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制氧站设计规范GB 50030-2013—氧气管道
2021-03-19

 氧气管道
11.0.1 氧气管道宜采用架空敷设。当架空敷设有困难时,可采用不通行地沟敷设或直接埋地敷设。

11.0.2 厂区管道架空敷设时,应符合下列规定:
    1 氧气管道应敷设在不燃烧体的支架上;
    2 除氧气管道专用的导电线路外,其他导电线路不得与氧气管道敷设在同一支架上;
    3 当沿建筑物的外墙或屋顶上敷设时,该建筑物应为一、二级耐火等级,并应是与氧气生产或使用有关的车间建筑物;
    4 氧气管道、管架与建筑物、构筑物、铁路、道路等之间的最小净距应符合本规范附录B的规定;
    5 氧气管道与其他气体、液体管道共架敷设时,宜布置在其他管道外侧,并宜布置在燃油管道的上面。各种管线之间的最小净距应符合本规范附录C的规定;
    6 氧气管道上设有阀门时,应设置操作平台;
    7 寒冷地区的含湿气体管道应采取防护措施。

11.0.3 厂区管道直接埋地敷设或采用不通行地沟敷设时,应符合下列规定:
    1 氧气管道严禁埋设在不使用氧气的建筑物、构筑物或露天堆场下面或穿过烟道;
    2 氧气管道采用不通行地沟敷设时,沟上应设防止可燃物料、火花和雨水侵入的不燃烧体盖板;严禁氧气管道与油品管道、腐蚀性介质管道和各种导电线路敷设在同一地沟内,并不得与该类管线地沟相通;
    3 直接埋地或不通行地沟敷设的氧气管道上不应装设阀门或法兰连接点,当必须设阀门时,应设独立阀门井;
    4 氧气管道不应与燃气管道同沟敷设,当氧气管道与同一使用目的燃气管道同沟敷设时,沟内应填满沙子,并严禁与其他地沟直接相通;
    5 埋地深度应根据地面上的荷载决定。管顶距地面不宜小于0.7m;含湿气体管道应敷设在冻土层以下,并应在最低点设排水装置。管道穿过铁路和道路时应设套管,其交叉角不宜小于45°;
    6 氧气管道与建筑物、构筑物及其他埋地管线之间的最小净距应符合本规范附录D的规定;
    7 直接埋地管道应根据埋设地带土壤的腐蚀等级采取相应的防腐蚀措施。
    8 当氧气管道与其他不燃气体或水管同沟敷设时,氧气管道应布置在上面,地沟应能排除积水。

11.0.4 车间内氧气管道的敷设应符合下列规定:
    1 氧气管道不得穿过生活间、办公室;
    2 车间内氧气管道宜沿墙、柱或专设的支架架空敷设,其高度应不妨碍交通和便于检修;
    3 氧气管道与其他管线共架敷设时,应符合本规范第11.0.2条第5款的规定;
    4 当不能架空敷设时,可采用不通行地沟敷设,但应符合本规范第11.0.3条第2款~第4款和第8款的规定;
    5 进入用户车间的氧气主管应在车间入口处装设切断阀、压力表,并宜在适当位置设放散管;
    6 氧气管道的放散管应引至室外,并应高出附近操作面4m以上的无明火场所;
    7 氧气管道不得穿过高温作业及火焰区域。当必须穿过时,应在该管段增设隔热措施,其管壁温度不应超过70℃;
    8 穿过墙壁、楼板的氧气管道应敷设在套管内;套管内不得有焊缝,管子与套管间的间隙应采用不燃烧的软质材料填实;
    9 氧气管道不应穿过不使用氧气的房间。当必须通过不使用氧气的房间时,其在房间内的管段上不得设有阀门、法兰和螺纹连接,并应采取防止氧气泄漏的措施;
    10 供切割、焊接用氧的管道与切割、焊接工具或设备用软管连接时,供氧嘴头及切断阀应设置在用不燃烧材料制作的保护箱内。

11.0.5 通往氧气压缩机的氧气管道以及装有压力、流量调节阀的氧气管道上,应在靠近机器入口处或压力、流量调节阀的上游侧装设过滤器,过滤器的材料应为不锈钢、镍铜合金、铜、铜基合金。

11.0.6 氮气和氩气与各类其他管道、建筑物、构筑物等之间的间距宜符合现行国家标准《压缩空气站设计规范》GB 50029的有关规定。

11.0.7 氧气、氮气、氩气管道敷设在通行地沟或半通行地沟时,必须设有可靠的通风安全措施。

11.0.8 氧气管道的管径应按下列条件计算确定:
    1 计算流量应采用该管系最低工作压力、最高工作温度时的实际流量;
    2 流速应为工作压力下的管内氧气实际流速,氧气管道内的最高流速不得超过表11.0.8的规定。
表11.0.8 氧气管道内的最高流速

11.0.9 氧气管道材质选用应符合表11.0.9的规定。
表11.0.9 氧气管道材质选用



    注:1 “√”表示允许采用,“×”表示不允许采用。
        2 碳钢钢板卷焊管只宜用于工作压力小于0.1MPa,且管径超过现有焊接钢管、无缝钢管产品管径的情况下。
        3 表中阀指干管阀门、供一个系统的支管阀门、车间入口阀门。
        4 不锈钢板卷焊管,内壁焊缝磨光条件下,允许使用在压力不高于5MPa的一般场所。
        5 工作压力大于3.0MPa的铜合金管不包括铝钢合金。
        6 铜基合金:钢的含量超过55%(重量)的紫铜、黄铜(含锌铜合金)、青铜(含铝、硅、镁、锡、铅等的铜合金),白铜(含镍铜合金)的总称。青铜类合金中铝含量不超过2.5%(重量)。
        7 镍基合金:通常镍的含量不少于50%(重量)的镍200、镍铜(蒙乃尔-400和蒙乃尔-500)、镍铬(因科镍合金600和因科镍合金X-750)、镍铬钼(哈司特镍合金C-275和因科镍合金625)等的总称。

11.0.10 氧气管道的阀门应符合下列规定:
    1 设计压力大于0.1MPa的氧气管道上,不得采用闸阀;
    2 设计压力大于或等于1.0MPa且公称直径大于或等于150mm的氧气管道上的手动阀门,宜设旁通阀;
    3 设计压力大于1.0MPa,公称直径大于或等于150mm的氧气管道上经常操作的阀门,宜采用气动阀门;
    4 阀门材料选用应符合表11.0.10的规定。
表11.0.10 阀门材料选用

设计压力P(MPa) 材 料
<0.6 阀体、阀盖采用可锻铸铁、球墨铸铁或铸钢,阀杆采用碳钢或不锈钢,阀瓣采用不锈钢
0.6~10 采用全不锈钢、铜基合金或不锈钢与铜基合金组合、镍及镍基合金
>10 采用铜基合金、镍及镍基合金
 
注:1 设计压力大于或等于0.1MPa管道上的压力或流量调节阀的材料,应采用不锈钢或铜基合金或以上两种材料的组合。
2 阀门的密封填料宜采用聚四氟乙烯或柔性石墨材料。
11.0.11 氧气管道上的法兰、紧固件应按国家现行标准选用,氧气管道法兰用垫片应符合表11.0.11的规定。
表11.0.11 氧气管道法兰用垫片

设计压力P(MPa) 垫 片
<0.6 聚四氟乙烯垫片、柔性石墨复合垫片
0.6~3.0 缠绕式垫片、聚四氟乙烯垫片、柔性石墨复合垫片
3.0~10 缠绕式垫片、退火软化铜垫片、镍及镍基合金片
>10.0 退火软化铜垫片、镍及镍基合金片
 
11.0.12 氧气管道上的弯头应符合下列规定:
    1 氧气管道严禁采用折皱弯头;
    2 采用冷弯或热弯弯制碳钢弯头时,弯曲半径不应小于公称直径的5倍;
    3 采用标准的对焊无缝碳钢弯头时,应采用长半径弯头;
    4 采用铜镍合金、铜或铜基合金无缝弯头时,可采用短半径弯头;
    5 设计压力小于或等于0.1MPa的卷焊钢管可采用斜接弯头,斜接弯头制作和使用应符合现行国家标准《工业金属管道设计规范》GB 50316的有关规定。

11.0.13 氧气管道的异径接头、分岔头应符合下列规定:
    1 异径接头宜采用标准的钢制对焊无缝异径接头。当焊接制作时,变径部分长度不应小于两端管外径差值的3倍,其内壁应平滑,无锐边、毛刺及焊瘤;
    2 分岔头宜采用标准的钢制对焊无缝三通。当焊接制作时,应按设计图纸预制,并加工到无锐边、突出部及焊瘤。不得在安装时开孔插接。

11.0.14 输送含湿气体或需做水压试验的管道应设不小于0.003的坡度,并在管道最低点设排水装置。

11.0.15 氧气管道因温度变化产生的应力宜采用自然补偿。

11.0.16 氧气管道的连接应采用焊接,但与设备、阀门连接处可采用法兰或螺纹连接。螺纹连接处应采用聚四氟乙烯带作为填料,不得采用涂铅红的麻或棉丝,或其他含油脂的材料。

11.0.17 氧气管道应设置导除静电的接地装置,并应符合下列规定:
    1 厂区架空或地沟敷设管道,在分岔处或无分支管道每隔80m~100m处,以及与架空电力电缆交叉处应设接地装置;
    2 进、出车间或用户建筑物处应设接地装置;
    3 直接埋地敷设管道应在埋地之前及出地后各接地一次;
    4 车间或用户建筑物内部管道应与建筑物的静电接地干线相连接;
    5 每对法兰或螺纹接头间应设跨接导线,电阻值应小于0.03Ω。

11.0.18 氧气管道的弯头、分岔头不得紧接安装在阀门的出口侧,其间宜设长度不小于5倍管道公称直径且不应小于1.5m的直管段。

11.0.19 氧气管道施工验收应符合下列规定:
    1 氧气管道、阀门及管件应无裂缝、鳞皮、夹渣等。接触氧气的表面必须彻底去除毛刺、焊瘤、焊渣、粘砂、铁锈和其他可燃物等,保持内壁光滑清洁。管道内、外表面除锈应进行到出现本色为止;
    2 管道、阀门、管件、仪表、垫片及与氧气直接接触的其他附件的脱脂应符合现行行业标准《脱脂工程施工及验收规范》HG 20202或施工设计文件的规定。脱脂合格后的氧气管道应封闭管口,并宜充入干燥氮气;
    3 碳钢材质的氧气管道的焊接应采用氩弧焊打底。不锈钢管道的焊接应采用氩弧焊;
    4 氧气管道焊缝质量应采用射线照相检验。对液氧管道及氧气管道设计压力大于4.0MPa时,应进行100%的射线照相检验,其质量等级不得低于Ⅱ级;氧气管道设计压力1.0MPa~4.0MPa时,可抽样检验。抽检比例固定焊口宜为40%,转动焊口宜为15%,其质量等级不得低于Ⅱ级;氧气管道设计压力小于1.0MPa时,抽检比例不得低于5%,其质量等级不得低于Ⅲ级;
    5 氧气管道的试验介质及试验压力应符合表11.0.19的规定;
表11.0.19 氧气管道的试验介质及试验压力

管道设计压力P 强度试验 严密性试验
试验介质 试验压力(MPa) 试验介质 试验压力(MPa)
<0.1 空气或氮气 0.1 空气或氮气 1.0P
0.1~4.0 1.15P 1.0P
>4.0 1.5P 1.0P
 
    注:1 空气或氮气必须是无油脂和干燥的。
        2 水应为无油和干净的。对于奥氏体不锈钢管,试验水中的氯离子含量不得超过25×10-6
        3 以气体介质做强度试验时,应制订有效的安全措施,并经有关安全部门批准后进行。
        4 P为管道设计压力。

    6 强度及严密性试验的检验应符合下列规定:
        1)用空气或氮气做强度试验时,当达到试验压力且稳压5min后,应无变形,无泄漏。用水做强度试验时,当达到试验压力且稳压10min后,应无变形,无泄漏。
        2)严密性试验达到试验压力后持续24h,室内及地沟管道的平均小时泄漏率不应超过0.25%;室外管道的平均小时泄漏率不应超过0.5%。平均小时泄漏率应按下列公式计算:
    当管道公称直径小于300mm时: 
    当管道公称直径大于或等于300mm时:
 
式中:A——平均小时泄漏率;
      P1、P2——试验开始、终了时的绝对压力(MPa);
      t1、t2——试验开始、终了时的温度(℃);
      DN——管道公称直径(mm)。

11.0.20 严密性试验合格的管道应采用无油、干燥的空气或氮气以不小于20m/s,且不低于氧气设计流速的速度吹扫,直至出口无铁锈、焊渣及其他杂物为止。

11.0.21 输送高纯氧气的管道,其管材、阀门、附件等的选择应按现行国家标准《洁净厂房设计规范》GB 50073的有关规定执行。
附录A 氧气站内各类房间的火灾危险性类别及最低耐火等级
表A 氧气站内各类房间的火灾危险性类别及最低耐火等级

    注:1 液氧系统设施包括液氧贮罐、液氧泵、汽化器和阀门室;
        2 氧气灌瓶站房包括氧气灌瓶间,氧气空、实瓶间以及相应轴助生产间;
        3 氮气、氩气灌瓶间包括氮气和氩气空、实瓶间以及相应辅助生产间;
        4 氧气贮罐间包括气态氧压力贮罐或液氧贮罐;
        5 氮气贮罐间包括气态氮压力贮罐或液氮贮罐。
附录B 厂区架空氧气管道、管架与建筑物、构筑物、铁路、道路等之间的最小净距
表B 厂区架空氧气管道、管架与建筑物、构筑物、铁路、道路等之间的最小净距(m)

    注:1 表中水平距离:管架从最外边线算起;道路为城市型时,自路面边缘算起;道路为公路型时,自路肩边缘算起;铁路自轨外侧或按建筑界限算起;人行道自外沿算起。
        2 表中垂直距离:管线自防护设施的外缘算起,管架自最低部分算起,铁路自轨面算起,道路自路拱算起,人行道自路面算起。
        3 当有大件运输要求或在检修期间有大型起吊设施通过的道路,其最小垂直净距应根据需要确定。
        4 表中与建筑物的最小水平净距的规定,不适用于沿氧气生产车间或氧气用户车间建筑物外墙敷设的管道。
        5 与架空电力线路的距离应符合现行国家标准《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB 50061的有关规定。
附录C 厂区及车间架空氧气管道与其他架空管线之间的最小净距
表C 厂区及车间架空氧气管道与其他架空管线之间的最小净距(m)
    注:1 氧气管道与同一使用目的的燃气管道平行敷设时,最小平行净距可减小到0.25m。
        2 氧气管道的阀门及管件接头与燃气、燃油管道上的阀门及管件接头,应沿管道轴线方向错开一定距离;当必须设置在一处时,则应适当扩大管道之间的净距。
        3 电气设备与氧气的引出口不能满足上述距离要求时,可将两者安装在同一柱子的相对侧面;当为空腹柱子时,应在柱子上装设不燃烧体隔板局部隔开。
        4 公称直径小于或等于80mm的氧气管道,与不燃介质管道的最小平行净距可小于0.25m,但不得小于0.15m。
        5 与滑触线的净距系指氧气管在其下方时的要求,此时在氧气管及滑触线之间宜设隔离网。
附录D 厂区地下氧气管道与建筑物、构筑物及其他地下管线之间的最小净距
表D 厂区地下氧气管道与建筑物、构筑物等及其他地下管线之间的最小净距(m)

    注:1 氧气管道与同一使用目的的燃气管道在同一水平敷设时,管道间水平净距可减少到0.25m,但在从沟底起直至管顶以上300mm高的范围内,应用松散的土或砂填实后再回填土。
        2 氧气管道与穿管的电缆交叉时,交叉净距可减少到0.25m。
        3 本表建筑物基础的最小水平净距是指埋地管道与同一标高或其上的基础最外侧的最小水平净距。
        4 敷设在铁路及不便开挖的道路下面的管段,其加设的套管两端伸出铁路路基或道路路边不应小于1m;路基或路边有排水沟时,应延伸出水沟沟边1m。套管内的管道应无焊缝。
        5 表中水平净距:管线均自管壁、沟壁或防护设施的外沿或最外一根电缆算起;道路为城市型时,自路面边缘算起;道路为公路型时,自路肩边缘算起;铁路自轨外侧算起。
        6 表中管道、电缆和电缆沟最小垂直净距的规定,均指下面管道或管沟外顶与上面管道管底或管沟基础底之间的净距。铁路钢轨和道路垂直净距的规定,铁路自轨底算至管顶,道路自路面结构层底算至管顶。制氧站,制氧设备,工业制氧机,VPSA制氧,制氧工艺,变压吸附制氧。

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