制氧站設計規范GB 50030-2013—氧氣管道
2021-03-19
氧氣管道
11．0．1 氧氣管道宜采用架空敷設。當架空敷設有困難時，可采用不通行地溝敷設或直接埋地敷設。
11．0．2 廠區管道架空敷設時，應符合下列規定：
1 氧氣管道應敷設在不燃燒體的支架上；
2 除氧氣管道專用的導電線路外，其他導電線路不得與氧氣管道敷設在同一支架上；
3 當沿建筑物的外墻或屋頂上敷設時，該建筑物應為一、二級耐火等級，并應是與氧氣生產或使用有關的車間建筑物；
4 氧氣管道、管架與建筑物、構筑物、鐵路、道路等之間的最小凈距應符合本規范附錄B的規定；
5 氧氣管道與其他氣體、液體管道共架敷設時，宜布置在其他管道外側，并宜布置在燃油管道的上面。各種管線之間的最小凈距應符合本規范附錄C的規定；
6 氧氣管道上設有閥門時，應設置操作平臺；
7 寒冷地區的含濕氣體管道應采取防護措施。
11．0．3 廠區管道直接埋地敷設或采用不通行地溝敷設時，應符合下列規定：
1 氧氣管道嚴禁埋設在不使用氧氣的建筑物、構筑物或露天堆場下面或穿過煙道；
2 氧氣管道采用不通行地溝敷設時，溝上應設防止可燃物料、火花和雨水侵入的不燃燒體蓋板；嚴禁氧氣管道與油品管道、腐蝕性介質管道和各種導電線路敷設在同一地溝內，并不得與該類管線地溝相通；
3 直接埋地或不通行地溝敷設的氧氣管道上不應裝設閥門或法蘭連接點，當必須設閥門時，應設獨立閥門井；
4 氧氣管道不應與燃氣管道同溝敷設，當氧氣管道與同一使用目的燃氣管道同溝敷設時，溝內應填滿沙子，并嚴禁與其他地溝直接相通；
5 埋地深度應根據地面上的荷載決定。管頂距地面不宜小于0．7m；含濕氣體管道應敷設在凍土層以下，并應在最低點設排水裝置。管道穿過鐵路和道路時應設套管，其交叉角不宜小于45°；
6 氧氣管道與建筑物、構筑物及其他埋地管線之間的最小凈距應符合本規范附錄D的規定；
7 直接埋地管道應根據埋設地帶土壤的腐蝕等級采取相應的防腐蝕措施。
8 當氧氣管道與其他不燃氣體或水管同溝敷設時，氧氣管道應布置在上面，地溝應能排除積水。
11．0．4 車間內氧氣管道的敷設應符合下列規定：
1 氧氣管道不得穿過生活間、辦公室；
2 車間內氧氣管道宜沿墻、柱或專設的支架架空敷設，其高度應不妨礙交通和便于檢修；
3 氧氣管道與其他管線共架敷設時，應符合本規范第11．0．2條第5款的規定；
4 當不能架空敷設時，可采用不通行地溝敷設，但應符合本規范第11．0．3條第2款～第4款和第8款的規定；
5 進入用戶車間的氧氣主管應在車間入口處裝設切斷閥、壓力表，并宜在適當位置設放散管；
6 氧氣管道的放散管應引至室外，并應高出附近操作面4m以上的無明火場所；
7 氧氣管道不得穿過高溫作業及火焰區域。當必須穿過時，應在該管段增設隔熱措施，其管壁溫度不應超過70℃；
8 穿過墻壁、樓板的氧氣管道應敷設在套管內；套管內不得有焊縫，管子與套管間的間隙應采用不燃燒的軟質材料填實；
9 氧氣管道不應穿過不使用氧氣的房間。當必須通過不使用氧氣的房間時，其在房間內的管段上不得設有閥門、法蘭和螺紋連接，并應采取防止氧氣泄漏的措施；
10 供切割、焊接用氧的管道與切割、焊接工具或設備用軟管連接時，供氧嘴頭及切斷閥應設置在用不燃燒材料制作的保護箱內。
11．0．5 通往氧氣壓縮機的氧氣管道以及裝有壓力、流量調節閥的氧氣管道上，應在靠近機器入口處或壓力、流量調節閥的上游側裝設過濾器，過濾器的材料應為不銹鋼、鎳銅合金、銅、銅基合金。
11．0．6 氮氣和氬氣與各類其他管道、建筑物、構筑物等之間的間距宜符合現行國家標準《壓縮空氣站設計規范》GB 50029的有關規定。
11．0．7 氧氣、氮氣、氬氣管道敷設在通行地溝或半通行地溝時，必須設有可靠的通風安全措施。
11．0．8 氧氣管道的管徑應按下列條件計算確定：
1 計算流量應采用該管系最低工作壓力、最高工作溫度時的實際流量；
2 流速應為工作壓力下的管內氧氣實際流速，氧氣管道內的最高流速不得超過表11．0．8的規定。
表11．0．8 氧氣管道內的最高流速
11．0．9 氧氣管道材質選用應符合表11．0．9的規定。
表11．0．9 氧氣管道材質選用
注：1 “√”表示允許采用，“×”表示不允許采用。
2 碳鋼鋼板卷焊管只宜用于工作壓力小于0．1MPa，且管徑超過現有焊接鋼管、無縫鋼管產品管徑的情況下。
3 表中閥指干管閥門、供一個系統的支管閥門、車間入口閥門。
4 不銹鋼板卷焊管，內壁焊縫磨光條件下，允許使用在壓力不高于5MPa的一般場所。
5 工作壓力大于3．0MPa的銅合金管不包括鋁鋼合金。
6 銅基合金：鋼的含量超過55％(重量)的紫銅、黃銅(含鋅銅合金)、青銅(含鋁、硅、鎂、錫、鉛等的銅合金)，白銅(含鎳銅合金)的總稱。青銅類合金中鋁含量不超過2．5％(重量)。
7 鎳基合金：通常鎳的含量不少于50％(重量)的鎳200、鎳銅(蒙乃爾-400和蒙乃爾-500)、鎳鉻(因科鎳合金600和因科鎳合金X-750)、鎳鉻鉬(哈司特鎳合金C-275和因科鎳合金625)等的總稱。
11．0．10 氧氣管道的閥門應符合下列規定：
1 設計壓力大于0．1MPa的氧氣管道上，不得采用閘閥；
2 設計壓力大于或等于1．0MPa且公稱直徑大于或等于150mm的氧氣管道上的手動閥門，宜設旁通閥；
3 設計壓力大于1．0MPa，公稱直徑大于或等于150mm的氧氣管道上經常操作的閥門，宜采用氣動閥門；
4 閥門材料選用應符合表11．0．10的規定。
表11．0．10 閥門材料選用
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設計壓力P(MPa) |
材 料 |
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＜0．6 |
閥體、閥蓋采用可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵或鑄鋼，閥桿采用碳鋼或不銹鋼，閥瓣采用不銹鋼 |
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0．6～10 |
采用全不銹鋼、銅基合金或不銹鋼與銅基合金組合、鎳及鎳基合金 |
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＞10 |
采用銅基合金、鎳及鎳基合金 |
注：1 設計壓力大于或等于0．1MPa管道上的壓力或流量調節閥的材料，應采用不銹鋼或銅基合金或以上兩種材料的組合。
2 閥門的密封填料宜采用聚四氟乙烯或柔性石墨材料。
11．0．11 氧氣管道上的法蘭、緊固件應按國家現行標準選用，氧氣管道法蘭用墊片應符合表11．0．11的規定。
表11．0．11 氧氣管道法蘭用墊片
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設計壓力P(MPa) |
墊 片 |
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＜0．6 |
聚四氟乙烯墊片、柔性石墨復合墊片 |
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0．6～3．0 |
纏繞式墊片、聚四氟乙烯墊片、柔性石墨復合墊片 |
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3．0～10 |
纏繞式墊片、退火軟化銅墊片、鎳及鎳基合金片 |
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＞10．0 |
退火軟化銅墊片、鎳及鎳基合金片 |
11．0．12 氧氣管道上的彎頭應符合下列規定：
1 氧氣管道嚴禁采用折皺彎頭；
2 采用冷彎或熱彎彎制碳鋼彎頭時，彎曲半徑不應小于公稱直徑的5倍；
3 采用標準的對焊無縫碳鋼彎頭時，應采用長半徑彎頭；
4 采用銅鎳合金、銅或銅基合金無縫彎頭時，可采用短半徑彎頭；
5 設計壓力小于或等于0．1MPa的卷焊鋼管可采用斜接彎頭，斜接彎頭制作和使用應符合現行國家標準《工業金屬管道設計規范》GB 50316的有關規定。
11．0．13 氧氣管道的異徑接頭、分岔頭應符合下列規定：
1 異徑接頭宜采用標準的鋼制對焊無縫異徑接頭。當焊接制作時，變徑部分長度不應小于兩端管外徑差值的3倍，其內壁應平滑，無銳邊、毛刺及焊瘤；
2 分岔頭宜采用標準的鋼制對焊無縫三通。當焊接制作時，應按設計圖紙預制，并加工到無銳邊、突出部及焊瘤。不得在安裝時開孔插接。
11．0．14 輸送含濕氣體或需做水壓試驗的管道應設不小于0．003的坡度，并在管道最低點設排水裝置。
11．0．15 氧氣管道因溫度變化產生的應力宜采用自然補償。
11．0．16 氧氣管道的連接應采用焊接，但與設備、閥門連接處可采用法蘭或螺紋連接。螺紋連接處應采用聚四氟乙烯帶作為填料，不得采用涂鉛紅的麻或棉絲，或其他含油脂的材料。
11．0．17 氧氣管道應設置導除靜電的接地裝置，并應符合下列規定：
1 廠區架空或地溝敷設管道，在分岔處或無分支管道每隔80m～100m處，以及與架空電力電纜交叉處應設接地裝置；
2 進、出車間或用戶建筑物處應設接地裝置；
3 直接埋地敷設管道應在埋地之前及出地后各接地一次；
4 車間或用戶建筑物內部管道應與建筑物的靜電接地干線相連接；
5 每對法蘭或螺紋接頭間應設跨接導線，電阻值應小于0．03Ω。
11．0．18 氧氣管道的彎頭、分岔頭不得緊接安裝在閥門的出口側，其間宜設長度不小于5倍管道公稱直徑且不應小于1．5m的直管段。
11．0．19 氧氣管道施工驗收應符合下列規定：
1 氧氣管道、閥門及管件應無裂縫、鱗皮、夾渣等。接觸氧氣的表面必須徹底去除毛刺、焊瘤、焊渣、粘砂、鐵銹和其他可燃物等，保持內壁光滑清潔。管道內、外表面除銹應進行到出現本色為止；
2 管道、閥門、管件、儀表、墊片及與氧氣直接接觸的其他附件的脫脂應符合現行行業標準《脫脂工程施工及驗收規范》HG 20202或施工設計文件的規定。脫脂合格后的氧氣管道應封閉管口，并宜充入干燥氮氣；
3 碳鋼材質的氧氣管道的焊接應采用氬弧焊打底。不銹鋼管道的焊接應采用氬弧焊；
4 氧氣管道焊縫質量應采用射線照相檢驗。對液氧管道及氧氣管道設計壓力大于4．0MPa時，應進行100％的射線照相檢驗，其質量等級不得低于Ⅱ級；氧氣管道設計壓力1．0MPa～4．0MPa時，可抽樣檢驗。抽檢比例固定焊口宜為40％，轉動焊口宜為15％，其質量等級不得低于Ⅱ級；氧氣管道設計壓力小于1．0MPa時，抽檢比例不得低于5％，其質量等級不得低于Ⅲ級；
5 氧氣管道的試驗介質及試驗壓力應符合表11．0．19的規定；
表11．0．19 氧氣管道的試驗介質及試驗壓力
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管道設計壓力P |
強度試驗 |
嚴密性試驗 |
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試驗介質 |
試驗壓力(MPa) |
試驗介質 |
試驗壓力(MPa) |
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＜0.1 |
空氣或氮氣 |
0.1 |
空氣或氮氣 |
1.0P |
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0.1～4.0 |
1.15P |
1.0P |
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＞4.0 |
水 |
1.5P |
1.0P |
注：1 空氣或氮氣必須是無油脂和干燥的。
2 水應為無油和干凈的。對于奧氏體不銹鋼管，試驗水中的氯離子含量不得超過25×10-6。
3 以氣體介質做強度試驗時，應制訂有效的安全措施，并經有關安全部門批準后進行。
4 P為管道設計壓力。
6 強度及嚴密性試驗的檢驗應符合下列規定：
1)用空氣或氮氣做強度試驗時，當達到試驗壓力且穩壓5min后，應無變形，無泄漏。用水做強度試驗時，當達到試驗壓力且穩壓10min后，應無變形，無泄漏。
2)嚴密性試驗達到試驗壓力后持續24h，室內及地溝管道的平均小時泄漏率不應超過0．25％；室外管道的平均小時泄漏率不應超過0．5％。平均小時泄漏率應按下列公式計算：
當管道公稱直徑小于300mm時：
當管道公稱直徑大于或等于300mm時：
式中：A——平均小時泄漏率；
P1、P2——試驗開始、終了時的絕對壓力(MPa)；
t1、t2——試驗開始、終了時的溫度(℃)；
DN——管道公稱直徑(mm)。
11．0．20 嚴密性試驗合格的管道應采用無油、干燥的空氣或氮氣以不小于20m/s，且不低于氧氣設計流速的速度吹掃，直至出口無鐵銹、焊渣及其他雜物為止。
11．0．21 輸送高純氧氣的管道，其管材、閥門、附件等的選擇應按現行國家標準《潔凈廠房設計規范》GB 50073的有關規定執行。
附錄A 氧氣站內各類房間的火災危險性類別及最低耐火等級
表A 氧氣站內各類房間的火災危險性類別及最低耐火等級
注：1 液氧系統設施包括液氧貯罐、液氧泵、汽化器和閥門室；
2 氧氣灌瓶站房包括氧氣灌瓶間，氧氣空、實瓶間以及相應軸助生產間；
3 氮氣、氬氣灌瓶間包括氮氣和氬氣空、實瓶間以及相應輔助生產間；
4 氧氣貯罐間包括氣態氧壓力貯罐或液氧貯罐；
5 氮氣貯罐間包括氣態氮壓力貯罐或液氮貯罐。
附錄B 廠區架空氧氣管道、管架與建筑物、構筑物、鐵路、道路等之間的最小凈距
表B 廠區架空氧氣管道、管架與建筑物、構筑物、鐵路、道路等之間的最小凈距(m)
注：1 表中水平距離：管架從最外邊線算起；道路為城市型時，自路面邊緣算起；道路為公路型時，自路肩邊緣算起；鐵路自軌外側或按建筑界限算起；人行道自外沿算起。
2 表中垂直距離：管線自防護設施的外緣算起，管架自最低部分算起，鐵路自軌面算起，道路自路拱算起，人行道自路面算起。
3 當有大件運輸要求或在檢修期間有大型起吊設施通過的道路，其最小垂直凈距應根據需要確定。
4 表中與建筑物的最小水平凈距的規定，不適用于沿氧氣生產車間或氧氣用戶車間建筑物外墻敷設的管道。
5 與架空電力線路的距離應符合現行國家標準《66kV及以下架空電力線路設計規范》GB 50061的有關規定。
附錄C 廠區及車間架空氧氣管道與其他架空管線之間的最小凈距
表C 廠區及車間架空氧氣管道與其他架空管線之間的最小凈距(m)
注：1 氧氣管道與同一使用目的的燃氣管道平行敷設時，最小平行凈距可減小到0．25m。
2 氧氣管道的閥門及管件接頭與燃氣、燃油管道上的閥門及管件接頭，應沿管道軸線方向錯開一定距離；當必須設置在一處時，則應適當擴大管道之間的凈距。
3 電氣設備與氧氣的引出口不能滿足上述距離要求時，可將兩者安裝在同一柱子的相對側面；當為空腹柱子時，應在柱子上裝設不燃燒體隔板局部隔開。
4 公稱直徑小于或等于80mm的氧氣管道，與不燃介質管道的最小平行凈距可小于0．25m，但不得小于0．15m。
5 與滑觸線的凈距系指氧氣管在其下方時的要求，此時在氧氣管及滑觸線之間宜設隔離網。
附錄D 廠區地下氧氣管道與建筑物、構筑物及其他地下管線之間的最小凈距
表D 廠區地下氧氣管道與建筑物、構筑物等及其他地下管線之間的最小凈距(m)
注：1 氧氣管道與同一使用目的的燃氣管道在同一水平敷設時，管道間水平凈距可減少到0．25m，但在從溝底起直至管頂以上300mm高的范圍內，應用松散的土或砂填實后再回填土。
2 氧氣管道與穿管的電纜交叉時，交叉凈距可減少到0．25m。
3 本表建筑物基礎的最小水平凈距是指埋地管道與同一標高或其上的基礎最外側的最小水平凈距。
4 敷設在鐵路及不便開挖的道路下面的管段，其加設的套管兩端伸出鐵路路基或道路路邊不應小于1m；路基或路邊有排水溝時，應延伸出水溝溝邊1m。套管內的管道應無焊縫。
5 表中水平凈距：管線均自管壁、溝壁或防護設施的外沿或最外一根電纜算起；道路為城市型時，自路面邊緣算起；道路為公路型時，自路肩邊緣算起；鐵路自軌外側算起。
6 表中管道、電纜和電纜溝最小垂直凈距的規定，均指下面管道或管溝外頂與上面管道管底或管溝基礎底之間的凈距。鐵路鋼軌和道路垂直凈距的規定，鐵路自軌底算至管頂，道路自路面結構層底算至管頂。制氧站，制氧設備，工業制氧機，VPSA制氧，制氧工藝，變壓吸附制氧。
