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氣體管道的燃燒事故與預(yù)防

  
評(píng)論: 更新日期:2011年06月09日


  
  2)每次安裝管路要使用洗滌劑除掉管內(nèi)的油脂,這種洗滌劑可能殘留在管路內(nèi)部。平常使用的洗滌劑有四氯化碳和三氯乙烯。其中四氯化碳即使在氧氣中也不燃燒,而三氯乙烯在空氣中雖不燃燒,但在氧氣中卻可以燃燒。假若用可燃燒性溶劑洗滌氧氣管道之后仍然留有液狀洗滌劑,那么它的危險(xiǎn)性和潤(rùn)滑劑毫無區(qū)別。高壓氧氣和溶劑蒸氣的混合氣體還有爆炸的危險(xiǎn)。
  
  3)用可燃性的纖維、橡膠等做襯墊或填料,假若在氧氣管道內(nèi)由于某種著火源的作用開始燃燒。則管壁可能被此火焰加熱致使管道開始燃燒。纖維襯墊如果在氧氣中燃燒,可以誘發(fā)法蘭盤鐵器材料的燃燒。如果是橡膠襯墊,本身可能被軟化吹走,成為氧氣噴出事故的直接原因。襯墊材料的燃燒熱越大,危險(xiǎn)性就越大。因此襯墊材料必須采用燃燒熱小的物質(zhì),或者干脆采用非燃性物質(zhì)。
  
  (3)熾熱鐵粉點(diǎn)燃可燃物如前所述,鐵粉的自燃點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鐵塊,在常壓氧氣中大約為300—400℃,在高壓氧氣中比這個(gè)數(shù)值還要低幾十度。因此,鐵粉在氧氣氣流中流動(dòng)時(shí)與管壁摩擦,很容易達(dá)到自燃溫度而開始自燃。這時(shí)由于鐵粉是被導(dǎo)熱率很小的氣流所包圍,所以積累的燃燒熱不能散發(fā),因而使鐵粉成為高溫?zé)霟崃W?大概有1000~2000℃)在氣流中高速流動(dòng)。
  
  另一方面,在管道內(nèi)可能積存可燃物,如潤(rùn)滑油、洗滌劑、襯墊等。在常壓氧氣中這些可燃物的自燃點(diǎn)為273~305℃,三氯乙烯為392℃,但在高壓氧氣中這些物質(zhì)的自燃點(diǎn)卻要低得多。即是瞬間點(diǎn)燃溫度大約為300~500℃。因此,燃燒中的鐵粒子保持著熾熱狀態(tài),當(dāng)與這些可燃物相接觸時(shí),其溫度足以把可燃物瞬間點(diǎn)燃。特別是本身進(jìn)行自燃的鐵粒子,由于在其表面具有中間生成物活性氧,與單物理性高溫相比,更易點(diǎn)燃可燃物。
  
  熾熱的鐵粉粒子侵入使用很久的橡皮管內(nèi)壁裂紋部位,使橡皮管內(nèi)壁著火,接著在高壓氧氣流中使橡皮管發(fā)生急速的爆炸性燃燒。
  
  在氧氣制造中,在管道內(nèi)通過潮濕氧氣后,接著通人干燥氧氣時(shí),曾多次發(fā)生過事故。這是由于通過潮濕氧氣時(shí)管道內(nèi)壁產(chǎn)生很多鐵銹。由于潮濕氧氣帶有水分,所以能夠防止鐵銹垢從鐵管壁上散落下來。而當(dāng)通過干燥氧氣時(shí),氧能吸附內(nèi)壁的銹垢并使之干燥后從管壁上脫落下來,成為銹垢粒子,和氣流一起高速流動(dòng)。而銹垢從管壁脫落下來以及和管壁相摩擦?xí)r,都能生成鐵粉,成為可燃物的點(diǎn)火能源。從干燥筒跑出來作為干燥劑的硅膠顆粒在管道內(nèi)高速流動(dòng)時(shí),也能產(chǎn)生鐵粉,由此而產(chǎn)生的燃燒事故往往誤解為干燥氧氣所致,這是不對(duì)的。
  
  (4)管壁被熾熱鐵粉熔敷燃燒氧氣管道中鐵粉的存在,不但對(duì)燃物是一種著火源,而且也會(huì)直接導(dǎo)致管道穿孔的危險(xiǎn)。譬如在管道的T形部位,即在高速氣流直轉(zhuǎn)彎的部位,燃燒成熾熱的鐵粉因?yàn)閯?dòng)量很大,而又直線前進(jìn),撞到T形管的內(nèi)壁上,熾熱粒子在同一個(gè)地方比較多地堆積。這種情況好比用鐵粉切割法進(jìn)行切割時(shí)從噴嘴中噴出來的熾熱粒子,造成管壁溫度急劇升高,使管壁穿孔燃燒。
  
  3.氯氣管道的燃燒
  

  高壓氯氣和高壓氧氣一樣,也可能引起管道的燃燒事故。
  
  下面列出鐵和氯氣的反應(yīng)式和燃燒熱:
  

  所以說,鐵在氯氣中的燃燒熱差不多等于在氧氣中的燃燒熱。燃燒每克鐵所需的氯氣量是:
  
  假若從鐵的比體積計(jì)算,則所需的氯氣量是鐵塊體積的4720倍(在常溫常壓下)。
  
  鐵和氯氣之間的燃燒生成物一氧化亞鐵,在常壓下的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為282~C和315℃,因此鐵如果在氯氣中燃燒則燃燒產(chǎn)生的氯化亞鐵能立即被燃燒熱所汽化而完全消失。
  
  液氯在溫度10—30℃的條件下,具有大約5—9個(gè)大氣壓(絕對(duì)氣壓)。在高壓氯氣中,鐵的燃熱反應(yīng)是很激烈的,故有可能燃掉管道。在充有一個(gè)大氣壓氯氣的鐵管外皮,如果進(jìn)行焊接或切割,可使鐵管內(nèi)壁和氯氣發(fā)生激烈的反應(yīng),在鐵管的冷端生成氯化亞鐵結(jié)晶。可是,管壁的溫度即使達(dá)到900℃以上的熾熱狀態(tài),只要去掉加熱火焰,則反應(yīng)即行停止。因此,在常壓氯氣中,沒有發(fā)生過繼續(xù)燒鐵的情況。如果把鐵管內(nèi)的氯氣壓力增加到10個(gè)大氣壓,管壁加熱到400℃以上時(shí),就能使鐵和氯氣發(fā)生激烈反應(yīng),開始燃燒鐵管。
  
  在電解的氯氣中往往會(huì)有少量氫氣,當(dāng)氫在氯氣中含量達(dá)5%時(shí)遇到火源就可以爆炸。所以氯氣系統(tǒng)要防止氯氣的積聚和鐵銹與外管壁摩擦形成著火源。
  
  H2在C12中的爆炸范圍常壓時(shí)為5.5%~89%。由于鐵屑在管內(nèi)移動(dòng)沖擊產(chǎn)生摩擦熱,氯和氫混合氣引起燃燒,高溫使鐵壁生成氯化鐵而破損。
  
  4.防止氧氣、氯氣系統(tǒng)燃燒的措施
  

  為了防止氧氣、管道和氯氣管道燃燒事故出現(xiàn),應(yīng)當(dāng)采取以下措施:
  
  (1)在高壓氧氣管道的內(nèi)壁、閥門、接頭、螺栓等能夠接觸氧氣的表面,應(yīng)該盡可能使其加工成平滑而無突起部位,管內(nèi)的氣流不應(yīng)造成死角。
  
  (2)襯墊、填料等管道材料應(yīng)避免使用可燃物,特別是纖維。
  
  (3)管道內(nèi)氧氣通路要盡量采用直線,盡可能減少急轉(zhuǎn)彎。
  
  (4)管道內(nèi)的油脂用洗滌劑充分清洗后,須用氣體檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè),不許在管道內(nèi)殘留洗滌劑。洗滌劑的蒸氣比空氣重,要注意這一特點(diǎn)。
  
  (5)盡量排除管內(nèi)混入的某種固體粒子,如銹垢、干燥劑的粒子等。由于氧氣中的水分能夠促進(jìn)產(chǎn)生銹垢,因此應(yīng)除掉管道內(nèi)的水分,通人的氧氣也應(yīng)是干燥的。
  
  (6)在通人潮濕氧氣時(shí),不要在通往潮濕氧氣后再通人干燥氧氣,這樣會(huì)生成銹垢并脫落,形成銹垢粒子。
  
  (7)在管道中使用不銹鋼可以抑制產(chǎn)生氧化銹垢粒子及其磨損產(chǎn)生的鐵粒子,但是,如果在其他地方仍然大量產(chǎn)生這些粒子時(shí),或者存在可燃物,即使使用了不銹鋼,也不能防止管道的燃燒事故。
  
  假設(shè)在部分管道中使用銅材,雖然可以防止銅管本身的燃燒事故,但是如果在別的地方產(chǎn)生鐵粉燃燒生成熾熱粒子后,集中沖擊銅管某個(gè)部位,將會(huì)引起銅管熔化穿孔。
  
  (8)管道內(nèi)氧氣的流速一般限制在30個(gè)大氣壓內(nèi),8m/s以下的速度。
  
  (9)閥門的開閉操作避免急劇進(jìn)行。

  (10)控制可燃?xì)怏w的濃度含量。

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