【正文】 壓力下，液氧沖擊試驗(yàn)；壓力下液氧 /氣態(tài)氧沖擊試驗(yàn)（點(diǎn)火） l 絕熱壓縮（壓力波沖擊）試驗(yàn)（點(diǎn)火，評估材料或壓力部件） l 填料環(huán)試驗(yàn)（燃燒 /損壞可能性，評估部件） l 促進(jìn)燃燒試驗(yàn)（燃燒） l 摩擦試驗(yàn)（點(diǎn)火） l 顆粒沖擊試驗(yàn)（點(diǎn)火） 材料選擇的先后順序 ? 消除點(diǎn)火 – 選擇在給定運(yùn)行條件下點(diǎn)火可能性最低的材料。 ? 氧兼容性試驗(yàn)方法概述。 Problems! 氧的反應(yīng)性是其價(jià)值之源，也是其問題之源！ ―氧兼容性 ” 的定義 (ASTM) 在用戶可以接受的風(fēng)險(xiǎn)水平之內(nèi)，一種物質(zhì)與氧和潛在點(diǎn)火源兩者在預(yù)期的壓力和溫度下可以共存的能力。 ? AIT試驗(yàn)可以參考 ASTM (G72), BSI (3/4N 100), BAM and CEN。 用于非金屬材料選擇的數(shù)據(jù)在低壓時(shí)有可能產(chǎn)生溫度偏差，例如氧 乙炔焊割炬的軟管材料，用于食品 MAP的包裝材料等。 ? 大多數(shù)金屬材料 , 除了比較薄的反應(yīng)性金屬 (如 Al, Ti, Mg, 等 ) , 一般都是與液氧相兼容的。 絕熱壓縮部件試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn) ? 在接近復(fù)制的運(yùn)行條件下進(jìn)行實(shí)際的部件試驗(yàn)。 EPDM, 硅樹脂。當(dāng)軟管長度大于 4英尺時(shí)，冷卻器長度的選擇必須符合 “ ” 的設(shè)計(jì)指南（見IMSSOCSB ）。 BAM的墊片填料環(huán)試驗(yàn)如何進(jìn)行 ? ? 兩個(gè)不銹鋼管道之間的做法蘭并加入墊片。 ? 大多數(shù)金屬在燃燒時(shí)產(chǎn)生凝聚的氧化物，而不會(huì)產(chǎn)生可以稀釋附近氧氣的氣體。 2500 psig 鋁 鉛熱熔保險(xiǎn)絲 促進(jìn)燃燒數(shù)據(jù) 材料 (1/8‖ 桿料 ) 蒙乃爾 400/K500 Cu, Ni, Co, CuNi 合金 黃銅 , Sn/Si/P 青銅 海恩斯 188/242, 哈斯合金 C22 440C ., Inconel 600, 哈斯合金 C276 316/304 不銹鋼 鋁青銅 1018 碳鋼 Al, 6061 鋁合金 Ti/Ti6Al4V 極限壓力 (psia) 10,000 10,000 7,000 5,000 2,5003,000 500 200 30 25 1 促進(jìn)燃燒數(shù)據(jù) ? 按照 G124，促進(jìn)燃燒試驗(yàn)是在靜態(tài)下，作為氧壓力和濃度的函數(shù)有代表性的進(jìn)行。 ? 材料在氧中的點(diǎn)火和燃燒涉及非常復(fù)雜的反應(yīng)，在材料、環(huán)境或系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)上即使是不大的變化都會(huì)對點(diǎn)火和燃燒造成巨大的影響。 ? 數(shù)據(jù)的應(yīng)用：對于在預(yù)期的運(yùn)行結(jié)構(gòu)中有可能遭遇粒子沖擊工況的氧管道系統(tǒng)（例如管道、閥體、閥桿）和氧工藝反應(yīng)器的金屬材料的選擇和研發(fā)。 Oamp。 工程合金 最小厚度 (mm) 豁免壓力 (MPa) 不銹鋼（軋制） 304/304L， 316/316L， 321， 347 304/304L， 316/316L， 321， 347 鐵鑄件（不銹的） CF–3/CF–8， CF–3M/CF–8M， CG–8M CF–3/CF–8， CF–3M/CF–8M， CG–8M 銅 沒有規(guī)定 21 鐵鑄件（可銹的） 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 鎳合金 蒙乃爾 400 沒有規(guī)定 21 蒙乃爾 K500 沒有規(guī)定 21 鎳 200 沒有規(guī)定 21 CGA EIGA IGC 13/02/E: 氧管道系統(tǒng) 圖 1：用于氧氣材料的選擇（有沖擊場合） CGA EIGA IGC 13/02/E: 氧管道系統(tǒng) 有沖擊場合的速度曲線： ? 對于碳鋼管道最高溫度為 150℃ ；對于不銹鋼管道最高溫度為 200℃ 。 F) P2,T2,V2 = 實(shí)際狀態(tài) (400 psig, 100 176。 ? 要全面實(shí)施，需要仔細(xì)地檢查和對照（例如豁免壓力，豁免材料屏障材料等）。 ? 運(yùn)行在規(guī)定條件下的那些材料是免除速度限制的。 Oamp。 摩擦試驗(yàn)數(shù)據(jù) 試驗(yàn)金屬 Pv* 乘積值 固定試樣 轉(zhuǎn)動(dòng)試樣 (W/m2 x 108) 錫青銅 錫青銅 , , 球墨鑄鐵 WC涂層 4140 , , 錫青銅 304 不銹鋼 , , 球墨鑄鐵 硬質(zhì)合金 6B , , 球墨鑄鐵 錫青銅 , , 球墨鑄鐵 Nitronic 60 , , 鋁青銅 C355 鋁 , , 青銅澆注巴氏合金 蒙乃爾 K500 , , *在 MPa的純氧中，以每分鐘 17000的轉(zhuǎn)速，在逐漸增加負(fù)荷過程中發(fā)生點(diǎn)火時(shí)的 Pv乘積值。 （燃燒速率是在 ） 不同結(jié)構(gòu)合金的極限壓力 (MPa) 金屬 3mm 棒料 1~2mm 金屬絲 6~9mm 直徑管 3mm 板 板 燒結(jié)型 過濾器 絲網(wǎng) 鎳 蒙乃爾 銅 青銅 3869 黃銅 不銹鋼 35? 鋁合金 材料組分 /合金元素的影響 ? 金屬 /合金的可燃性與其組分 (合金元素 )關(guān)系極大，但這種關(guān)系不能從一個(gè)混合規(guī)律進(jìn)行外推使用。 % O2 2022 psig。 – BS 3N 100 SIT 試驗(yàn)：沒有部件試驗(yàn)，只能確定在最大工作溫度 (90oC)下的使用壓力。 ? 如果含有任何聚合物的部件要用于氧系統(tǒng)，必須對它進(jìn)行徹底的脫脂，達(dá)到 50 mg/m2的清潔程度。（批準(zhǔn)的機(jī)構(gòu)包括： BAM, AL/巴黎， DNV (奧斯陸 /挪威 ), WHA, 或 NASA/WSTF ） ? 低風(fēng)險(xiǎn)部件的安裝應(yīng)符合 BOC最佳實(shí)施規(guī)范。 運(yùn)行與工程指令 Oamp。 部件的絕熱壓縮試驗(yàn) ? 在某些系統(tǒng)改造過程中， 絕熱壓縮試驗(yàn)可以用于 評估壓力部件（例如閥門，調(diào)壓器，軟管等）的氧兼容性。 液氧機(jī)械沖擊試驗(yàn) (ASTM D2512) ? 用于研究在大氣壓下有機(jī)械沖擊能量影響的條件下材料與液氧兼容性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法 ? 以 ABMA型沖擊試驗(yàn)機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 ? 應(yīng)用范圍：閥座， O型環(huán)，螺紋密封劑，油 /脂 /潤滑劑，軟管的選擇。 非金屬材料的選擇 非金屬材料的選擇可以按照下列性質(zhì)進(jìn)行： （ 這些性質(zhì)是根據(jù)給定運(yùn)行條件和可能的點(diǎn)火機(jī)制通過相關(guān)的氧兼容性試驗(yàn)確定的 ） ? 自點(diǎn)燃溫度 （ AIT） ： AIT試驗(yàn)和 Pot維持試驗(yàn) ? 燃燒熱： 燃燒發(fā)熱量測試 ? 氧指數(shù) （ .） ： 氧指數(shù)試驗(yàn) ? 液氧和氣氧中機(jī)械沖擊的敏感性 ： 液氧機(jī)械沖擊試驗(yàn)和氣氧機(jī)械沖擊試驗(yàn) ? 抗絕熱壓縮能力： 氣氧壓力波沖擊試驗(yàn) ? 法蘭墊片損壞可能性： 墊片環(huán)形試驗(yàn) 非金屬與金屬的對比 非金屬材料（除無機(jī)材料外） ? 絕大多數(shù)有機(jī)材料，包括聚合材料，油 /脂，和碳?xì)浠衔镌诖髿鈮合碌母谎鯕夥罩惺强扇嫉摹? ? 氧化劑，大多數(shù)材料可以與氧反應(yīng)。 氧的性質(zhì) ? 最普通的元素（空氣中含量為 21%）。 ? 墊片材料（ 有 /無 壓縮石棉纖維 ）： ? 油 /脂 /潤滑劑 /密封劑：機(jī)械零件，螺紋接頭等。 – BAM: 最小 160℃ 加 100℃ 的安全余量。 氧指數(shù)試驗(yàn) O2 進(jìn) N2 進(jìn) O2/N2 混合氣 玻璃珠 點(diǎn)火器（丙烷槍） 玻璃園柱塔 (試驗(yàn)腔 ) 試驗(yàn)樣品 : 聚合物， 服裝材料， 油 ， 不揮發(fā)性殘余物，等。 ? 運(yùn)行原理類似于 BAM的絕熱壓縮試驗(yàn)和 CEN的氣氧壓力波沖擊試驗(yàn)（ CEN/TC268/WG2）。它們包括，但不限于軟管，外圓接頭，匯流排閥門，氣瓶閥門以及逆止閥、控制閥、調(diào)節(jié)閥、截止閥。 運(yùn)行與工程指令 Oamp。 醫(yī)用氧系統(tǒng) /呼吸器 ? 原則上，運(yùn)行在 18barg以下的清潔氧系統(tǒng)是難以通過絕熱壓縮點(diǎn)火的。 ? 實(shí)質(zhì)性反應(yīng)就是，產(chǎn)生的能量足以使不銹鋼管道或法蘭之間的墊片填料發(fā)生燃燒或破壞。 % O2 2022 psig。 Carbon Stee ls, Al Alloys , Stai nless Stee ls, and Ot her Me tal s O2 Concentration (%) ThresholdP. (p si) ? C Burn No Burn 金屬絲網(wǎng)促進(jìn)燃燒能力的等級 金屬 網(wǎng)孔 /金屬絲直徑 極限壓力， MPa 燃燒速率， cm/s 鎳 200(≥%)* 60x60/ 不持續(xù)燃燒 銅 101(≥%) 60x60/ 蒙乃爾 400 60x60/ ≤ 316不銹鋼 60x60/ ≤ 304不銹鋼 60x60/ ≤ 碳鋼 60x60/ ≤ *NASA的試驗(yàn)結(jié)果 TP大于10000psig(NFPA)。 ? Sulzer Brothers公司有一個(gè)類似的裝備，但具有不同的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。 Oamp。 CGA EIGA IGC 13/02/E: 氧管道系統(tǒng) CGA EIGA IGC 13/02/E: 氧管道系統(tǒng) ? 與 CGA (1993 版 ) 相比，是一個(gè)更為全面 “ 氧管道系統(tǒng) ” 的行業(yè)指南。 Key Differences btw CGA (3rd Ed., 1993) amp。 圖 1 流量 scfh 400,000 400,000 運(yùn)行溫度 F 100 100 運(yùn)行壓力 psig 400 400 管道尺寸 inches 4 4 管道內(nèi)直徑 inches 計(jì)算 三通管 三通管 管道截面積 sq. ft 實(shí)際流量 acfm 實(shí)際流速 ft/s 無沖擊場合流速公式 ft/s 188,000xP^() N/A 有沖擊場合流速公式 (1) ft/s 94,000xP^() 22,500/P 無沖擊場合流速 ft/s N/A 有沖擊場合流速 ft/s 結(jié)果 需要豁免材料 許可非豁免材料 注釋：按照 CGA ，有沖擊場合許可流速是無沖擊場合許可流速的一半。 “ 如果沖擊場所有可能存在，在新管道系統(tǒng)，閥門，設(shè)備以及相關(guān)管道的設(shè)計(jì)中必須使用有沖擊的速度曲線。ED 05/99:氧系統(tǒng)中鋁青銅的使用 現(xiàn)有庫存： ? 現(xiàn)有庫存的鋁青銅部件，凡不符合 Oamp。 （壁厚： ”/ mm） 粒子沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù) NASA/WSTF 材料 (176。 – Highveld 的事故證明： 15/8英寸 316不銹鋼閥體的籠式閥，在用于液氧時(shí)（