¿Cómo elegir la válvula para la tubería de oxígeno?

El oxígeno tiene propiedades químicas típicamente activas. Es una sustancia fuertemente oxidante y combustible y puede combinarse con la mayoría de los elementos para formar óxidos, excepto oro, plata y gases inertes como helio, neón, argón y criptón. Una explosión ocurre cuando el oxígeno se mezcla con gases combustibles (acetileno, hidrógeno, metano, etc.) en una cierta proporción o cuando la válvula de la tubería se incendia repentinamente. El flujo de oxígeno en el sistema de tuberías cambia en el proceso de transporte de gas oxígeno, la Asociación Europea de Gas Industrial (EIGA) desarrolló el estándar IGC Doc 13/12E “Sistemas de tuberías y tuberías de oxígeno” dividió las condiciones de trabajo del oxígeno por “impacto” y “ sin impacto". El “impacto” es una ocasión peligrosa porque es fácil estimular energía, provocando combustión y explosión. La válvula de oxígeno es la típica “ocasión de impacto”.

La válvula de oxígeno es un tipo de válvula especial diseñada para tuberías de oxígeno y se ha utilizado ampliamente en la industria metalúrgica, petrolera, química y otras industrias que involucran oxígeno. El material de la válvula de oxígeno se limita a la presión de trabajo y al caudal para evitar la colisión de partículas e impurezas en la tubería. Por lo tanto, el ingeniero debe considerar plenamente la fricción, la electricidad estática, la ignición de no metales, los posibles contaminantes (corrosión de la superficie del acero al carbono) y otros factores al seleccionar la válvula de oxígeno.

¿Por qué las válvulas de oxígeno son propensas a explotar?

• El óxido, el polvo y las escorias de soldadura de la tubería provocan una combustión por fricción con la válvula.

En el proceso de transporte, el oxígeno comprimido rozará y chocará con aceite, chatarra de óxido de hierro o cámara de combustión de partículas pequeñas (polvo de carbón, partículas de carbono o fibra orgánica), lo que generará una gran cantidad de calor de fricción, lo que provocará la combustión de tuberías y equipo, que está relacionado con el tipo de impurezas, tamaño de partículas y velocidad del flujo de aire. El polvo de hierro es fácil de quemar con oxígeno y cuanto más finas son las partículas, menor es el punto de ignición; Cuanto mayor sea la velocidad, más fácil será quemar.

• El oxígeno comprimido adiabáticamente puede encender combustibles.

Los materiales con punto de ignición bajo, como aceite y caucho, en la válvula se encenderán a una temperatura local alta. El metal reacciona en oxígeno y esta reacción de oxidación se intensifica significativamente al aumentar la pureza y la presión del oxígeno. Por ejemplo, delante de la válvula es de 15 MPa, la temperatura es de 20 ℃, la presión detrás de la válvula es de 0,1 MPa, si la válvula se abre rápidamente, la temperatura del oxígeno después de la válvula puede alcanzar los 553 ℃ según el cálculo de la compresión adiabática. fórmula, que ha alcanzado o superado el punto de ignición de algunos materiales.

• El bajo punto de ignición de los combustibles en oxígeno puro a alta presión es el inductor de la combustión de la válvula de oxígeno.

La intensidad de la reacción de oxidación depende de la concentración y presión del oxígeno. La reacción de oxidación se produce violentamente en el oxígeno puro, al mismo tiempo que desprende una gran cantidad de calor, por lo que la válvula de oxígeno en el oxígeno puro a alta presión tiene un gran peligro potencial. Las pruebas han demostrado que la energía de detonación del fuego es inversamente proporcional al cuadrado de la presión, lo que supone un gran peligro para la válvula de oxígeno.

Las tuberías, accesorios de válvulas, juntas y todos los materiales en contacto con el oxígeno en las tuberías deben limpiarse estrictamente debido a las propiedades especiales del oxígeno, purgarse y desengrasarse antes de su instalación para evitar que se produzcan chatarra, grasa, polvo y partículas sólidas muy pequeñas. o dejados atrás en el proceso de fabricación. Cuando están en el oxígeno a través de la válvula, es fácil causar combustión por fricción o riesgo de explosión.

¿Cómo elegir una válvula utilizada para oxígeno?

Algunos proyectos prohíben explícitamente válvulas de compuerta de ser utilizado en tuberías de oxígeno con una presión de diseño superior a 0,1 mpa. Esto se debe a que la superficie de sellado de las válvulas de compuerta se daña por la fricción en el movimiento relativo (es decir, la apertura/cierre de la válvula), lo que hace que pequeñas “partículas de polvo de hierro” se caigan de la superficie de sellado y se incendien fácilmente. De manera similar, la línea de oxígeno de otro tipo de válvulas también explotará en el momento en que la diferencia de presión entre los dos lados de la válvula sea grande y la válvula se abra rápidamente.

• Tipo de válvula

La válvula instalada en la tubería de oxígeno es generalmente una válvula de globo, la dirección general del flujo del medio de la válvula es hacia adentro y hacia afuera, mientras que la válvula de oxígeno es la opuesta para asegurar una buena fuerza del vástago y el cierre rápido del núcleo de la válvula.

• Material de la válvula

Cuerpo de válvula: Se recomienda utilizar acero inoxidable por debajo de 3MPa; El acero de aleación Inconel 625 o Monel 400 se utiliza por encima de 3 MPa.

• Recortar

(1) Las partes internas de la válvula se tratarán con Inconel 625 y se endurecerán la superficie;

(2) El material del vástago/manguito de la válvula es Inconel X-750 o Inconel 718;

(3) Debe ser una válvula no reductora y mantener el mismo calibre que la tubería original; El asiento del núcleo de la válvula no es adecuado para soldar superficies duras;

(4) El material del anillo de sellado de la válvula es grafito moldeado sin grasa (bajo contenido de carbono);

(5) Se utiliza empaquetadura doble para la tapa de válvula superior. La empaquetadura es de grafito sin grasa resistente a altas temperaturas (468 ℃).

(6) El oxígeno en el flujo de rebabas o ranuras producirá fricción a alta velocidad, lo que produce la acumulación de una gran cantidad de calor y puede explotar con compuestos de carbono; el acabado de la superficie interna de la válvula debe cumplir con los requisitos de ISO 8051-1 Sa2. .

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