierra debe ser inferior a 10 Ω y la resistencia entre bridas debe ser inferior a 0,03 Ω.
⑤ Se debe agregar un tubo difusor al extremo del tubo principal de oxígeno en el taller para facilitar la purga y el reemplazo del tubo de oxígeno.
Antes de ingresar a la válvula reguladora del taller, se debe instalar un filtro.
Precauciones de instalación:
① Todas las piezas en contacto con oxígeno deben desengrasarse estrictamente y limpiarse con aire seco sin aceite o nitrógeno después de desengrasar.
②La soldadura debe utilizar soldadura por arco de argón o soldadura por arco.
Precauciones de operación:
① Al abrir y cerrar la válvula de oxígeno, debe hacerlo lentamente. El operador debe pararse al costado de la válvula y abrirla de una vez.
② Está estrictamente prohibido usar oxígeno para soplar la tubería o usar oxígeno para comprobar si hay fugas y presión.
③ Implementar el sistema de tickets de operación y proporcionar con anticipación explicaciones y regulaciones más detalladas sobre el propósito, métodos y condiciones de la operación.
④ Las válvulas de oxígeno manuales con un diámetro superior a 70 mm solo pueden funcionar cuando la diferencia de presión entre la parte delantera y trasera de la válvula se reduce a 0,3 MPa.
Precauciones de mantenimiento:
① Las tuberías de oxígeno deben inspeccionarse y mantenerse periódicamente, desoxidarse y pintarse cada 3 a 5 años.
② Las válvulas de seguridad y los manómetros de la tubería deben calibrarse periódicamente, una vez al año.
③Mejorar el dispositivo de puesta a tierra.
④ Antes del trabajo en caliente, se debe realizar el reemplazo y la purga. El contenido de oxígeno en el gas soplado se califica cuando es del 18% al 23%.
⑤ La selección de válvulas, bridas, juntas, tuberías y accesorios de tuberías debe cumplir con las normas pertinentes del “Reglamento técnico de seguridad del oxígeno y gases relacionados” (GB16912-1997).
⑥ Establecer expedientes técnicos y capacitar al personal de operación, inspección y mantenimiento.
Otras medidas de seguridad:
① Mejorar la atención prestada a la seguridad por parte del personal de construcción, mantenimiento y operación.
② Mejorar la vigilancia de los directivos.
③Mejorar el nivel de ciencia y tecnología.
④Mejorar continuamente el plan de suministro de oxígeno.
Resumen del artículo:
La verdadera razón para la prohibición de las válvulas de compuerta es en realidad que la superficie de sellado de la válvula de compuerta causará rayones y daños debido a la fricción durante el movimiento relativo (es decir, la apertura y el cierre de la válvula). Una vez dañado, el “polvo de hierro” se caerá de la superficie de sellado, y partículas tan finas como el polvo de hierro pueden incendiarse y quemarse fácilmente, lo cual es el verdadero peligro.
De hecho, las válvulas de compuerta están prohibidas en las tuberías de oxígeno. También pueden ocurrir accidentes con otras válvulas de cierre. La superficie de sellado de la válvula de cierre también se dañará y puede producirse peligro. La experiencia de muchas empresas es que todas las tuberías de oxígeno utilizan válvulas de aleación a base de cobre en lugar de acero al carbono. , válvulas de acero inoxidable.
Las válvulas de aleación a base de cobre tienen las ventajas de una alta resistencia mecánica, resistencia al desgaste y buena seguridad (sin electricidad estática), por lo que la verdadera razón es que la superficie de sellado de la válvula de compuerta se desgasta fácilmente y las limaduras de hierro producidas son las culpables. En cuanto al rendimiento del sellado, si baja o no no es la clave.
De hecho, los accidentes por explosión ocurren en muchas tuberías de oxígeno que no utilizan válvulas de compuerta. Suelen ocurrir cuando la diferencia de presión en ambos lados de la válvula es grande y la válvula se abre rápidamente. Muchos accidentes también han demostrado que las fuentes de ignición y los combustibles son la causa final. Deshabilitar la válvula de compuerta es solo un medio para controlar los combustibles. Tiene el mismo propósito que la eliminación regular de óxido, desengrasado, prohibición de aceite, etc. En cuanto a controlar el caudal y realizar la conexión a tierra estática, es eliminar la fuente de ignición.
Personalmente, creo que el material de la válvula es el primer factor. Problemas similares también ocurren en las tuberías de hidrógeno. La nueva normativa ha eliminado las palabras “válvulas de compuerta prohibidas”, lo que es una prueba clara. La clave es encontrar la razón. De hecho, a muchas empresas no les importa en absoluto la presión operativa. Se fuerza el uso de válvulas de aleación a base de cobre, pero aún se producen accidentes por explosión. Por lo tanto, controlar la fuente del fuego y los combustibles, mantenerlos cuidadosamente y apretar la cuerda de seguridad son los más críticos.
