五、氣瓶安全管理

(1)引言（2）氣瓶的特點（3）氣瓶的分類（4）氣瓶的安全使用

1(1)引言定義—貯裝和運輸壓力氣體的移動式容器

容積：氣桶V=200~1000L氣瓶V≤200L壓力：P≤30MPa介質(zhì)：壓縮（永久）氣體、（高或低壓）液化氣體、溶解氣體應用：無固定使用地點、無專責操作人員

有限容積、移動環(huán)境、壓力隨溫度變化

容易發(fā)生事故2(2)氣瓶的結(jié)構(gòu)特點

a、容積較小：V=35~60Lb、高度適中：H≤1.5mc、具有立放的凹底或底座圈d、一個進出接口

3（3）氣瓶的分類

—按氣體分類1、永久（壓縮）氣體氣瓶臨界溫度tc＜-10℃氣體；高于tc，壓縮不能液化。室溫(20℃)下，只能以單一氣相存在；較高壓力充裝，以提高單位容積充氣量。

PN：30MPa、20MPa、15MPa(限定充裝壓力)

最高工作壓力：[P]=1.2PN氧氣（-184℃）、氮氣（-147℃）、氫氣（-239℃）、空氣（-141℃）、甲烷（-83℃）、一氧化碳、氬氣等2、溶解氣體氣瓶：乙炔溶解在溶劑（丙酮+多孔填料）中充裝

＜3MPa(指定充裝量下，60℃瓶內(nèi)壓力)4（3）氣瓶的分類

—按氣體分類3、液化氣體氣瓶tc≥-10℃

a）高壓液化氣體氣瓶(低臨界溫度液化氣體，液化壓力較高)。-10℃≤tc≤70℃(在低于tc條件下，方可實現(xiàn)壓縮液化)例如：二氧化碳（+31℃）、乙烯（+12℃）、乙烷等。

如低于tc液態(tài)灌裝-氣液兩相；如高于tc→全部氣相（工作壓力取決于氣體充裝量）

PN：20MPa、15MPa、12.5MPa、8MPa[P]=PN（60℃氣體壓力）5（3）氣瓶的分類

—按氣體分類b）低壓液化氣體氣瓶(高臨界溫度液化氣體，液化壓力較高)。tc＞70℃如：氨（+132℃）、氯（+144℃）、丙烷、丁烷、丁烯、液化石油氣、硫化氫等tW(60℃)<tc

一般情況下氣液兩相。

PN：5MPa、3MPa、2MPa、1MPa[P]=PN≤60℃液化氣體的飽和蒸汽壓力6（3）氣瓶的分類

—按結(jié)構(gòu)分類焊接氣瓶（焊接容器）——低壓液化氣瓶（≤5MPa，10~1000L）無縫氣瓶（≥8MPa，0.4-80L）——永久氣體、高壓液化氣瓶無縫管鋼錠沖壓拉拔纏繞玻璃纖維氣瓶（1~10L，15~30MPa）7

（3）氣瓶的分類

—按結(jié)構(gòu)分類8（4）氣瓶的安全使用1、氣瓶事故和原因A、爆炸

物理爆炸—a）超過氣瓶許用壓力,即>[P]

永久氣體：充裝壓力過大（氣體絕熱膨脹）

例如：遇熱升溫超壓(暴曬／熱源／快開)

液化氣體：過量或滿量充裝（氣體膨脹+飽和液體爆沸）例如：盲目充裝／任意提高充裝系數(shù)／計量衡器失準／計量方法不正確

9（4）氣瓶的安全使用1975年7月北京某電機廠因液氨氣瓶充裝過量，太陽曝曬后發(fā)生爆炸。10（4）氣瓶的安全使用

例如：液氯氣瓶=415L(1.25kg/L)—低壓液化氣

容積L溫度

70℃30℃10℃規(guī)定充裝量500kg

402.5362347超裝15%550kg

464（滿）416（滿）399超裝20%600kg

-434（滿）417（滿）滿量(不留空間)后遇熱升溫超壓：例如滿瓶液氯10℃升高到20℃壓力增大9.68MPa

11（4）氣瓶的安全使用

b、機械因素

腐蝕機械損傷（振動、撞擊等）制造缺陷等

化學爆炸：反應物質(zhì)混入氣瓶——錯裝、混裝／倒罐等(如空氣、氧與氫、甲烷等）——充裝前嚴格檢查B、燃燒油脂進入氧氣瓶、碰撞12事故案例-超量充裝1974年8月北京某化工廠事故：充裝液氯剛運到工廠時氣桶發(fā)生爆炸原因：超裝17%后果：一千多公斤液氯逸散，人員中毒一公里長農(nóng)田受損。1975年7月北京某電機廠事故：充裝液氨的氣瓶在太陽下曝曬兩天后發(fā)生爆炸原因：超裝后果：騰空飛起、跌落120m外，氨氣逸散，燒傷一人。13事故案例-混裝1988.8.29四川成都市某縣制氧廠事故：充氧時兩氣瓶爆炸原因：一只氣瓶3月前曾充裝過氫氣，未經(jīng)檢查充裝壓力為13MPa關閥時引燃爆炸。后果：死2、傷1、200M2廠房被毀。141974年3月某運輸公司兩氧氣瓶相撞發(fā)生爆炸。15（4）氣瓶的安全使用

2、充裝量規(guī)定A、永久氣體最大充裝量原則：保證瓶內(nèi)的氣體壓力，在20℃下不超過其公稱工作壓力；氣體溫度升到T=60℃時的壓力不超過氣瓶的許用壓力[P]。它決定于氣瓶充裝終了的壓力P0和充裝溫度T0。填充壓力計算：P≤P0TZ/T0Z0=P0TZ/333Z0，某壓力、溫度下，Z、Z0氣體壓縮因子（系數(shù)），查手冊獲得。例如：若氧氣瓶的公稱工作壓力為15MPa，許用壓力為18MPa(=1.2倍公稱工作壓力)。當氧氣充裝終了溫度為20℃時，則最高充裝壓力為15.1MPa，當氧氣充裝終了溫度為50℃時，則最高充裝壓力為17.2MPa，16（4）氣瓶的安全使用

2、充裝量規(guī)定B）高壓液化氣體（液態(tài)充裝氣液兩相并存至單氣相）原則：保證瓶內(nèi)的液化氣體全部汽化后，在氣體溫度升到60℃時的壓力不超過氣瓶的許用壓力。即液化氣體的充裝系數(shù)（單位容積的裝入質(zhì)量）不大于氣瓶許用壓力[P]（=公稱壓力）和最高使用溫度[T]（60℃）下的密度ρ333。[P]V/[T]=ZR／MFd(ρ333)≤1/V=[P]M/ZR[T]=

例如：乙烯[P]=12.5MPa，F(xiàn)d=0.24kg/L。二氧化碳[P]=15.0MPa，F(xiàn)d=0.6kg/L17（4）氣瓶的安全管理

2、充裝量規(guī)定C）低壓液化氣體（液態(tài)充裝，氣液兩相始終共存）原則：保證瓶內(nèi)的液化氣體在最高使用溫度（60℃）下不會被液體充滿。即液化氣體的充裝系數(shù)不大于所裝介質(zhì)在最高使用溫度下的液相密度（≤97%ρ333）。此時保證在最高使用溫度（60℃）時氣瓶仍有3%的氣相空間，其中壓力不會超過液化氣體60℃下的飽和蒸汽壓。Fd≤0.97ρ333例如：氯氣Fd≤1.25kg/L氨氣Fd≤0.53kg/L18（4）氣瓶的安全使用

3、安全充裝A、充裝前期檢查系具有“氣瓶制造許可證”單位制造氣瓶材質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式、漆色和標記（GB7144）、瓶閥與充裝氣體相符剩余壓力或氣體量氣瓶機械損傷（表面損傷、腐蝕、變形等）氣瓶安全附件（易熔塞、爆破膜、易熔塞+爆破膜）

禁止安裝安全附件：劇毒的永久、液化氣體氣瓶；民用石油液化氣體氣瓶其他由設計單位根據(jù)氣體特性決定氧氣瓶嚴禁沾染油脂19（4）氣瓶的安全使用

3、安全充裝B、充裝時的注意事項嚴格控制氣體純度：如易燃氣體中的氧含量（＜4%），氫氣中的氧含量（＜0.5%）等計測儀表（壓力表）或稱重衡器保持正確：嚴禁過量充裝（注意余量狀況）緩慢操作，監(jiān)視密封和異常溫升狀況C、充裝后檢查

壓力、純度、密封、變形、溫度

20（4）氣瓶的安全使用

4、使用和維護