常用管道安装（五）氧气管道安装

常用管道安装（五）氧气管道安装

1.管路分类

氧气站的管路按输送介质的不同，分空气管、氧气管、氮气管、水管、蒸汽管、油管，有时还有碱液管、氨管等。按输送介质压力不同将导管分为低压管(工作压力在1.6MPa以下)，中压管(工作压力在2.5~6.4MPa)、高压管(工作压力在10~32MPa)。按介质的温度不同，将其分为常温操作(-50℃以上)的导管和低温(-50℃以下)操作的导管。

用氧车间的供氧管路一般工作压力在1.6MPa以下，属于低压、常温操作的供氧管路。

2.管材与管件

(1)管材

氧气站较常用的管子种类、材质见表14-7-1

 

一般情况下以选用碳素钢管为主，但由于碳素钢管在低温条件下(低于-40℃)会变脆，失去韧性，也由于它在氧气中会锈蚀、燃烧等，故在某些管段上需用不锈钢管、铜管或铝合金管。

氧气及液氧管道用管材见表14-7-2。表中符号△表示推荐管材。△△表示可用管材，但不经济。△△△表示只用于工艺上有特殊要求之处。

 

除按表14-7-2合理选用管材外，还应遵守下列对管材提出的要求:

1)工作压力超过1.6MPa的氧气管道选用碳素钢管时，在沿气流方向在阀门或流量孔板后需装一段长度5倍于直径(但不小于1.5m)的铜管，以免气流通过阀门或孔板时产生火花，引起事故。

2)调节阀组的管道，采用不锈钢管或钢管，

3)输送任何压力的氧气管道，如温度低于-40℃时，均应选用有色金属制造的管材，这是因为钢管在低于-40℃时，即降低其塑性而变脆。

4)直接埋地的氧气管道不论压力大小，均采用无缝钢管。

制氧站内氧气管道常用的管子种类见表14-7-3。除氧外输送其它介质的管道管材选用可参考表14-7-4

 

(2)管件

1)阀门

用于氧气管路的阀门的各部件必须是没有油和油脂的。工作压力小于或等于3MPa的阀门可采用可煅铸铁、球墨铸铁或钢制阀体。阀门与氧气接触部分严禁用可燃材料。阀门的密合圈应为有色金属、不锈钢或聚四氟乙烯等材料制成。填料应采用除油处理过后用石墨处理的石棉或聚四氟乙烯等材料。工作压力大于3MPa时，应采用铜合金或不锈钢材料制成的阀门。

根据国内目前的产品情况，建议尽可能选用用于氧气介质的专用产品，见表14-7-5，表14-7-6，表14-7-7。

 

当没有专用于氧气的低压、中压较大通径阀门的情况下，也可以选用普通闸阀、截止阀。这些阀门的阀体等主要部件符合输氧要求，但是其中填料一项，有些厂的产品采用油浸石棉盘根，不符合安全要求，使用时应逐个检查，更换为石墨处理的石棉盘根或聚四氟乙烯材料。

2)最常用的是平焊法兰、对焊法兰、松套法兰和高压螺纹法兰四种。表14-7-8给出了法兰选用标准供参考。

氧气管路上决不可使用易燃的、含油的填料或垫料。氧气管路必须用螺纹接头连接一些零件时，用在螺纹头上的填料应采用一氧化铅和水玻璃(硅酸钠)或蒸馏水调和料，最好使用聚四氟乙烯薄膜，决不可使用亚麻、铅油等。

氧气站各种管路法兰用垫料可按表14-7-9选用。

3)弯头、三通等管件

 

工作压力小于或等于1.6MPa的氧气管道，在管径小于Dg50和需要用螺纹连接处，可以采用可锻铸铁配件。丝扣填料采用黄粉(一氧化错)调以甘油或蒸馏水，或用聚四氟乙烯生料带做填料，不得用麻丝。

工作压力大于1.6MPa的氧气管道可采用有色金属或钢制的配件。工作压力大于或于10MPa的氧气管道，须用符合高压技术条件的配件。

氧气管道所用的压力表应采用专供氧气使用的禁油的压力表。

3.氧气管道安装

（1)安装前材质检验

氧气管路安装前，应对管材和管道附件进行质量检验。检验工作重点一方面是检验管子和附件的材质、规格及技术要求，是否与设计要求相符，是否与国家标准或部颁标准相符，另一方面是检验管材和附件的外形是否损伤，加工组装质量是否满足生产需要。

管材、阀门、法兰、螺栓、垫圈等和其他管道附件，都应具有产品说明书和出厂合格检查证。并且产品说明书所示材质、规格、技术要求应和国家或部颁标准一致。例如高压螺纹法兰，产品说明书上所说明的材质、规格，使用压力范围及温度范围、适用介质等应符合国家或部颁布的相应标准。

安装前，还应检验所用管材、附件的材质、规格、技术要求是否与设计要求一致。若使用代用材料，该代用材料应满足工艺生产需要。管材及附件均应进行外观检验，有重皮、裂缝的管材均不得使用。管子表面有划痕、凹坑等局部缺陷作检查鉴定，并适当处理。处理后的管壁厚度不应低于制造公差的允许范围。阀类铸件表面不应有粘砂、裂皮、砂眼等缺陷。阀门安装前应以等于工作压力的气压进行气密性试验，用肥皂水(氧气阀门是无油肥皂水)检查，10分钟内不降压、不渗为合格。安全阀应按设计要求检验与调整开启压力。法兰、螺栓、金属垫片等的表面应光洁，不得有气孔、裂纹、毛刺、凹痕等缺陷。

非金属材料，如石棉垫片、钢纸垫片，除规格、牌号应与设计相符外，表面不得有皱折、裂纹等缺陷。焊接弯管和三通，应注意其内壁光滑，勿使焊瘤、焊渣留在管内。

(2)管材及管件脱脂

在进行脱脂工作前先应对管材、附件清扫除锈。碳素钢管、管件和阀门都要进行锈。不锈钢管、铜管、铝合金管只需要将表面的泥土清扫于净即可。

1)脱脂剂

工业用四氯化碳、精馏酒精、工业用二氯乙烷都可作为脱脂用的溶剂。碳素钢、不锈钢及铜的管道、管件和阀门宜用工业用四氯化碳。铝合金的管道、管件及阀门宜用工业酒精。非金属的垫片只能用工业用四氯化碳。

四氯化碳与二氯乙烷都是有毒的。二氯乙烷与精馏酒精是易燃、易爆的物质。因此在使用时，必须遵守防毒、防火的有关规定。

溶剂应贮存在干燥和清凉的地方，防止与强酸、强碱接触。脱脂工作应在通风良好的地方进行、工作人员应穿防护工作服进行操作。防止把溶剂酒在地上，以免产生蒸汽造成中毒或引起火灾。脱脂工作现场应严禁烟火。四氯化碳虽然不能燃烧，但接触到烟火时能分解生成有毒的光气，使操作人员中毒。若发生中毒现象时，应将患者放在空气新鲜处，严重时应立即送医院抢救。

2)脱脂方法

a.管材与管道脱脂

管材内表面脱脂方法是将管子一端用木塞堵住，把溶剂从另一端灌入，然后用木塞堵住，管子放平，停留10~15分钟，在此时间内把管子翻3~4次，使管子内表面全部被剂洗刷到，然后将溶剂放出(此溶剂仍可使用)。使用的溶剂为四氯化碳或精馏酒精时,待溶剂放出后，可利用自然吹干或用无油、水分并清洁的压缩空气吹干。若用二氯乙烷作溶剂时，因为二氯乙烷易燃易爆性强，则应用氮气吹干管内壁，一直吹到没有溶剂的气味时为止。并继续放置24小时以上。为了使吹干工作进行的快速，可将空气或氮气加热到60~70℃。脱脂和吹干后的管子为了防止再被污染，应将管子两堵住，并包以纱布。管子脱脂的溶剂用量，按管内径和长度而定，可参考表14-7-10所列数据。管子外表面脱脂，可以用没有溶剂的擦布擦干净，然后放在露天的地方干燥。

 

管子安装好后，由于污染必须进行内壁脱脂时，应将安装好的管路分卸成为没有死端的单独部分，并把这些单独部分，分别充满四氯化碳进行脱脂，随后用清洁干燥的加热空气，流速不小于15m/S，进行吹洗。吹除干净后，将管路组装起来。安装后管子的脱脂工作严禁用其他溶剂。

b.管路附件与垫片脱脂

脱脂工作应在通风良好的地方进行。阀件脱脂时，应在拆卸后浸没在装有溶剂的密闭溶器内，浸泡5~10分钟，然后取出进行干燥，直到没有气味为止。金属垫片，法兰等也采用同样的方法脱脂。在氧气介质管件的填料函中的填料(石棉盘根)与石棉垫片的脱脂方法是把这些填料、垫片在300℃的温度下焙烧2~3分钟，焙烧后应涂以石墨粉。

非金属垫片只许用四氯化碳进行脱脂，垫片放在装有溶剂的容器内放置1.5~2小时之后，将垫片用铁丝分开串挂在室外通风良好的地方干燥，时间不宜少于24小时。锻制铜垫、铝垫等经退火处理后可不再脱脂。

脱脂后的管件及垫料用白色滤纸擦拭表面，纸上不出现油渍即为脱脂合格。

所有脱脂后的管材及附件应妥善保管，防止再被油脂污染。

(3)氧气管道的敷设

1)埋地敷设

a.厂区管道可以直接敷设在土内，也可以地沟敷设。埋地深度视地面运输载重的影响而定，务使管道不致被压坏，一般管顶距地面不少于0.7m。

b.氧气管道埋地敷设时，一般应铺设20cm厚的黄砂，在土质好的黄土上一般可不铺设黄砂。

c.管道通过铁路或公路时，其交叉角应不小于45°，管道顶部距铁路轨底距离不小于1m，距公路路面不小于0.7m，并且管道应放在套管内，套管的两端伸长离路基及铁轨边缘不少于1.5m，套管内的管道焊接口应为最少。套管间隙最少20mm，填以浸过沥青的麻丝。

d.氧气管与乙炔管一起埋地敷设时，应埋设在同一标高上,其净距不应小于250mm，在管上填一层厚300mm的粗砂，然后填土夯实。但不允许一同敷设在通行地沟、半通行地沟和不通行地沟内。

e.所有埋地氧气管道及其管件均应涂以防腐绝缘层;与其它管道和建筑物的间距也应符合设计规定的要求。

2)架空敷设

a.氧气管道应敷设在钢柱或混凝土柱的支架上，也可沿一级和二级耐火建筑外墙架空敷设。直径小于150mm的氧气管，可以敷设在口径较大的煤气管道上，但在支架处的煤气管道应焊加强垫板。

b.不应将氧气管和燃油管一起敷设在同一支架上。禁止将氧气管与架空输电线在同一文柱或支架上敷设。

c.输送潮湿氧气管道的坡度，一般不得小于0.003。并在管道的最低点设集水器和排水装置。

d.架空氧气管道如果是较长距离的输送管线一般也应设补偿器。

e.架空氧气管道与高压电线的间距，对于1KV以下的电线最小水平间距为1.5m。乖直最小间距为2.5m(如管道上不可走人时最小净距可缩短至1m)。对于3~10KV的架空输电线则水平间距为3m，垂直间距最少3m。

3)车间内敷设

a.车间氧气管道一般均沿墙或柱子架空敷设，高度应在2.5m以上，一般应用独立支架支承管道，在困难情况下允许与不燃性介质的管道共架,但管间净距不小于150mm。

b.如果受厂房高度等限制不能架空敷设时，可敷设在带盖的地沟内，这种地沟不应与其他沟道相通。允许和不燃性介质的管道共沟。但供同一车间使用的氧、乙炔管道也允许同沟敷设，彼此间净距不应小于250mm。地沟内应填满砂子,在适当地方装设通风管排到室外去。

c.车间内的管道应有不少于0.002的排水坡度，在最低点应装设集水器排水管。

d.氧气管道穿楼板、墙壁时应有套管，间隙为10mm左右，套管内不得有焊缝。

e.车间内气焊气制用的氧气和乙炔管道，多数采取干管架空平行敷设，氧气管在下面，乙炔管在上面，其间距不小于250mm。从干管引出分支管的方式，一般可以从干管的横向开三通接出。

f.厂区及车间的氧气管道均应可靠接地，并在所有法兰盘处装设导电的跨接线。

 

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(4)氧气管道的安装与焊接

1)氧气管道通常是沿墙或柱子明装,管道相互连接时不要强力对口,以防产生内应力，影响焊口质量，管道接口处应放在便于检查的部位。

2)严禁把氧气管道与电缆安装在同一沟道内。

3)不锈钢管架设在碳钢支架上时，其接触面处必须衬以非金属垫板，以防管皮擦损伤后产生锈蚀。

4)管材与附件在安装过程中，随时检查是否被油脂污染。如发现有被油类污染的现象应停止安装，查明原因，进行脱脂处理后才可以进行安装。

5)管路焊接时，应根据不同材质选用不同的焊接方法。如为碳钢管采用电焊或气焊不锈钢管采用电焊或弧焊，铝合金管采用弧焊，铜管采用气焊等。

6)两种材质不同的管子焊接时，更要注意选择焊接方法。如碳钢管与不锈钢管连接来用电焊或气焊，铜管与碳钢管或不锈钢管连接采用气焊，铝合金管与碳钢管、不锈钢管或铜管连接时都应采用氩弧焊。

7)管道焊接时，应防止焊接的吹溅物和渣粒进入管内。重要的氧气管段可采用氩弧焊打底的措施，个别情况下可采用外包带或内衬环的方法，如图14-7-1所示。由于这种方法施工比较困难，故只当特殊需要时方采用。

图14-7-1 外包带和内衬环结构(a)内衬环;(b)外包带

8)所有管道焊口都应作外观检查，并抽焊口总数的5%进行无损探伤检查(超声波或X、y射线透视)。不合格的焊口应铲除重焊，禁止锻接或补焊。

(5)试压

1)强度试验

强度试验以往一般采用水压试验法。有些厂(站)对氧气管道水压试验所要求的无油水难以取得，以及管道试水压后残留水分脱除不尽而使管道生锈等原因，一些工程已采用气压方法作强度试验。尤其是对3~0.07MPa的氧气、空气、氮气、气等管道的强度试验，既可采用水压方法又可采用气压方法。

2)严密性试验

严密性试验方法，一般都用无油的空气作为试验介质。氧气站常见管道的试压方法及试验压力如表14-7-11所示。

 

3)试压步骤及检验方法

a.当以空气作介质进行强度试验时，要考虑安全措施。进行试验时，应按试验压力的20%分级升压，每升一级要注意观察管子变化，升至所要求的试验压力时，观测5分钟，如果压力不下降，再将压力降至工作压力进行外观检查。如无破裂、变形和漏气等现象，则认为合格。

b.当以水作介质进行强度试验时，应先升至所要求的试验压力，观测10分钟，如压力不下降，再将压力降至工作压力进行外观检查。如无破裂、变形和渗水等现象，则认为试验合格。

c.管道强度试验合格后再作严密性试验。试验时，应升至严密性试验规定压力，所有焊接口处涂肥皂水检查，并观测12个小时，如无缺陷且气率符合下列要求时，则认为试验合格。

试验压力小于或等于0.1MPa的管道，平均每小时漏气率小于1%;试验压力大于0.1MPa的管道，平均每小时漏气率小于0.5%。

漏气率A根据下式计算:

 

式中 P1、P2:--管道试验开始及终了时的绝对压力，MPa;

       t1、t,--管道试验开始及终了时管道内气体温度，℃。

(6)吹扫

严密性试验合格后，管道须用不含油的空气或氮气吹扫，气体流速不应小于20m/s。连续吹扫8小时后，在气流出口处放一张白纸，白纸上没有灰尘微粒及水分痕迹为合格，否则应继续吹扫，直至合格。

氧气管道投产前，须再用氧气吹扫。吹扫用的氧气量应不小于被吹扫管道总体积的三倍。