氧气管道施工策略研究

氧气管道施工策略研究

丛敏

丛敏

上海市第九设计研究院工程有限公司上海市200063

摘要：随着经济和科技水平的快速发展，氧气在钢铁、化工等企业中得到了广泛的应用。氧气管道属于危险类介质压力管道，本文对氧气管道的危险因素进行了简要分析，并对氧气管道的选用及氧气管道施工阶段应采取的措施分别进行了阐述，以确保氧气管道施工安全。

关键词：氧气管道；危险因素；施工措施；注意事项

引言

随着我国冶金行业的快速发展，氧气的使用越来越受到人们的关注。氧气管道是氧气生产中运输、存储的重要基础设施，在生产中很容易发生危险事故，所以在实际的氧气管道施工中，施工工人应该结合工程环境和技术水平，采取积极的措施防止事故的发生，从而保证人们的生命和财产安全。

1氧气管道施工作业应该遵循的施工规范

现有的标准规范包括设计施工图、《氧气站设计规范》（GB50030-2013）、《工业金属管道工程施工规范》（GB50235-2010）、《工业金属管道工程施工质量验收规范》（GB50184-2011）、《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》（GB50236-2011）、《现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范》（GB50683-2011）、《脱脂工程施工及验收规范》（HG20202-2014）等。其中设计施工图需要设计人员根据实际的工程环境和设备技术条件，选择合适的施工方案。

2氧气管道危险因素分析

氧气管道发生的安全事故均为管道着火燃烧和爆炸，一般有以下几种情况：

（1）物体颗粒在氧气管道中高速运动时，与管壁、焊瘤、弯头、阀门和管道分岔处的相互摩擦和冲击。

（2）阀门突然开启，低压区氧气急剧压缩，形成所谓“绝热压缩”，局部温度突然升高，不及时散失，达到着火点。

（3）阀门启闭时阀门各部件的挤压和摩擦。

（4）管道周围由热源辐射引起的环境温度升高。

（5）管道内壁脱脂不彻底，造成引燃。

（6）静电感应引起爆燃。

由此来看，氧气管道所发生的安全事故，虽有在管理、操作、维护上的不当引起，更有设计和施工过程中的缺陷造成。

3氧气管道的施工控制措施

3.1对安装单位施工资质和施工方案的检查

首先，安装单位应该具有压力管道施工许可证、工程承包证明等施工资质；此外，安装单位还应该具有完善的施工质量保证及施工技术控制制度，在施工开始前，施工单位应该向相关政府进行报备；最后氧气管道施工的焊接人员等其它人员应该具有基本的职业技能，有效保证氧气管道的安全施工。

早在多年前因施工单位缺乏基本的施工资质而导致氧气管道爆炸事件，其中的制氧机与老空分系统的膨胀节被炸裂。由此而见，审查施工单位的施工资质是非常有必要的。在选择施工单位时，需要从技术能力和管理能力2个角度考核实际能力；要求施工单位具备资质和完备的质量管理控制体系，各级质量管理人员能够实际到岗，切实发挥作用。

3.2材料检验

施工人员在验收施工材料时，应该对材料的质量说明证书、规格、型号等进行仔细核验，保证其能够达到国家安全技术标准。验收管道时，应该保证氧气管道、阀门及管件无裂缝、鳞皮、夹渣等；接触氧气的表面必须彻底去除毛刺、焊瘤、焊渣、粘砂、铁锈和其他可燃物等，保持内壁光滑清洁。而且安装过程中，还要注意防止氧气管道被油脂污染等。氧气管道施工工人应该对管件的质量、规格、材质及其技术要求进行详细审查，从而保证氧气管道的安全施工。

3.3管道除锈

碳素钢空气管道脱脂前，管道内表面应进行除锈，一般可选用喷砂、酸洗等方法进行：

（1）对于公称直径不小于150mm的管道建议采用喷砂，这类方式除锈彻底，质量有保证。

（2）当采用酸洗除锈时，应先采用压缩空气对管道内部进行吹扫（除去浮锈，节约酸洗成本），再将钢管、管件放入盛有酸洗槽中进行浸泡，在浸泡过程中，应经常翻滚和敲打管道。碳素钢管在酸洗除锈后，还应对其表面进行钝化处理。

不锈钢、铜及铝合金的管子及附件只进行脱脂，不需除锈。

3.4脱脂

由于氧气管道一般为钢制材料，如果管道氧气发生燃烧，管道温度急剧升高，会造成管道的融化，因此氧气管道需进行脱脂。脱脂又称为出油，主要就是对机器部件进行除掉油脂的工作，防止破坏性极大的安全事故发生。对于氧气管道，脱脂应在管道预制后、安装前分段或单间按国家现行标准《脱脂工程施工及验收规范》HG20202进行脱脂，包括所有组成件与流体接触的表面均应脱脂。

脱脂可用无机非可燃清洗剂、二氯乙烷、三氯乙烯等溶剂，并应用紫外线检查法、樟脑检查法或溶剂分析法进行检查，直到合格为止。脱脂后的管道组成件应立即进行钝化或充入干燥氮气或空气吹净封闭，防止再污染。并应避免残存的脱脂介质与氧气形成危险的混合物。现场也可采用四氯化碳脱脂，四氯化碳是易挥发的有毒液体，且遇火焰或灼热金属能强烈分解或引起爆炸，因此现场操作时应采取安全防护措施。脱脂方法有槽浸法、灌注法和擦拭法等。槽浸法适用小管径管道脱脂，灌注法和擦拭法适用于较大管径的脱脂。

3.5氧气管道安装要求

（1）施工工人应该采取积极的措施防止管道的污染。如安装工人佩戴手套、管道内检查。

（2）施工工人在进行管道连接施工时采用加偏垫、加热管子等方法来消除借口端面的缺陷。而且管道的对接焊缝不应设在支、吊架处，焊缝离支、吊架边缘大于100mm，非金属垫片中w（CI-）不得超过25mg/kg。

（3）施工工人在安装管道时，应该检查管道的密封性，其中要仔细检查法兰密封面及密封垫片。

（4）在进行氧气管道的补偿工作时，施工工人应优先采取自然补偿方式，人工补偿主要是指利用方形补偿器或者是波形补偿器。

（5）氧气管道不论采用何种敷设方式，均应有导除静电的接地装置。车间内部管道可与本车间的静电干线相连接；厂区直线管道可每隔80~100m做一处接地装置，并尽可能把接地装置设在管道分支处；直接埋地管道，可在埋地之前及出地后各做一处接地。

3.6氧气管道试验

管道试验分为强度试验和严密性试验两种。试验用的介质为空气或氮气，必须是无油脂和干燥的；水应是无油和干净的，对于奥氏体不锈钢管，试验水中的氯离子含量不得超过25×10-6。

表3.6氧气管道的试验介质及试验压力

用空气或氮气做强度试验时，当达到试验压力且稳压5min后，应无变形，无泄漏。用水做强度试验时，当达到试验压力且稳压10min后，应无变形，无泄漏。

严密性试验达到试验压力后持续24小时，室内及地沟管道的平均小时泄漏率不应超过0.25%；室外管道的平均小时泄漏率不应超过0.5%。

在现场做气压试验时，应注意下列问题：

（1）严禁用氧气作为试压介质，当使用氮气做试验介质时，应注意安全，防止发生窒息事故；设计压力大于0.1MPa的氧气管道上，不得采用闸阀。

（2）设计压力大于或等于0.1MPa，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）对试压用的压力表应经校验，予以铅封后方得使用。试压前应仔细检查压力表阀是否已经打开。

（4）试压时不能对试压容器用锤敲击，不能拆卸或拧紧螺钉。

（5）用氮气瓶或压力等级较高的气源向较低压力容器充气试压时，应安装减压阀，严禁直接充气。

（6）试压充气达到规定压力后，应将充气管接头拆除。

结语

氧气管道的安全运行，不但需要规范的管理和日常的维护，更依托合理的设计以及可靠的施工质量。施工过程中，氧气管道从图纸审查到材料、设备进场检验，特别是管道内壁的除锈、脱脂及管道的焊接、探伤、吹扫、强度、气密以及静电接地，每一道工序都要严格把关，做到管道内部洁净，外部无泄漏，静电无聚集，从根源上杜绝安全隐患，确保氧气管道的使用安全。

参考文献：

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