氧是自然界分布最廣泛的元素之一。它以游離狀態和化合狀態存在于自然界中,空氣中游離狀態的氧達20.93%。化合狀態的氧存在于水、礦物、植物和動物等物體中。在常溫及大氣壓力下,氧為無色、無味、無臭的透明氣體,比空氣略重。氧的化學性質非常活潑,是強烈的氧化劑和阻燃劑。在一般情況下,他除了與金、銀、鉑及惰性氣體不發生化合外,與其他物質都能化合生成氧化物,氧與其他物質化合的過程即為氧化反應。氧與可燃氣體如氫、乙炔、甲烷等按一定比例混合后很容易爆炸。氧經壓縮后在輸送過程中如有油脂、氧化鐵銷及其他易燃物質存在時,隨著氣流與管壁的摩擦撞擊產生大量摩擦熱,可能會導致管道和設備的介質燃燒或爆炸。壓縮氧氣混雜有水分,會使氧氣管道產生凝結水,純度越高的氧氣對鋼管的腐蝕越嚴重。針對氧氣管道的這些特點,在管道安裝及維修中要合理選材,并有相應的技術措施。
工業生產中使用的氧氣,一種是由制氧直接用管道送往用戶,一種是在制氧車間以15MPa的高壓充瓶,將瓶裝氧氣運往用戶。
氧氣管道修理前應將修理斷與管網斷開,并用空氣、氮氣或蒸汽將氧氣全部趕走置換,不留死角。修理完后應按照要求進行強度和氣密性試驗。試驗合格后,正式送氧前應選用氧氣對管道進行吹洗,吹洗管道也可應用不含油的壓縮空氣或氮氣,氣流速度不小于20m/s,所有管道都應吹洗到。在氣流出口處用白紙檢驗,沒有塵粒和水分痕跡為合格。吹洗合格后再用容積不少于吹洗管的3倍氧氣換管內的吹洗氣體,且各個死角都應該設法置換到。只管管道的氧氣應排至室外,排除口離地面不少于2.5米,并應遠離火源。輸送含濕氧的管道凍結時只能用熱水或蒸汽融凍,嚴禁用明火融凍。
廠區架空氧氣管道支架,應采用非燃燒材料制作,在閥門、排水器及其他需要檢查維護的地方應安裝梯子和平臺。
含濕氧氣管道,在寒冷地區應采取防凍措施,防凍措施可采用敷設保溫層或加伴熱管。當采用伴熱管時,伴熱管的介質應采用不超過90℃熱水。
地下鋪設的管子一般均采用直接埋地鋪設,也可以敷設在填滿沙子的不通行的地溝內,但禁止氧氣管道敷設在通行的地溝內。不通行地溝應以非燃燒體蓋板,并嚴禁與其他溝道相通。直接埋地的氧氣管道應符合下列要求。
1. 嚴禁氧氣管道通過煙道、通行地溝和直接靠近50℃的熱體表面。
2. 嚴禁氧氣管道與電力電信電纜、燃氣管(用于同一目的的乙炔管除外)、燃油管敷設在一起。
3. 在腐蝕性土壤中敷設的氧氣管道,外表面應包扎防腐絕緣層。
4. 氧氣管道不應埋設在建筑物、構筑物,露天堆料場的下面。
5. 氧氣管道的埋地敷設深度一般不小于0.7m,含濕管道應埋在冰凍線以下,如敷設在冰凍層內時,管道應有防凍措施。
6. 氧氣管道的閥門可直接埋地,但要設閥罩,安裝在檢查井內時,井應單獨設置,嚴禁其他管道穿越。
7. 埋地氧氣管道與其他管線之間的最小凈距離要滿足要求。
氧氣管道的選用在一般情況下以碳素鋼管為主,但由于碳素鋼管在低溫條件下(低于-40℃)會變脆,失去韌性,也由于其在純氧中易銹蝕,特殊情況下燃燒,故在某些管路上不用碳素鋼管而用不銹鋼管、銅管或鋁合金管。此外,氧氣管道選材時,還應注意以下幾點。
1. 工作壓力超過1.6MPa的氧氣管道,選用碳素鋼管時,在閥門、流量孔板后需裝一段長度5倍于管道直徑,且不小于1.5m的等徑銅管,以免氣流通過閥門或孔板時產生火花,引起事故。
2. 調節閥組的管道,不論管徑或壓力多大,都應采用不銹鋼管和銅管。
3. 直接埋地的氧氣管道,不論壓力高低,均采用無縫鋼管。
4. 溫度低于-40℃的氧氣管道,無論壓力高低,均應選用有色金屬管,以避免由于鋼管韌性降低變脆而發生事故。
由于氧氣具有阻燃的特性,所以氧氣管道所用的一切管材、管件、閥件等均應進行嚴格脫脂。由于操作不當,脫脂劑用量不準,使管道脫脂不徹底或管道中個別附件進行脫脂,是非常危險。氧氣管道或設備爆炸,很多脫脂不徹底造成的。管道脫脂方法見第二章。氧氣管道法蘭用的墊片應無油脂,并考慮墊片可能擠壓裂碎掉入管內,造成氧氣管道燃燒,因此不能選用易是燃材料制成的墊片。氧氣管道輸送的介質無論液態或氣態氧,均應可靠接地。