氢气管线及其对阀门的要求.备课讲稿.ppt

目 录 目 录 一、氢气的性质及其对材料的影响 二、氢气设备及其管道 三、氢气管路中的阀门 四、安装管道以及阀门的注意点 一.氢气的性质以及对材料的影响 1.氢气的物理性质 氢气（H2）是一种易燃易爆的气体（属于危险化学品）。在标准状态下（一个标准大气压/760mm Hg），氢气是一种无色，无味、无毒的气体,无腐蚀性，但有很强的渗透性，常温下可透过橡皮和乳胶管。氢气的密度为0.09kg/m3，比空气轻。氢气微溶于水、乙醇和乙醚 。 2.氢气的化学性质 （1） 可燃性 氢气极易燃烧，纯净的氢气在空气里安静地燃烧，产生淡蓝色的火焰，放出热量。由于氢气无色无味，燃烧时火焰是透明的，因此其存在不易被感官发现。氢气、氧气混合燃烧火焰温度为2100-2500℃，其中氢气在空气中的爆炸极限为4.2%-74%，在氧气中的爆炸极限为5.0%-94.3%。 氢气和氟、氯、一氧化碳混合均有爆炸的危险，其中，氢与氟的混合物在低温和黑暗环境就能发生自发性爆炸，与氯的混合比为1：1时，在光照下也可爆炸。 氢气之爆炸范围 最强烈的爆炸范围 空气、氧气中混入氢气的体积占总体积之比% （2）还原性 氢气具有很强的还原性。利用其还原性，氢气被广泛的应用于钢铁企业不锈钢冷轧和碳钢冷轧卷板退火时的保护气体。氢气不但对带钢具有防氧化的作用，而且对带钢上的铁锈具有还原作用，这样就实现了带钢的光亮退火 。 （1）氢鼓包 定义：氢原子扩散到金属内部（大部分通过器壁），在另一侧结合为氢分子逸出。如果氢原子扩散到钢内空穴，并在该处结合成氢分子，由于氢分子不能扩散，就会积累形成巨大内压，引起钢材表面鼓包甚至破裂的现象称为氢鼓包。低强钢，尤其是含大量非金属夹杂物的钢，最容易发生氢鼓包。 3.氢气对金属材料的影响 产生氢鼓包的腐蚀环境：介质中通常含有硫化氢、或者砷化合物、或者氰化物、或者含磷离子等毒素，这些介质阻止了放氢反应。　　 预防措施：消除工况中的毒素介质；如果不能消除，选用空穴少的镇静钢；也可采用对氢渗透低的奥氏体不锈钢；或者采用镍衬里、塑料保护层、玻璃钢衬里等；有时加入缓蚀剂。 （2）氢脆 定义：氢脆是溶于钢中的氢，聚合为氢分子，造成应力集中，超过钢的强度极限，使得金属晶格高度变形，在钢内部形成细小的裂纹，又称白点。氢脆只可防，不可治。氢脆一经产生，就消除不了。 氢脆现象 避免和消除的措施： 2.减少金属中渗氢的数量。若采用酸洗，需要在酸洗液中添加缓蚀剂；在除油时，采用化学除油、清洗剂或溶剂除油；在电镀时，碱性镀液或高电流的镀液渗氢量都较少。 3.采用低氢扩散性和低氢溶解度的镀涂层 一般认为,在电镀Zn、Cd、Sn、Pb时,渗入钢件的氢容易残留下来,而Cu、Mo、Al、Ag、Au、W等金属镀层具有低氢扩散性和低氢溶解度,渗氢较少。 4.镀前去应力和镀后去氢以消除氢脆隐患等 1.选用对氢脆不敏感的材料，如选用含Ni、Mo的合金钢。 （3）氢蚀 定义：在高温高压环境下，氢进入金属内与一种组分或元素产生化学反应使金属破坏，称为氢蚀。 预防措施：选用抗氢钢。可选用16MnR（HIC）、15CrMoR（相当于1Cr-0.5Mo）、14Cr1MoR（相当于1.25Cr-0.5Mo）、2Cr-0.5Mo、2.25Cr-1Mo、2.25Cr-1Mo-0.25V、3Cr-1Mo-0.25V等。抗氢钢中的Cr和Mo能形成稳定的碳化物，这样就减少了氢与碳结合的机会，避免了甲烷气体的产生。 　　 其实氢腐蚀从理论上分成以上三种，而实际中三种腐蚀几乎同时存在。所以遇到氢腐蚀环境（临氢环境）的设备一般按纳尔逊曲线进行选材，并要引起高度重视 。 常用的抗氢材料有奥氏体不锈钢、沉淀强化奥氏体合金、低合金钢、铝合金及铜合金等。 二.氢气设备及其管道 1.设备、管线的安全要求 （1）氢气站或者供氢设备的安全设置应包括：①应设有安全泄压装置，如安全阀等；②氢气罐顶部最高点，应设氢气放空管；③应设压力测试仪表；④应设氮气吹扫置换接口。 （2）氢气设备应严防泄漏，所用的仪表及阀门等零部件密封应确保良好，定期检查，对设备发生氢气泄漏的部位应及时处理。 （3）在氢气管道与其相连的装置、设备之间应安装止回阀，界区间阀门宜设置有效隔离措施，防止来自装置、设备的外部火焰回火至氢气系统。氢气作焊接、切割、燃料和保护气等使用时，每台(组)用氢设备的支管上应设阻火器。 （4）对氢气设备、管道和阀门等连接点进行漏气检查时，应使用中性肥皂水或携带式可燃气体检测报警仪，禁止使用明火进行漏气检查。 （5）爆炸危险区域内电气设备应符合防爆要求，因需要在爆炸危险区域使用非防爆设备时