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[交流] 设计氢气房有什么注意事项?

设计氢气房有什么注意事项?
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新虫 (初入文坛)

氢气的危险特性
- 易泄漏
氢气的分子量仅有2,是自然界最轻的气体,标准密度(0℃,101.325KPa)是0.0899Kg/m3,相对密度(空气,0℃,101.325KP)0.07。因此极易泄漏,泄漏后的氢气会聚集在空间顶部。
- 易燃易爆
氢气会与氧气、氯气等氧化性气体发生化学反应。在空气中,氢气的爆炸范围(v/v)4~75%, 在氧气中的爆炸范围(v/v)4~94%。氢气容易点燃,最小点火能量大约为0.017mJ。这意味着,当氢气的浓度达到爆炸范围时,即使一根绣花针掉落在地上,也能引起爆炸。
- 燃烧时,火焰不易观察
氢气燃烧时产生的火焰为淡蓝色,在日光下几乎看不到。
- 高压燃烧
目前,氢气钢瓶的压力等级主要有150bar和200bar。在这两个压力下,一旦瓶体出现直径1毫米的孔隙,便会产生约2米长的火焰。
- 氢脆现象
氢气分子在压力作用下渗入金属材料的缺陷微观晶体结构,引起材料发生脆化,出现裂纹,导致氢气泄漏。

从设计角度讲氢气安全
- 氢气安全设计的原则
- 尽可能减少氢气泄漏
- 防止氢气在密闭空间中积聚
- 防止氢气与空气混合形成可燃性混合气体
- 避免或减少点火源(手机信号、静电摩擦均可引燃氢气)

氢气安全设计要点
- 选材:
【可使用的材料】
316L或者316Ti不锈钢(避免使用304不锈钢,易发生氢脆)
青铜/黄铜:主要使用于阀门及管道连接部件。
铝:与氢气有良好的相容性。
铜-铍合金(不常用)
【禁止使用的材料】
高强度碳钢
铜镍合金
镍合金
许多高渗透性塑料(氢气分子量小,易渗透,导致氢气泄漏)
- 连接方式:
优选焊接方式
法兰连接:垫片耐温>538℃,凹凸密封面形式
禁止使用胶粘剂连接方式,因为其不耐高温、不耐压
其它连接方式:锥形螺纹、卡套(tubing Φ≤½”)。需要注意的是,螺纹连接时,也应采用耐高温材料。卡套连接的扭矩应遵守相应规定。
- 紧急切断阀,需具备远程或自动控制功能
- 氢气潜在泄漏的区域安装氢气探头,且安装于高处,因为氢气容易聚集在空间顶部。
- 良好的通风,否则一旦发生氢气泄漏,会形成爆炸性混合气体。
- 充足的泄爆面积
- 管道、设备维持正压,管道、设备设置低压报警
- 专门的氮气吹扫置换管道(DBB+单向阀,防止氢气逆流污染氮气)
- 防雷防静电、法兰跨接和接地
- 安保和现场监控
2楼2021-10-14 10:21:46
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