氧气管道设计要求

一、参考规范

《工业金属管道设计规范》GB50316-2000（2008年版）

《氧气用截止阀》JB/T10530-2018

二、规范条文展示

   

 

1.氧气管道阀门选型

GB50030第11.0.10条：

1） 设计压力大于0.1MPa的氧气管道上，不得采用闸阀（PS:国内实践中多次发生闸阀类阀门手动开关时，氧气流速突然改变，使管道内的铁锈等颗粒冲撞、摩擦激发能量而引燃、引爆的事故。为避免此类事故发生，在压力大于0.1MPa的氧气管道上不得采用闸阀。）；

2） 设计压力大于或等于1.0MPa且公称直径大于或等于150mm的氧气管道上的手动阀门，宜设旁通阀；

3） 设计压力大于1.0MPa,公称直径大于或等于150mm的氧气管道上经常操作的阀门，宜采用气动阀门；

4） 阀门材料选用应符合表11.0.10的规定。

GB50316第5.5.9条：

对于氧气管道不应使用快开、快闭型的阀门。阀内垫片及填料不应采用易脱落碎屑、纤维的材料或可燃的材料制成（PS:阀门的手柄旋转90°开或关的阀门，或开关速度与其相当或更快的阀门，属于快开快闭型阀门）。下图为氧气阀门实拍,可以看到该阀门设置了小旁通阀，主要是避免快速增压和高速、紊流现象的发生。

 

 

2.氧气管道材料选型

GB50316第14.6.6.2条：

（1）在产品系列范围内，宜选用无缝的管子和管件。

（2）管子管件焊接应采用氧弧焊打底。

（3）设计压力大于3MPa时，宜采用奥氏体不锈钢管。

（4）碳素钢和低合金钢管道上设有调压阀时，调压阀前后1.5m范围内宜采用奥氏体不锈钢管及管件（PS:分配主管上阀门频繁操作区域后，放散阀后的管道也不应使用碳钢）。

  结合GB50030、GB16912相关要求，氧气管道优先使用S30408的无缝钢管，制造标准为《流体输送不锈钢无缝钢管》GBT14976-2012。

3.氧气需要电气防爆要求：规范条文没有要求。

4.环境欠氧和过氧的浓度

《职业卫生名词术语》GBZ/T224-2010第2.28条：

缺氧环境：空气中氧的体积分数＜19.5%的环境。

富氧环境：空气中氧的体积分数＞23.5%的环境。

5.氧气管道与其他管道间距

GB50160第7.2.6条、GB51283第7.2.5条：

      氧气管道与可燃气体、液化烃和可燃液体的管道共架敷设时应布置在一侧，且平行布置时净距不应小于500mm,交叉布置时净距不应小于250mm。氧气管道与可燃气体、液化烃和可燃液体管道之间宜用公用工程管道隔开。

GBT20801.2,B2 h)条：

      氧气管道与可燃介质管道共架敷设时，应布置在一侧，且平行布置时净距不应小于500mm,交叉布置时净距不应小于250mm。当管道采用焊接连接结构，并无阀门时，其平行净距可取上述净距的50%。

GB16912第8.1.10条：

 

6.氧气管道的流速GB50030第11.0.8条：

 

GB16912第8.2条：

碳钢氧气管道设计要求

（1） 碳素钢管中氧气的最大流速应符合下表：

（2） 为防止着火，在氧气阀门后，均应连接一段长度不少于5倍管径，且不少于1.5m的铜基合金或不锈钢的管道。

（3） 氧气管道应尽量少设弯头和分岔头，工作压力高于0.1MPa的氧气管道弯头，应采取冲压成型制作。分岔头的气流方向，应与主管气流方向成45°到60°角。

（4） 在对焊凹凸法兰中，采用紫铜焊丝作O型密封圈，是氧气用法兰抗燃性可靠的密封形式。

（5） 氧气管道应有导电的良好装置，接地电阻应小于10Ω，法兰间电阻应小于0.03Ω。

（6） 车间内主要氧气管道的末端应加设放散管，以利氧气管道的吹扫和置换，在较长的氧气管道进入车间调节阀前，应设过滤器。

氧气阀门选型总结

      阀门类型

      氧气管道上的阀门应选用氧气专用阀，国内氧气管道上多选用截止阀，普通阀门介质流动方向是下进上出。在氧气工况下，阀门流道与普通阀门有所不同，选择上进下出，以保证阀杆受力良好，且阀芯快速关闭。

       阀体材质

       建议在3MPa以下选用不锈钢；在3MPa以上选用Inconel 625 或Monel 400 合金钢。

       阀内件材质

      常规做氧气阀门内件只有Inconel 和 Monel，但是由于Inconel 625在高温应用场合较Monel K500有优势，故选择如下：

      (1) 阀内件选用 Inconel 625加表面硬化处理；

      (2) 阀杆/套筒材质选用 Inconel X-750 或 Inconel 718；

      (3) 阀门尽量不做缩径处理，保持与原有管道同口径；且阀芯阀座不宜做硬质堆焊，因为堆焊时由于工艺水平限制，易产生一定的不安全因素；

       (4) 阀门密封环材质选用无油脂模压石墨(含碳量低)；

       (5) 上阀盖选用双填料，填料选用耐高温无油脂石墨(可耐468℃)；

        (6) 因为氧气在流动中遇到毛刺或凹槽，都会产生高速摩擦，积聚大量热能，如果遇到碳化合物可能发生爆炸，阀门内件表面的光洁度要达到 ISO 8051-1 Sa2的要求。