Kāpēc skābekļa cauruļvados ir aizliegts izmantot vārstus?

Saskaņā ar noteikumiem vārstu materiāliem GB 16912 Skābekļa un saistīto gāzu drošības tehniskajos noteikumos, ja spiediens ir lielāks par 0.1MPa, ir stingri aizliegts izmantotvārsti. Ja spiediens ir no 0,1 līdz 0,6 MPa, vārsta diskam jābūt izgatavotam no nerūsējošā tērauda. Ja spiediens ir no 0,6 līdz 10 MPa, jāizmanto vārsti, kas izgatavoti no visiem nerūsējošā tērauda vai vara sakausējumiem. Ja spiediens ir lielāks par 10MPa, vārsti jā izgatavot no visiem vara sakausējumiem.
 
Pēdējos gados, palielinoties skābekļa patēriņam, lielākā daļa skābekļa lietotāju skābekļa transportēšanai ir izmantojuši skābekļa cauruļvadus. Skābekļa cauruļvadu un vārstu degšanas un eksplodēšanas negadījumi laiku pa laikam notiek garo cauruļvadu un plašās sadales dēļ kopā ar pēkšņu vārstu atvēršanu vai ātru aizvēršanu. Tāpēc ir ļoti svarīgi visaptveroši analizēt skābekļa cauruļvada slēptās briesmas un bīstamību un veikt atbilstošus pasākumus.
 
Vairāku kopīgu skābekļa cauruļvadu un vārstu sadegšanas un eksplozijas cēloņa analīze

1. Berze starp rūsu, putekļiem un metināšanas izdedžiem cauruļvadā un cauruļvada iekšējo sienu vai vārsta pieslēgvietu izraisīs augstu temperatūru un apdegumus. Šī situācija ir saistīta ar piemaisījumu veidu, daļiņu lielumu un gaisa plūsmas ātrumu. Dzelzs pulveri un skābekli ir viegli sadedzināt. Jo smalkāks ir daļiņu izmērs, jo zemāks kļūst aizdegšanās punkts; jo ātrāks ir gāzes ātrums, jo vieglāka kļūst sadegšana.

                 
2. Cauruļvadā vai vārstā ir vielas ar zemu aizdegšanās temperatūru, piemēram, tauki un gumija, kas aizdegas daļēji augstā temperatūrā.

Vairāku degtspējīgu skābekļa degtspējas punktu daudzums normālā spiedienā ir šāds:

 
3. Augstā temperatūra, ko rada adiabātiskā kompresija, sadedzina degtspējas.
Piemēram, spiediens vārsta priekšā ir 15MPa un temperatūra ir 20°C; 2004. spiediens aiz vārsta ir 0,1 MPa. Ja vārsts tiek atvērts ātri, skābekļa temperatūra aiz vārsta var sasniegt 553°C saskaņā ar adiabātisko kompresijas formulu, kas ir sasniegusi vai pārsniegusi dažu vielu aizdegšanās punktu.
 
4. Degtspējīgu materiālu zemākais aizdegšanās punkts augstspiediena tīrā skābeklim ir skābekļa cauruļvadu un vārstu sadegšanas pamudinājums.
Skābekļa cauruļvadi un vārsti ir ļoti bīstami augstspiediena tīrā skābekli. Testi ir parādījuši, ka ugunsgrēka detonācijas enerģija ir apgriezti proporcionāla spiediena kvadrātam, kas rada lielus draudus skābekļa cauruļvadiem un vārstiem.
  
Preventīvie pasākumi
1. Projektam jāatbilst attiecīgajiem noteikumiem un standartiem.
Projektam jāatbilst tādu noteikumu prasībām kā vairāki Dzelzs un tērauda uzņēmumu skābekļa cauruļvadu noteikumi, ko metalurģijas ministrija izdevusi 1981. gadā, Skābekļa un ar to saistītie gāzes drošības tehniskie noteikumi (GB16912-1997) un skābekļa staciju projektēšanas specifikācijas (GB50030-91).

(1) Maksimālajam skābekļa plūsmas ātrumam oglekļa tērauda caurulēs jāatbilst šādiem standartiem: ja spiediens ir mazāks vai vienāds ar 0,1 MPa, plūsmas ātrumam jābūt 20 m/s. Ja spiediens ir no 0,1 līdz 0,6 MPa, plūsmas ātrums ir 13 m/s. Ja spiediens ir no 0,6 līdz 1,6 MPa, plūsmas ātrums ir 10m/s. Ja spiediens ir no 1,6 līdz 3,0 MPa, plūsmas ātrums ir 8 m/s.　
(2) Lai novērstu ugunsgrēku, aiz skābekļa vārsta jābūt savienotai vara sakausējumu vai nerūsējošā tērauda cauruļvadu sekcijai, kuras garums nav mazāks par 5 reizēm no caurules diametra un nav mazāks par 1,5 m.　　
(3) Skābekļa cauruļvadiem jābūt pēc iespējas mazāk līkumiem un bifurkācijām. Skābekļa cauruļvada līkumi, kuru darba spiediens pārsniedz 0,1 MPa, ir jāapzīmogo. Bifurkācijas galvas gaisa plūsmas virzienam jābūt 45°līdz 60°ar galvenās caurules gaisa plūsmas virzienu.　　
(4) Mucā metinātajā ieliektajā izliektajā atlokā sarkano vara metināšanas stiepli izmanto kā O gredzena blīvējumu, kas ir uzticams blīvējums skābekļa atloka liesmas izturībai.　　
(5) Skābekļa cauruļvadam jābūt ar labu elektroierīcēm. Zemējuma pretestībai jābūt mazākai par 10Ω, un pretestībai starp atlokiem jābūt mazākai par 0,03Ω.　　
(6) Lai atvieglotu skābekļa cauruļvada attīrīšanu un nomaiņu, darbnīcā galvenā skābekļa cauruļvada galā jāuzstāda ventilācijas caurule. Filtrs jāuzstāda, pirms garāks skābekļa cauruļvads nonāk darbnīcas regulēšanas vārstā.
 
2. Uzstādīšanas apsvērumi
(1) Visām daļām, kas saskaras ar skābekli, jābūt stingri attaukotām, un pēc attaukošanas triecieniem jāizmanto sausais gaiss vai slāpeklis bez eļļas.
(2) Metināšanai jāizmanto argona loka metināšana vai loka metināšana.
 
3. Darbības piesardzības pasākumi
(1) Skābekļa vārsts jāatver un lēnām jāaizver. Operatoram jāstāv vārsta sānos un jāatver tas viss uzreiz.
(2) Ir stingri aizliegts izmantot skābekli, lai izpūstu cauruļvadu, vai izmantot skābekli, lai pārbaudītu noplūdi un spiedienu.
(3) Darbības mērķus, metodes un nosacījumus iepriekš detalizēti izskaidro un nosaka.
(4) Manuālos skābekļa vārstus, kuru diametrs ir lielāks par 70 mm, ir atļauts darbināt, ja spiediena starpība starp vārsta priekšpusi un aizmuguri ir samazināta līdz 0,3 MPa.
 
4. Piesardzības pasākumi attiecībā uz apkopi
(1) Skābekļa cauruļvads bieži jāpārbauda un jāuztur, rūsa jānoņem un jākrāso reizi 3 līdz 5 gados.
(2) Drošības vārsts un manometrs uz cauruļvada jāpārbauda regulāri, reizi gadā.
(3) Pilnveidojiet zemējuma ierīci.
(4) Pirms liesmu ekspluatācijas jāveic nomaiņa un attīrīšana. Skābekļa saturam izpūstajā gāzē jābūt no 18% līdz 23%.
(5) Vārstu, atloku, blīvju, cauruļu un armatūras izvēlei jāatbilst attiecīgajiem skābekļa un ar to saistīto gāzu drošības tehnisko noteikumu noteikumiem (GB16912-1997).
(6) Izveido tehnisko dokumentāciju, kā arī apmāca ekspluatācijas un tehniskās apkopes personālu.
 
5. Citi drošības pasākumi
(1) Veiciet būvniecības, apkopes un ekspluatācijas personāla uzmanību drošībai.
(2) Uzlabot vadītāju modrību.
(3) Uzlabot zinātnes un tehnoloģijas līmeni.
(4) Nepārtraukti uzlabo skābekļa padeves programmu.
 
Secinājums
Patiesais iemesls vārtu vārsta aizdošanai faktiski ir tas, ka vārsta vārsta blīvēšanas virsma tiks bojāta berzes dēļ blīvēšanas virsmu relatīvo kustību dēļ (tas ir, vārsta atvēršana un aizvēršana). Kad blīvējuma virsma ir bojāta, no blīvējuma virsmas krīt dzelzs pulveris. Šādu mazu dzelzs pulveri ir viegli aizdegt, un tas ir reālais apdraudējums.
 
Faktiski vārsti ir aizliegti skābekļa cauruļvados. Negadījumos tiek pakļauti arī citi vārsti, piemēram, lodveida vārsti. Tiks bojāta arī lodveida vārsta blīvējuma virsma, un var rasties arī briesmas. Daudzu uzņēmumu pieredze ir tāda, ka vārsti, kas izgatavoti no vara sakausējumiem, tiek pieņemti skābekļa cauruļvadiem, nevis oglekļa tērauda un nerūsējošā tērauda vārstiem.
 
Vara sakausējuma vārstiem ir augstas mehāniskās stiprības, nodilumizturības un labas drošības priekšrocības (nav statiskās elektrības). Patiesais iemesls ir tas, ka vārtu vārsta blīvējuma virsma ir ļoti viegli valkājama, kā rezultātā rodas dzelzs vīles. Kas attiecas uz blīvēšanas veiktspējas samazināšanos, tā nav problēma.

Faktiski daudzos skābekļa cauruļvados, kas neizmanto vārstu vārstus, ir arī sprādziena negadījumi, kas parasti notiek brīdī, kad spiediena starpība starp abām vārsta pusēm ir liela un vārsts tiek ātri atvērts. Daudzi negadījumi ir arī parādījuši, ka aizdegšanās avoti un degtspējas ir galvenais cēlonis. Aizliedzot izmantot vārstu vārstu, tas ir tikai līdzeklis, lai kontrolētu degtspējas, un mērķis ir tāds pats kā regulāra rūsas noņemšana, attaukošana un eļļas aizliegums. Attiecībā uz plūsmas ātruma kontroli un statiskās iezemēšanas uzlabošanu ir jānovērš aizdegšanās avots. Manuprāt, vārsta materiāls ir pirmais faktors. Līdzīgas problēmas rodas arī ūdeņraža cauruļvados. Jaunā specifikācija ir nojaususi vārtu vārstu aizliegšanas vārdus, kas ir skaidrs pierādījums. Galvenais ir atrast iemeslu. Daudzi uzņēmumi faktiski nerūpējas par darbības spiedienu, bet pieņem vara sakausējuma vārstus. Notiks arī sprādziena negadījumi. Tāpēc viskritiskākā ir uguns avota un degtspēju kontrole, cauruļvada rūpīgi uzturēšana un uzmanības pievēršanā drošībai.