酸素管配管・バルブの爆発原因と予防策

Thread Content

一、一般的な酸素管やバルブの燃焼・爆発の原因分析 1.管内の錆や粉塵、溶接スラグが管の内壁やバルブの開口部と摩擦し、高温が発生して燃焼する。 この状況は不純物の種類、粒径、および気流速度に関連しており、鉄粉は酸素と容易に反応して燃焼し、粒径が細かいほど発火点は低くなる；風速が速いほど、燃焼しやすくなる。 2. パイプ内やバルブに油脂、ゴムなどの発火点の低い物質が存在し、局部的な高温によって発火する。 酸素中（常圧下）におけるいくつかの可燃物の発火点：3. 絶縁圧縮によって生じる高温度が可燃物を燃焼させる。例えば、バルブの前側が15MPaで温度が20℃、バルブの後側が常圧の0.1MPaの場合、バルブを急速に開くと、バルブの後側の酸素の温度は絶縁圧縮の式によって計算すると553℃に達し、これは一部の物質の発火点に達しているか、それを上回っている。 高圧純酸素中での可燃物の燃点低下は、酸素配管のバルブが燃焼する原因となる。高圧純酸素中にある酸素配管やバルブは非常に危険であり、実験により、発火の誘発エネルギーは圧力の二乗に反比例することがわかっている。これらは酸素配管やバルブにとって極めて大きな脅威となっている。 二、予防措置 1.設計は関連する法規・規格の要求に適合しなければならず、1981年に冶金部が発行した「鋼鉄企業の酸素管網に関する若干の規定」、および「酸素及び関連ガスの安全技術規程」（GB16912-1997）、「酸素ステーション設計規範」（GB50030-91）などの法規・規格の要件を満たす必要がある。 （1）炭素鋼管内の酸素の最大流速は、下表に準拠するものとする。 炭素鋼管内の酸素の最大流速：（2）発火を防ぐため、酸素バルブの後には、管径の5倍以上かつ1.5m以上の長さを有する銅系合金またはステンレス鋼製の配管を接続しなければならない。 （3）酸素管路は、可能な限り曲がり部や分岐部を少なくすべきであり、作業圧力が0.1MPaを超える酸素管路の曲がり部については、バルブ型フランジをプレス加工して製作しなければならない。分岐部の気流方向は、主管の気流方向と45°から60°の角度をなすようにするべきである。 （4）溶接用の凹凸フランジにおいて、真鍮ワイヤーをOリングとして使用することは、酸素用フランジの耐燃性に優れた信頼性の高いシール方式である。 （5）酸素配管には良好な導電装置を備え、接地抵抗は10Ω未満、フランジ間の抵抗は0.03Ω未満でなければならない。 （6）作業場内の主要な酸素配管の末端には、酸素配管の洗浄や置換を容易にするために放散管を設置する必要がある。また、長い酸素配管が作業場内の調節弁に入る前には、フィルターを設けるべきである。 2.取り付け時の注意事項（1）酸素に触れる部分は厳密に脱脂し、脱脂後は油分の含まない乾燥空気または窒素できれいに吹き払うこと。（2）溶接はアルゴンアーク溶接またはアーク溶接を用いるべきである。 3. 操作上の注意事項（1）酸素バルブの開閉はゆっくりと行い、作業者はバルブの側面に立ち、一度に完全に開けなければならない。（2）配管の洗浄や漏れ試験、耐圧試験に酸素を使用することは厳禁です。（3）操作票制度を実施し、事前に操作の目的、方法、条件について詳細な説明と規定を設ける。（4）直径が70mmを超える手動酸素バルブは、バルブの前後の圧力差が0.3MPa以下になった場合にのみ操作が許可される。 4. 保守点検の注意事項（1）酸素管は定期的に点検・保守を行い、錆取りや塗装を3～5年ごとに1回実施する。（2）配管上の安全弁や圧力計は、定期的に検査を行い、1年に1回です。（3）接地装置を改善する。（4）可燃性ガスが存在する場所での作業を行う前には、置換や purging を行い、排出されるガスの酸素濃度が18％～23％であれば合格とする。（5）バルブ、フランジ、ガスケット、および配管材・管継手の選定は、「酸素及び関連ガスの安全技術規程」（GB16912-1997）の関連規定に適合しなければならない。（6）技術記録を作成し、操作、点検、保守の担当者に対する訓練を行う。5.その他の安全対策（1）施工、点検、および操作作業員の安全に対する意識を高める。（2）管理職の警戒心を高める。（3）科学技術水準の向上。（4）酸素供給プランを継続的に改善する。