2)每次安裝管路要使用洗滌劑除掉管內的油脂,這種洗滌劑可能殘留在管路內部。平常使用的洗滌劑有四氯化碳和三氯乙烯。其中四氯化碳即使在氧氣中也不燃燒,而三氯乙烯在空氣中雖不燃燒,但在氧氣中卻可以燃燒。假若用可燃燒性溶劑洗滌氧氣管道之后仍然留有液狀洗滌劑,那么它的危險性和潤滑劑毫無區(qū)別。高壓氧氣和溶劑蒸氣的混合氣體還有爆炸的危險。
3)用可燃性的纖維、橡膠等做襯墊或填料,假若在氧氣管道內由于某種著火源的作用開始燃燒。則管壁可能被此火焰加熱致使管道開始燃燒。纖維襯墊如果在氧氣中燃燒,可以誘發(fā)法蘭盤鐵器材料的燃燒。如果是橡膠襯墊,本身可能被軟化吹走,成為氧氣噴出事故的直接原因。襯墊材料的燃燒熱越大,危險性就越大。因此襯墊材料必須采用燃燒熱小的物質,或者干脆采用非燃性物質。
(3)熾熱鐵粉點燃可燃物如前所述,鐵粉的自燃點遠遠低于鐵塊,在常壓氧氣中大約為300—400℃,在高壓氧氣中比這個數(shù)值還要低幾十度。因此,鐵粉在氧氣氣流中流動時與管壁摩擦,很容易達到自燃溫度而開始自燃。這時由于鐵粉是被導熱率很小的氣流所包圍,所以積累的燃燒熱不能散發(fā),因而使鐵粉成為高溫熾熱粒子(大概有1000~2000℃)在氣流中高速流動。
另一方面,在管道內可能積存可燃物,如潤滑油、洗滌劑、襯墊等。在常壓氧氣中這些可燃物的自燃點為273~305℃,三氯乙烯為392℃,但在高壓氧氣中這些物質的自燃點卻要低得多。即是瞬間點燃溫度大約為300~500℃。因此,燃燒中的鐵粒子保持著熾熱狀態(tài),當與這些可燃物相接觸時,其溫度足以把可燃物瞬間點燃。特別是本身進行自燃的鐵粒子,由于在其表面具有中間生成物活性氧,與單物理性高溫相比,更易點燃可燃物。
熾熱的鐵粉粒子侵入使用很久的橡皮管內壁裂紋部位,使橡皮管內壁著火,接著在高壓氧氣流中使橡皮管發(fā)生急速的爆炸性燃燒。
在氧氣制造中,在管道內通過潮濕氧氣后,接著通人干燥氧氣時,曾多次發(fā)生過事故。這是由于通過潮濕氧氣時管道內壁產生很多鐵銹。由于潮濕氧氣帶有水分,所以能夠防止鐵銹垢從鐵管壁上散落下來。而當通過干燥氧氣時,氧能吸附內壁的銹垢并使之干燥后從管壁上脫落下來,成為銹垢粒子,和氣流一起高速流動。而銹垢從管壁脫落下來以及和管壁相摩擦時,都能生成鐵粉,成為可燃物的點火能源。從干燥筒跑出來作為干燥劑的硅膠顆粒在管道內高速流動時,也能產生鐵粉,由此而產生的燃燒事故往往誤解為干燥氧氣所致,這是不對的。
(4)管壁被熾熱鐵粉熔敷燃燒氧氣管道中鐵粉的存在,不但對燃物是一種著火源,而且也會直接導致管道穿孔的危險。譬如在管道的T形部位,即在高速氣流直轉彎的部位,燃燒成熾熱的鐵粉因為動量很大,而又直線前進,撞到T形管的內壁上,熾熱粒子在同一個地方比較多地堆積。這種情況好比用鐵粉切割法進行切割時從噴嘴中噴出來的熾熱粒子,造成管壁溫度急劇升高,使管壁穿孔燃燒。
3.氯氣管道的燃燒
高壓氯氣和高壓氧氣一樣,也可能引起管道的燃燒事故。
下面列出鐵和氯氣的反應式和燃燒熱:
所以說,鐵在氯氣中的燃燒熱差不多等于在氧氣中的燃燒熱。燃燒每克鐵所需的氯氣量是:
假若從鐵的比體積計算,則所需的氯氣量是鐵塊體積的4720倍(在常溫常壓下)。
鐵和氯氣之間的燃燒生成物一氧化亞鐵,在常壓下的熔點和沸點分別為282~C和315℃,因此鐵如果在氯氣中燃燒則燃燒產生的氯化亞鐵能立即被燃燒熱所汽化而完全消失。
液氯在溫度10—30℃的條件下,具有大約5—9個大氣壓(絕對氣壓)。在高壓氯氣中,鐵的燃熱反應是很激烈的,故有可能燃掉管道。在充有一個大氣壓氯氣的鐵管外皮,如果進行焊接或切割,可使鐵管內壁和氯氣發(fā)生激烈的反應,在鐵管的冷端生成氯化亞鐵結晶。可是,管壁的溫度即使達到900℃以上的熾熱狀態(tài),只要去掉加熱火焰,則反應即行停止。因此,在常壓氯氣中,沒有發(fā)生過繼續(xù)燒鐵的情況。如果把鐵管內的氯氣壓力增加到10個大氣壓,管壁加熱到400℃以上時,就能使鐵和氯氣發(fā)生激烈反應,開始燃燒鐵管。
在電解的氯氣中往往會有少量氫氣,當氫在氯氣中含量達5%時遇到火源就可以爆炸。所以氯氣系統(tǒng)要防止氯氣的積聚和鐵銹與外管壁摩擦形成著火源。
H2在C12中的爆炸范圍常壓時為5.5%~89%。由于鐵屑在管內移動沖擊產生摩擦熱,氯和氫混合氣引起燃燒,高溫使鐵壁生成氯化鐵而破損。
4.防止氧氣、氯氣系統(tǒng)燃燒的措施
為了防止氧氣、管道和氯氣管道燃燒事故出現(xiàn),應當采取以下措施:
(1)在高壓氧氣管道的內壁、閥門、接頭、螺栓等能夠接觸氧氣的表面,應該盡可能使其加工成平滑而無突起部位,管內的氣流不應造成死角。
(2)襯墊、填料等管道材料應避免使用可燃物,特別是纖維。
(3)管道內氧氣通路要盡量采用直線,盡可能減少急轉彎。
(4)管道內的油脂用洗滌劑充分清洗后,須用氣體檢測器進行檢測,不許在管道內殘留洗滌劑。洗滌劑的蒸氣比空氣重,要注意這一特點。
(5)盡量排除管內混入的某種固體粒子,如銹垢、干燥劑的粒子等。由于氧氣中的水分能夠促進產生銹垢,因此應除掉管道內的水分,通人的氧氣也應是干燥的。
(6)在通人潮濕氧氣時,不要在通往潮濕氧氣后再通人干燥氧氣,這樣會生成銹垢并脫落,形成銹垢粒子。
(7)在管道中使用不銹鋼可以抑制產生氧化銹垢粒子及其磨損產生的鐵粒子,但是,如果在其他地方仍然大量產生這些粒子時,或者存在可燃物,即使使用了不銹鋼,也不能防止管道的燃燒事故。
假設在部分管道中使用銅材,雖然可以防止銅管本身的燃燒事故,但是如果在別的地方產生鐵粉燃燒生成熾熱粒子后,集中沖擊銅管某個部位,將會引起銅管熔化穿孔。
(8)管道內氧氣的流速一般限制在30個大氣壓內,8m/s以下的速度。
(9)閥門的開閉操作避免急劇進行。
(10)控制可燃氣體的濃度含量。