วิธีการเลือกวาล์วสำหรับท่อออกซิเจน?

ออกซิเจนมีคุณสมบัติทางเคมีโดยทั่วไป มันเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงและเป็นสารที่ติดไฟได้ และสามารถรวมกับองค์ประกอบส่วนใหญ่เพื่อสร้างออกไซด์ ยกเว้นทองคำ เงิน และก๊าซเฉื่อย เช่น ฮีเลียม นีออน อาร์กอน และคริปทอน การระเบิดเกิดขึ้นเมื่อออกซิเจนผสมกับก๊าซที่ติดไฟได้ (อะเซทิลีน ไฮโดรเจน มีเทน ฯลฯ) ในสัดส่วนที่กำหนด หรือเมื่อวาล์วท่อเกิดเพลิงไหม้กะทันหัน การไหลของออกซิเจนในระบบท่อมีการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการขนส่งก๊าซออกซิเจน สมาคมก๊าซอุตสาหกรรมแห่งยุโรป (EIGA) ได้พัฒนามาตรฐาน IGC Doc 13/12E “Oxygen Pipeline and Piping Systems” แบ่งเงื่อนไขการทำงานของออกซิเจนสำหรับ “ผลกระทบ” และ “ ไม่กระทบกระเทือน” “แรงกระแทก” ถือเป็นเหตุการณ์อันตรายเพราะกระตุ้นพลังงานได้ง่ายทำให้เกิดการเผาไหม้และการระเบิด วาล์วออกซิเจนถือเป็น "โอกาสการกระแทก" โดยทั่วไป

วาล์วออกซิเจนเป็นวาล์วพิเศษชนิดหนึ่งที่ออกแบบมาสำหรับท่อส่งออกซิเจน มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมโลหะ ปิโตรเลียม เคมี และอุตสาหกรรมอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับออกซิเจน วัสดุของวาล์วออกซิเจนจำกัดอยู่ที่แรงดันใช้งานและอัตราการไหลเพื่อป้องกันการชนกันของอนุภาคและสิ่งสกปรกในท่อ ดังนั้นวิศวกรควรพิจารณาถึงแรงเสียดทาน ไฟฟ้าสถิต การจุดระเบิดที่ไม่ใช่โลหะ สารมลพิษที่เป็นไปได้ (การกัดกร่อนของพื้นผิวเหล็กคาร์บอน) และปัจจัยอื่น ๆ เมื่อเลือกวาล์วออกซิเจน

ทำไมวาล์วออกซิเจนจึงมีแนวโน้มที่จะระเบิด?

• สนิม ฝุ่น และตะกรันจากการเชื่อมในท่อทำให้เกิดการเผาไหม้เนื่องจากการเสียดสีกับวาล์ว

ในกระบวนการขนส่ง ออกซิเจนอัดจะถูและชนกับน้ำมัน เศษเหล็กออกไซด์ หรือเครื่องเผาไหม้อนุภาคขนาดเล็ก (ผงถ่านหิน อนุภาคคาร์บอน หรือเส้นใยอินทรีย์) ส่งผลให้เกิดความร้อนจากการเสียดสีจำนวนมาก ส่งผลให้เกิดการเผาไหม้ของท่อและ อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับประเภทของสิ่งเจือปน ขนาดอนุภาค และความเร็วการไหลของอากาศ ผงเหล็กติดไฟได้ง่ายด้วยออกซิเจน และยิ่งขนาดอนุภาคเล็กลง จุดจุดระเบิดก็จะยิ่งต่ำลง ยิ่งความเร็วสูงก็ยิ่งเผาไหม้ได้ง่ายขึ้น

• ออกซิเจนอัดแบบอะเดียแบติกสามารถจุดติดไฟได้

วัสดุที่มีจุดติดไฟต่ำ เช่น น้ำมัน ยางในวาล์วจะติดไฟที่อุณหภูมิสูงเฉพาะที่ โลหะทำปฏิกิริยาในออกซิเจน และปฏิกิริยาออกซิเดชันนี้จะรุนแรงขึ้นอย่างมากโดยการเพิ่มความบริสุทธิ์และความดันของออกซิเจน ตัวอย่างเช่น ด้านหน้าวาล์วคือ 15MPa อุณหภูมิคือ 20°C ความดันด้านหลังวาล์วคือ 0.1MPa หากวาล์วเปิดอย่างรวดเร็ว อุณหภูมิของออกซิเจนหลังวาล์วจะสูงถึง 553°C ตามการคำนวณการบีบอัดแบบอะเดียแบติก สูตรซึ่งถึงหรือเกินจุดติดไฟของวัสดุบางชนิดแล้ว

• จุดติดไฟที่ต่ำของสารติดไฟในออกซิเจนบริสุทธิ์แรงดันสูงคือการเหนี่ยวนำให้เกิดการเผาไหม้ของวาล์วออกซิเจน

ความรุนแรงของปฏิกิริยาออกซิเดชั่นขึ้นอยู่กับความเข้มข้นและความดันของออกซิเจน ปฏิกิริยาออกซิเดชันเกิดขึ้นอย่างรุนแรงในออกซิเจนบริสุทธิ์ ในเวลาเดียวกันก็ปล่อยความร้อนจำนวนมาก ดังนั้นวาล์วออกซิเจนในออกซิเจนบริสุทธิ์แรงดันสูงจึงอาจเกิดอันตรายได้อย่างมาก การทดสอบแสดงให้เห็นว่าพลังงานการระเบิดของไฟแปรผกผันกับกำลังสองของความดัน ซึ่งเป็นภัยคุกคามอย่างมากต่อวาล์วออกซิเจน

ท่อ ข้อต่อวาล์ว ปะเก็น และวัสดุทั้งหมดที่สัมผัสกับออกซิเจนในท่อต้องได้รับการทำความสะอาดอย่างเคร่งครัดเนื่องจากคุณสมบัติพิเศษของออกซิเจน ต้องล้างและขจัดไขมันออกก่อนการติดตั้ง เพื่อป้องกันเศษเหล็ก จาระบี ฝุ่น และอนุภาคของแข็งขนาดเล็กมากจากการผลิต หรือทิ้งไว้ในกระบวนการผลิต เมื่ออยู่ในออกซิเจนผ่านวาล์วจะทำให้เกิดแรงเสียดทานหรือความเสี่ยงในการระเบิดได้ง่าย

วิธีการเลือกวาล์วที่ใช้สำหรับออกซิเจน?

บางโครงการมีข้อห้ามอย่างชัดเจน วาล์วประตู จากการใช้ในท่อออกซิเจนที่มีแรงดันออกแบบมากกว่า 0.1mpa เนื่องจากพื้นผิวซีลของวาล์วประตูจะได้รับความเสียหายจากแรงเสียดทานในการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ (เช่น การเปิด/ปิดวาล์ว) ซึ่งทำให้ “อนุภาคผงเหล็ก” ขนาดเล็กหลุดออกจากพื้นผิวซีลและติดไฟได้ง่าย ในทำนองเดียวกัน สายออกซิเจนของวาล์วประเภทอื่นก็จะระเบิดในขณะที่แรงดันที่แตกต่างกันระหว่างวาล์วทั้งสองข้างมีมาก และวาล์วจะเปิดอย่างรวดเร็ว

• ประเภทวาล์ว

วาล์วที่ติดตั้งในท่อส่งออกซิเจนโดยทั่วไปจะเป็นวาล์วโลก ทิศทางการไหลทั่วไปของตัวกลางวาล์วจะเข้าและออก ในขณะที่วาล์วออกซิเจนอยู่ตรงกันข้ามเพื่อให้แน่ใจว่ามีแรงก้านที่ดีและการปิดแกนวาล์วอย่างรวดเร็ว

• วัสดุวาล์ว

ตัววาล์ว: ขอแนะนำให้ใช้สแตนเลสภายใต้ 3MPa; เหล็กกล้าโลหะผสม Inconel 625 หรือ Monel 400 ใช้มากกว่า 3MPa

• ตัดแต่ง

(1) ชิ้นส่วนด้านในของวาล์วจะต้องได้รับการบำบัดด้วย Inconel 625 และการชุบแข็งพื้นผิว

(2) วัสดุก้านวาล์ว/ปลอกวาล์วคือ Inconel X-750 หรือ Inconel 718

(3) ควรจะเป็นวาล์วไม่รีดิวซ์และคงขนาดลำกล้องเดิมไว้กับท่อเดิม บ่าวาล์วไม่เหมาะสำหรับการเชื่อมพื้นผิวแข็ง

(4) วัสดุของแหวนปิดผนึกวาล์วคือกราไฟท์ที่ขึ้นรูปแบบไม่อัดจาระบี (ปริมาณคาร์บอนต่ำ)

(5) ใช้การบรรจุแบบคู่สำหรับฝาครอบวาล์วด้านบน บรรจุภัณฑ์เป็นกราไฟท์ไร้จาระบีทนอุณหภูมิสูง (468°C)

(6) ออกซิเจนในการไหลของเสี้ยนหรือร่องจะทำให้เกิดการเสียดสีความเร็วสูงซึ่งทำให้เกิดการสะสมความร้อนจำนวนมากและอาจระเบิดได้ด้วยสารประกอบคาร์บอน พื้นผิวด้านในของวาล์วควรเป็นไปตามข้อกำหนดของ ISO 8051-1 Sa2 .

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวาล์วออกซิเจน ติดต่อเราตอนนี้!