氧氣閥門的選型注意事項與安裝要求—【閥門小知識】
2023-10-23 22:14:07??????點擊：
上海工開閥門制造有限公司生產(chǎn)閘閥、球閥、蝶閥、截止閥、止回閥、旋塞閥、柱塞閥、調(diào)節(jié)閥、安全閥、水力控制閥等產(chǎn)品。例如，該公司生產(chǎn)的高壓鍛鋼球閥有如下優(yōu)點：閥體鍛造，流道毛坯整鍛成形，流道表面高溫堆焊司太萊合金，耐高溫、耐腐蝕。密封環(huán)采用高硬度、高強度、耐腐蝕的司太萊合金材料，經(jīng)精密加工而成，密封性能好。閥座采用彈性結(jié)構(gòu)，在高溫高壓下能自動回位，可重復(fù)使用。密封試驗壓力達(dá)42MPa，持續(xù)時間可滿足各種工況要求。為您介紹以下有關(guān)閥門的知識：
氧氣是一種活潑的氣體。在氧氣管道中，金屬或非金屬顆粒與管道金屬碰撞；相臨近的運動部件與靜止部件之間的摩擦；由靜電等產(chǎn)生的電弧會產(chǎn)生足夠大的點燃能量；絕熱壓縮或氣體沖擊，聲音回蕩和流體摩擦等能引起溫度的升高，這些情況都有可能產(chǎn)生點火機制。當(dāng)點火機制發(fā)生后，燃燒就會沿著整個引火鏈蔓延。氧氣閥門的正確選型與安裝都很重要。
一. 氧氣閥門的選用
1.1 關(guān)于氧閥材質(zhì)的選擇
氧閥材質(zhì)遵照GBA16912標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)介質(zhì)壓力、溫度、流速（根據(jù)不同金屬的可燃性，對氧氣的流速有一定限制要求。如果阻燃合金在管道的設(shè)計壓力下能夠阻燃，則此時不需要考慮流速限制）、純度等參數(shù)綜合確定，對承壓材質(zhì)有質(zhì)保書和質(zhì)量證明文件。
（1）常溫常壓氧閥材料選用原則：金屬零（部）件禁止選用鈦合金；非金屬零（部）件禁止選用聚酰亞胺作為密封件，盡量避免選用含鈦的不銹鋼，如1Cr18Ni9Ti (321) ,0Cr19Ni10Ti等。
用于常溫下的高壓高純度的氧氣管路中專用閥門主體材質(zhì)要選不氧化，不銹蝕、含碳量低的不鎊鋼，如鍛件：F304,F304L，F(xiàn)316，F(xiàn)316L 等；棒材：S31600，S30400，316L,316, 304, 304L等；鑄件：CF8, CF3, CF8M, CF3M,CF8C等。當(dāng)選用不銹鋼鑄件時，必須要進(jìn)行酸洗，以清除閥門中內(nèi)腔的粘砂和氧化物等雜質(zhì)。
（2） 當(dāng)壓力大于15 Mpa時，應(yīng)考慮材料良好的阻燃性，閥門的材質(zhì)可選用安全等級更高的鎳基合金。如鎳基合金：ASTM B164 Monel400, Monel K500, M35-1 ASTM A494 CY- 40 ; 因康乃爾合金：ASTM B164-A inconel600,inconel625, inconel718 ; 哈氏合金：Hasalloy C-276
（3） 當(dāng)壓力不大于15MPa時，承壓部件可選用銅及銅合金，密封件可選用：紫銅、軟招、PTFE ( F4 ) 、聚四乙稀纏繞墊片、柔性石墨、柔性石墨纏繞墊片，也可選用相關(guān)材質(zhì)不銹鋼（如：304, 316, 304L, 316L ) 制成的波紋管進(jìn)行密封等。
密封圈可選用：3160, 3180, 5160, 8380, 8360,FM-2D, Karez (全氟橡膠）等。
油脂類可選用：7805, 7804, FL- 1 0 , 氟素油等，推薦使用7805。
下面列舉相關(guān)規(guī)范對材質(zhì)的要求《氧氣站設(shè)計規(guī)范》(GB 50030-2013 )中關(guān)于氧氣閥門形式、材質(zhì)和壓力之間的要求如下：
11.0.10 氧氣管道的閥門應(yīng)符合下列規(guī)定：
a、 設(shè)計壓力大于0.1MPa的氧氣管道上，不得采用閘閥；
b、 設(shè)計壓力大于或等于1.0MPa且公稱直徑大于或等于150mm的氧氣管道上的手動閥門，宜設(shè)旁通閥；
c、 設(shè)計壓力大于1.0MPa，公稱直徑大于或等于150mm的氧氣管道上經(jīng)常操作的閥門，宜采用氣動閥門；
另一個需要注意的是，介質(zhì)流速對氧氣閥門材質(zhì)的限制
《氧氣站設(shè)計規(guī)范》(GB 50030-2013 )中關(guān)于氧氣閥門材質(zhì)和流速之間的要求如下：
《氧氣站設(shè)計規(guī)范》11.0.8 氧氣管道的管徑應(yīng)按下列條件計算確定：
a 、計算流量應(yīng)采用該管系最低工作壓力、最高工作溫度時的實際流量；
b 、流速應(yīng)為工作壓力下的管內(nèi)氧氣實際流速，氧氣管道內(nèi)的最高流速不得超過表11.0.8的規(guī)定。
在氧氣流體輸送的過程中，氧氣在管道系統(tǒng)中流動會發(fā)生改變，歐洲工業(yè)氣體協(xié)會(EIGA)制定的標(biāo)準(zhǔn) IGC Doc 13/12E《Oxygen Pipeline and Piping Systems》中將氧氣工況劃分為“撞擊場合”和“非撞擊場合”。同樣在《深度冷凍法生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》(GB16912-2008)中也參考了EIGA的劃分方式。其定義：使氧氣流動方向突然改變或產(chǎn)生旋渦的位置，從而引起氧氣中夾帶的顆粒對管壁的撞擊，這樣的位置稱為“撞擊場合”?！白矒魣龊稀比菀装l(fā)生激發(fā)能源，引起燃燒與爆炸，是危險場合，安全控制要求更加嚴(yán)格。氧氣閥門就是典型的“撞擊場合”。
《氧氣用閥門 技術(shù)條件》(JB/T 12955-2016)中給出流速計算的方法：
5.2.4 按使用管道的工況條件，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┛刂崎y門流道內(nèi)的流速，流速應(yīng)以閥門內(nèi)實際截面積進(jìn)行計算。對于閥內(nèi)結(jié)構(gòu)有明顯節(jié)流的閥門，應(yīng)以相應(yīng)開度時，閥前壓力下的體積流率與節(jié)流口面積作為計算流速的依據(jù)，并據(jù)此選擇閥門內(nèi)件材質(zhì)。對于閥門出口流速，應(yīng)以節(jié)流后壓力下的體積流率及閥門出口面積作為計算流速的依據(jù)。閥門內(nèi)部的流速要高于管道的流速，因為截面積發(fā)生了變化，所以根據(jù)上表1去選擇的話，不大好把握。因此JB/T12955-1026 對閥門的材質(zhì)和流速之間的關(guān)系作出了如下的補充：
5.3.2 當(dāng)閥門流道內(nèi)的流速超過表1的范圍時，閥體應(yīng)選用相應(yīng)壓力下的豁免材料，豁免材料對應(yīng)厚度下的豁免壓力。
1.2 閥門結(jié)構(gòu)要求
普通閥門介質(zhì)的流動方向是下進(jìn)上出，即介質(zhì)流從閥瓣下方的閥體流道進(jìn)人，經(jīng)過閥座后從閥瓣上方的閥體流道流出。在高溫高壓工作條件下，閥門的流道與普通閥門流道不同，氧氣介質(zhì)的流動方向是上進(jìn)下出，即高溫高壓 氧氣流從閥瓣上方的閥體流道進(jìn)人，經(jīng)過閥座后從閥瓣下 方的閥體流道流出。氧氣介質(zhì)流束經(jīng)過的流道內(nèi)腔表面要光滑、流暢， 退刀槽加工要倒圓角；閥門內(nèi)部零件銳角倒鈍倒圓，無棱角、尖角、無凹凸不平、無突變，保證介質(zhì)在流動過程中沒有壓力突變，沒有流束的方向突變，閥體內(nèi)腔中不能有任何固形物，從而防止產(chǎn)生靜電；應(yīng)具有良好的防靜電結(jié)構(gòu)，接地電阻不大于10Ω,法蘭間電阻不大于0.03Ω。設(shè)置防護(hù)裝置。主要包括閥桿填料函部分及閥桿螺紋 部分的防護(hù)，主要是防止灰塵粘結(jié)在閥桿上，進(jìn)而在閥桿 運動過程中進(jìn)人到填料涵內(nèi)，進(jìn)一步進(jìn)人到氧氣介質(zhì)中而 產(chǎn)生靜電。因此，需使防護(hù)閥桿不受灰塵污染，防止靜電 火花的產(chǎn)生，使閥桿外露部分與大氣隔離，防止灰塵通過 梯形螺紋進(jìn)入到閥桿下部，從而在閥桿轉(zhuǎn)動過程中進(jìn)人到填料涵內(nèi)。
1.3 禁油脫脂
根據(jù)《氧氣用閥門 技術(shù)條件》(JB/T 12955-2016) 中對于脫脂處理的定義如下：“用無機非可燃清洗劑、二氯乙烷、三氯乙烯等溶劑或超聲波方法去除零件表面油污的處理過程”。
閥體和閥內(nèi)件在組裝前后都應(yīng)該進(jìn)行禁油脫脂處理，以防止內(nèi)腔在制造過程中產(chǎn)生或遺留的鐵屑、油脂、灰塵、極小的固體顆粒等。在氧氣通過閥門時產(chǎn)生摩擦，引起燃燒或爆炸等危險后果。
二 .氧氣閥門的安裝要求
氧氣閥門對安裝也有一定的要求。
（1）安裝閥門前，管道內(nèi)部要清洗，除去鐵屑等雜質(zhì)防 止閥門密封座夾雜異物，脫脂合格，安裝時的閥門應(yīng)該是 關(guān)閉狀態(tài)。
（2）閥門在出廠前已進(jìn)行脫脂的，在運抵現(xiàn)場后沒有受到污染的，可以直接安裝，建議對凡與氧接觸的部位要進(jìn)行嚴(yán)格檢查，可用紫外光法和濾紙擦拭法進(jìn)行檢查。
（3）檢修后的閥門必須進(jìn)行嚴(yán)格地脫脂，脫脂合格后用 不含油的干空氣或氮氣吹凈，安裝之前要用潔凈的綢布包裹好，防止二次污染。
（4）脫脂人員在脫脂時要穿戴好防護(hù)用品，部分脫脂劑 屬于有毒試劑，檢修人員要戴綢布手套，禁止用手直接接 觸脫脂件。
（5）閥門配對安裝法蘭焊接時應(yīng)采用氬弧焊或電弧焊，大口徑閥門焊接后要進(jìn)行探傷。
（6）在對焊凹凸法蘭中，采用紫銅焊絲作0 型密封圈，這是氧氣用法蘭抗燃性可靠的密封形式。
（7）氧氣管道應(yīng)有導(dǎo)電的良好裝置，接地電阻應(yīng)小于 10Ω，管道和閥門上的法蘭連接和螺紋連接處，應(yīng)采用金屬導(dǎo)線跨接，電阻應(yīng)小于0.03Ω。
（8）法蘭墊片選擇。當(dāng)壓力小于3MPa時，可選擇聚四氟乙烯墊片、柔性石墨復(fù)合墊片；在3Mpa~ 10Mpa時，可選擇纏繞式墊片、退火軟化銅墊片、鎳及鎳合金墊片；當(dāng) 壓力大于10Mpa時，可選擇退火軟化銅墊片，鎳及鎳合金墊片。
（9）當(dāng)氧氣閥門重量較大時，應(yīng)該在閥前后管道上做好支撐，氧氣調(diào)節(jié)閥組宜設(shè)置獨立的閥門室或者防護(hù)墻
《深度冷凍法生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》(GB16912-2008)中8.1.6提到：氧氣管道的彎頭、三通不應(yīng)與閥門出口直接連接。調(diào)節(jié)閥組、干管閥門、供一個系統(tǒng)的支管閥門、車間入口閥門，其出口側(cè)的管道宜有長度不小于5倍管道公稱直徑且不小于1.5m的直管段。 IGC Doc 13/12/E第5.2.1條明確管道的沖擊場合包括且又不限于列出的工況，如三通、彎通等。且第5.3.2.3款指出節(jié)流閥和工藝控制閥紊流和撞擊工況不僅在閥門的閥芯閥座中存在，而且會延伸到下游8倍管道公稱直徑的長度。 可以看出，閥門出口流速變化較快，沖擊較為嚴(yán)重，不宜緊接安裝彎通、三通，同時宜保證5-8倍的直管段。
- 上一篇：插板閥在污泥干化設(shè)備系統(tǒng)中的應(yīng)用—【閥門小知識】 2023/10/25
- 下一篇：建筑插板閥的重要性解析—【閥門小知識】 2023/10/23