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1、氧气瓶的燃烧、爆炸及防范吴永清编写氧气瓶被广泛地用于国民经济的各个领域、部门。由于氧气具有强烈的助燃特性,且最高充装压力均在14.0Mpa以上(规程规定的氧气瓶的公称工作压力等级为:15Mpa、20Mpa)。因此,氧气瓶是一种比较容易发生燃烧和爆炸事故的受压容器。氧气瓶的爆炸,也与其它容器的爆炸一样,可分为物理爆炸和化学爆炸。这两种性质的爆炸相比,发生物理爆炸前,气瓶一般都有明显的变形过程,可以在超过设计的工作压力的条件下发生,也可以在不超压的情况下爆炸；而化学性爆炸都是由于瓶内发生激烈的化学反应,产生高温,使气体急剧膨胀形成高压。爆炸前,气瓶发生变形的过程极短,一般都在瞬间发生爆炸(从实际发
2、生的爆炸事故分析,其过程仅2～3秒。在充氧过程中,爆炸一般都发生在打开或关闭瓶阀和充氧总阀的瞬间；在焊接、切割时,氧气瓶的爆炸一般都发生在工作结束,关闭焊枪的瞬间。但从爆炸可能发生的时机分析，使用时开关瓶阀的瞬间也可能发生爆炸,只不过其机率少于前者罢了。由于氧气瓶爆炸的威力大,且具有突然性,所以,氧气瓶一旦发生爆炸,对操作者和现场人员的安全威胁很大。氧气瓶的物理爆炸和化学爆炸的原因是不相同的。一、物理爆炸通常认为,由于物质的状态和压力产生突变而引起的爆炸是物理爆炸。它是由于容器内部物质的压力超过容器可承受的强度，内部物质急剧冲击而引起的。物理爆炸前后，物质的性质及化学组成并没有改变。氧气瓶物理
3、爆炸的原因分析,可分为超压爆炸和非超压爆炸。1.超压爆炸氧气瓶超压爆炸,主要发生在以下两种情况。① 充装压力超过规定值、且气瓶存在腐蚀减薄或损伤等缺陷按正常气瓶管理和充装规则,用氧压机充气到无缺陷的气瓶内发生爆炸一般是不可能的(对工作压力为14.7Mpa的氧气瓶而言,无缺陷氧气瓶的爆炸压力一般都在39.2Mpa以上)。目前所使用的氧气充装压力,GB14193—1993《永久气体气瓶充装规定》第5.5条中明确规定,用国产气瓶充装氧气时充装压力(表压)不得超过下表规定。在GB/T3863—1995《工业用氧》标准第6.3条规定,工业用氧的气瓶充装压力在20℃时不得低于15Mpa±0.5Mpa。6两
4、个标准的规定看起来似乎有些不一样,但其实它们是相辅相成的。GB14194规定的是充装压力的上限，GB/T3863规定的是充装压力下限；前者从安全角度出发,后者从经济角度、质量要求考虑。国产气瓶充装氧气时充装温度与最高充装压力关素气体名称充装温度(℃)15Mpa公称工作压力气瓶最高充装压力(Mpa)20Mpa公称工作压力气瓶最高充装压力(Mpa)氧气514.018.21014.318.71514.719.22015.119.82515.420.33015.820.83516.121.3而气瓶的水压试验压力应为“公称工作压力的1.5倍”(见《气瓶安全监察规程》第二项第八条)。从经济角度来看,超压充
5、装就等于增加成本减少收入,有经济头脑的人没有一个人会这么去做。从设备条件(小型空分设备),一般的氧压机最高工作压力是15Mpa,如果超过该最高工作压力,充装系统的安全阀也会起跳泄压,以防止设备超压充装。另外,氧气瓶阀的瓶嘴后面有一个限压安全片(其工作压力是公称工作压力的1.2～1.5倍),当气瓶受外界因素干扰或刺激时保证气瓶的安全使用。综上分析,正常工作状态下超压充装是不可能的。往往是,氧气瓶的充装压力符合规定(不超压)情况下，发生爆炸事故较多,原因较复杂。问题在于有缺陷的氧气瓶本身不能承受正常的公称工作压力。当前,气瓶管理混乱的突出问题是,超期未检验的气瓶仍在充装、运输、使用，存在的安全隐患
6、严重,有的企业甚至在“气瓶黑市场”购买来路不明的旧气瓶，“以弥补自己的气瓶不足”。这种情况下,氧气瓶事故频繁发生有其必然性和偶然性。②气瓶接近热源、火源当气瓶的瓶身被加热到140—370℃时,气瓶发生兰脆现象,钢瓶的强度极限将大大降低。据氧气瓶满瓶用火烧加温爆炸试验,瓶壁温度达200℃时,气瓶发生了爆炸现象,这时测定所设的强度极限仅为原材料强度极限的77—84%.即在钢瓶接近热源、火源,气瓶达到140—370℃6,发生兰脆后,其实际的爆炸压力比计算的爆炸压力要低得多。数年前冬季,武汉市某厂把氧气瓶放在炉火边,导致瓶内氧气温度、压力不断升高最后发生爆炸事故。2.非超压爆炸氧气瓶在不超压情况下发生
7、爆炸事故较多,原因较复杂,主要是氧气瓶的严重缺陷不能承受正常的工作压力。①腐蚀:氧气瓶内外表面腐蚀,导致瓶壁减薄强度下降,是氧气瓶发生不超压爆炸的主要原因之一。氧气瓶的腐蚀可分为均匀腐蚀、局部腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀。a.均匀腐蚀,是气瓶内外表面长期接触腐蚀性介质引起的腐蚀现象。气瓶度比较均匀地减薄,气瓶所受的应力相对增高。当壁厚腐蚀减薄到一定程度,其所受的应力增大到材料的抗拉强度极限时,气瓶即发
