第五节常用气瓶的结构和使用安全要求一、气瓶结构用于气割与气焊的氧气瓶和氢气瓶属于压缩气瓶,乙炔瓶属于溶解气瓶,石油气瓶属于液化气瓶。(一)氧气瓶1.氧气瓶的构造氧气瓶是贮存和运输氧气的专用高压容器,其构造如图2—15所示。它是由瓶体、胶圈、瓶箍、瓶阀和瓶帽五部分组成。瓶体外部装有两个防震胶圈,瓶体表面为天蓝色,并用黑漆标明“氧气”字样,用以区别其它气瓶。为使氧气瓶平稳直立的放置,制造时把瓶底挤压成凹弧面形状。为了保护瓶阀在运输中免遭撞击,在瓶阀的外面套有瓶帽。氧气瓶在出厂前都要经过严格检验,并需对瓶体进行水压试验。试验压力应达到工作压力的1.5倍,即:15MPa×1.5=22.5MPa图2—15氧化气瓶的构造1—瓶体2—胶围3—瓶箍4—瓶阀5—瓶帽氧气瓶一般使用三年后应进行复验,复验内容有水压试验和检查瓶壁腐蚀情况。有关气瓶的容积、重量、出厂日期、制造厂名、工作压力,以及复验情况等项说明,都应在钢瓶收口处钢印中反映出来,如图2—16、2—17所示。图2—16氧气瓶肩部标记图2—17复验标记目前,我国生产的氧气钢瓶规格(详见表2—6),最常见的容积为40L,当瓶内压力为15MPa表压时,该氧气瓶的氧气贮存量为6000L,即6m3。表2—6氧气瓶规格颜色工作压容积(L外径尺瓶体高重量(kg水压试采用瓶力(MPa))寸(mm)度(mm))验压力(MPa)阀规格天蓝1533Φ2191150±2045±222.5QF-2型铜阀401370±2055±2441490±2057±22.氧气瓶阀氧气瓶阀是控制氧气瓶内氧气进出的阀门。国产的氧气阀门构造分为二种:一种是活瓣式,另一种是隔膜式。隔膜式阀门气密性好,但容易损坏,使用寿命短。因此目前多采用活瓣式阀门,其结构如图2—18所示。图2—18活瓣式氧气瓶阀活瓣式瓶阀结构主要有阀体、密封垫圈、手轮、压紧螺母、阀杆、开关片、活门及安全装置等组成。除手轮、开并片、密封垫圈外,其余都是由黄铜或青铜压制和机加工而成的。为使瓶口和瓶阀紧密结合,将阀体和氧气瓶口结合的一端,加工成锥形管螺纹,以旋入气瓶口内;阀体的出气口处,加工成定型螺纹,用以连接减压器。阀体的出气口背面,装有安全装置。使用氧气时,将手轮逆时针方向旋转,是开启氧气阀门。旋转手轮时,阀杆也随之转动,再通过开关片使活门一起转动,造成活门向上或向下移动。活门向上移动,气门开启,瓶内的氧气从出气口喷出。活门向下压紧时,由于活门内嵌有用尼龙材料制成的气门垫,因此可以使活门密闭。瓶阀活门上下移动的范围为1.5~3mm。(二)乙炔气瓶1.乙炔气瓶的构造乙炔气瓶是贮存和运输乙炔气的压力容器,其外形与氧气瓶相似,但比氧气瓶略短(1.12m)、直径略粗(250mm),瓶体表面涂白漆,并印有“乙炔气瓶”、“不可近火”等红色字样。因乙炔不能用高压压入瓶内贮存,所以乙炔瓶的内部构造较氧气瓶要复杂得多。乙炔瓶内有微孔填料布满其中,而微孔填料中浸满丙酮,利用乙炔易溶解丙酮的特点,使乙炔稳定、安全地贮存在乙炔气瓶中,具体构造如图2—19所示。图2—19乙炔气瓶的构造1—瓶帽2—瓶阀3—分解网4—瓶体5—微孔填料(硅酸钙)6—底座7—易熔塞瓶阀下面中心连接一椎形不锈钢网,内装石棉或毛毡,其作用是帮助乙炔从丙酮溶液中分解出来。瓶内的填料要求多孔且轻质,目前广泛应用的是硅酸钙。为使气瓶能平稳直立的放置,在瓶底部装有底座,瓶阀装有瓶帽。为了保证安全使用,在靠近收口处装有易熔塞,一旦气瓶温度达到100℃左右时,易熔塞即熔化,使瓶内气体外逸,起到泄压作用。另外瓶体装有两道防震胶圈。乙炔气瓶出厂前,需经严格检验,并做水压试验。乙炔气瓶的设计压力为3MPa,试验压力应高出一倍。在靠近瓶口的部位,还应标注出容量、重量、制造年月、最高工作压力、试验压力等内容。使用期间,要求每三年进行一次技术检验,发现有渗漏或填料空洞的现象,应报废或更换。乙炔瓶的容量为40L,一般乙炔瓶中能溶解6~7kg乙炔。使用乙炔时应控制排放量,不能任意罚暾,否则会连同丙酮一起喷出,造成危险。2.乙炔瓶阀乙炔瓶阀是控制乙炔瓶内乙炔进出的阀门,它的构造如图2—20A所示。图2—20A乙炔阀门的构造1—阀杆2—压紧螺母3—密封圈4—活门5—尼龙垫6—阀体7—过滤件它主要包括阀体、阀杆、密封垫圈、压紧螺母、活门和过滤件等几部分。乙炔阀门没有手轮,活门开启和关闭是靠方孔套筒扳手完成的。当方形套筒反手按逆时针方向旋转阀杆上端的方形头时,活门向上移动是开启阀门,反之则是关闭。乙炔瓶阀体是由低碳钢制成的,阀体下端加工成Φ27.8×14牙/英寸螺纹的锥形尾,以使旋入瓶体上口。由于乙炔瓶阀的出气口处,无螺纹,因此使用减压器时必须带有夹紧装置与瓶阀结合。(三)氢气瓶1.氢气瓶的构造氢气瓶是贮存和运输氢气的高压容器,气瓶的承装压力为15MPa,其构造与氧气瓶相同。不同的是瓶体涂深绿色漆,并用红漆标明“氢气”,瓶阀出气口处螺纹为反向。2.氢气瓶的安全使用由于氢气瓶是高压容器,氢气又是可燃气体,因此氢气瓶使用规则应参照氧气瓶和乙炔瓶的安全要求。(四)液化石油气瓶液化石油气瓶是贮存液化石油气的专用容器,按用量及使用方式不同,气瓶贮存量分别有10kg、15kg、36kg等多种规格,如企业用量较大,还可以制造容量为1t、2t或更大的贮气罐。气瓶材质选用16锰钢或优质碳素钢,气瓶的最大工作压力为1.6MPa,水压试验3MPa。气瓶通过试验鉴定后,应将制造厂名、编号、重量、容量、制造日期,试验日期、工作压力、试验压力等项内容,固定在气瓶的金属铭牌上,应标有制造厂检验部门的钢印。该种气瓶属焊接气瓶,气瓶外表涂银灰色,并有“液化石油气”红色字样。具体规格参见表2—7,型式如图2—20B所示,瓶阀结构如图2—21所示。表2—7液化石油气瓶规格规格参数ysp—10ysp—15ysp—50钢瓶内直径(mm)314314400水容积(L)23.535.5118底座外300300400直径(mm)护罩外直径(mm)190190190钢瓶高度(mm)5356801215充装重量(kg)≤10≤15≤50图2—20B液化石油气瓶1—底座;2—下封头;3—上封头;4—瓶阀座;5—护罩,6—瓶阀;7—筒体;8—瓶帽图2—21液化石油气瓶阀二、气瓶发生爆炸事故的原因气瓶发生爆炸主要有以下几种原因:(1)气瓶的材质、结构或制造工艺不符合安全要求。例如材料冲击值低,瓶体严重腐蚀,瓶壁厚薄不匀,有夹层等。(2)由于保管和使用不善,受日光曝晒、明火、热辐射等作用,使瓶温过高,压力剧增,直至超过瓶体材料强度极限,发生爆炸。根据试验,氧气瓶在盛夏的阳光直接曝晒下,瓶壁受热升温可达100℃以上;将氢气瓶放于太阳光下曝晒,瓶温每升高2℃,瓶内压力就增加100kPa,石油气瓶在零下40℃时压力为100kPa,在20℃时为700kPa,在40℃时压力即上升达2MPa,乙炔瓶受热超过30℃,乙炔在丙酮里溶解度降低,压力即大大升高。氧气瓶一般是在温度为20℃,压力在15MPa的条件下充灌的。随瓶温的增高,瓶内气压的增加可用下式计算(3)在搬运装卸时,气瓶从高处坠落、倾倒或滚动等,发生剧烈碰撞冲击。(4)放气速度太快,气体迅速流经阀门时产生静电火花。(5)氧气瓶上沾有油脂,在输送氧气时急剧氧化。(6)可燃气瓶(乙炔、氢气、石油气瓶)发生漏气。(7)乙炔瓶内多孔物质下沉,)(2027327315MPatP(温度)(压力)产生净空间,使乙炔瓶处于高压状态。(8)乙炔瓶处于卧放状态,或大量使用乙炔时出现丙酮随同流出。(9)石油气瓶充灌过满,受热时瓶内压力过高。三、气瓶运输、储存、充灌、使用的安全要求(一)气瓶运输(含装卸)时的安全要求(1)装运气瓶的车辆应有“危险品”的安全标志。(2)气瓶必须配戴好瓶帽(有防护罩的除外),并要拧紧,防止摔断瓶阀造成事故。(3)要轻装轻卸,避免剧烈震动,严禁抛、滑、滚、冲击,以防气体膨胀爆炸,最好备有波浪形的瓶架,垫上橡皮或其它软物,以减小震动。(4)禁止用起重机直接吊运钢瓶,充实的钢瓶禁止喷漆作业。(5)瓶内气体相互接触能引起燃烧、爆炸,产生毒气的气瓶,不得同车(厢)运输;易燃、易爆、腐蚀性物品或与瓶内气体起化学反应的物品,不得与气瓶一起运输。如氧气瓶不得与油脂物质和可燃气体钢瓶同车运输。(6)气瓶装在车上,应妥善固定、避免碰撞、摩擦和滚动,一般应横放在车厢里,头部朝向一方,垛高不得超过车厢高度,则不超过五层;如立放时,车厢高度应在瓶高的三分之二以上。(7)夏季运输应有遮阳设施,适当覆盖,避免曝晒;城市的繁华市区应避免白天运输。(8)严禁烟火。运输可燃气体气瓶时,运输工具上应备有灭火器材。(9)运输气瓶的车、船不得在繁华市区、重要机关附近停靠;车、船停靠时,司机与押运人员不得同时离开。(10)装有液化石油气的气瓶不应长途运输。(二)气瓶储存时的安全要求(1)应置于专用仓库储存,气瓶仓库应符合《建筑设计防火规范》的有关规定。(2)仓库内不得有地沟、暗道,严禁有明火和其他热源;仓库内应通风、干燥,避免阳光直射。(3)盛装易起聚合反应或分解反应气体的气瓶,必须规定储存期限,并应避开放射性射线源。(4)空瓶与实瓶两者应分开放置,并有明显标志,毒性气体气瓶和瓶内气体相互接触能引起燃烧、爆炸,产生毒物的气瓶,应分室存放,并在附近设置防毒用具或灭火器材。(5)气瓶放置时要配戴好瓶帽,以免碰坏气门和防止油质尘埃侵入气门口内。(6)气瓶应放置整齐。立放时,应该有栏杆或支架加以固定或扎牢,以防倾倒;横放时,头部朝同一方向,垛高不宜超过五层。(三)气瓶充灌时的安全要求(1)气瓶充灌前,应有专人对气瓶进行检查,如发现有下列情况之一的应先进行妥善处理,否则严禁充装:1)钢印标记、颜色标记不符合规定及无法判定瓶内气体的;2)改装不符合规定的或用户自行改装的;3)附件不全、损坏或不符合规定的;4)瓶内无剩余压力的;5)超过检验期限的;6)经外观检查,存在明显损伤,需进一步进行检查的;7)氧化或强氧化性气体气瓶沾有油脂的;8)易燃气体气瓶的首次充装,事先未经置换和抽真空的。(2)气瓶充灌时应控制流速,不能过快,否则会引起气瓶过热,压力剧增,造成危险。(3)充灌场地应有安全防护设施或装备。(4)液化石油气充装不得过量,必须按规定留出气化空间;严禁从液化石油气槽车直接向气瓶灌装;充装后应逐只检查,发现有泄漏或其他异常现象,应及时妥善处理。(四)气瓶使用时的安全要求(1)不得擅自更改气瓶的钢印和颜色标记。(2)气瓶使用前应进行安全状况检查,对盛装气体进行确认。(3)气瓶的放置地点,不得靠近热源,距明火10m以外。盛装易起聚合反应或分解反应气体的气瓶应避开放射性射线源。(4)气瓶立放时应采取防止倾倒措施。(5)夏季应防止阳光曝晒。(6)严禁敲击、碰撞,特别是乙炔瓶不应遭受剧烈振动或撞击,以免填料下沉而形成净空间影响乙炔的贮存。(7)严禁在气瓶上进行电焊引弧。(8)不得用温度超过40℃的热源对气瓶加热,如乙炔瓶瓶温过高会降低丙酮对乙炔的溶解度,而使瓶内乙炔压力急剧增高,造成危险。(9)瓶内气体不得用尽,必须留有剩余压力(永久气体气瓶的剩余压力应不小于0.05MPa;液化气体气瓶应留有不少于0.5%~1.0%规定充装量的剩余气体)并关紧阀门,防止漏气,使气压保持正压,以便充气时检查,还可以防止其他气体倒流入瓶内,发生事故。(10)在可能造成回流的使用场合,使用设备必须配置防止倒灌的装置,如单向阀、止回阀、缓冲罐等。(11)气瓶和电焊在同一地点使用时,瓶底应垫绝缘物,以防气瓶带电。与气瓶接触的管道和设备要有接地装置,防止产生静电造成燃烧或爆炸。(12)氧气瓶阀不得沾有油脂,焊工不得用沾有油脂的工具、手套或油污工作服去接触氧气瓶阀、减压器等。冬季使用时,如瓶阀或减压器有冻结现象时,可用热水或水蒸汽解冻,严禁用火焰烤或铁器撞击。氧气瓶着火时,应迅速关闭阀门,停止供氧。(13)乙炔瓶使用和存放时,应保持直立,不能横躺卧放,以防丙酮流出,引起燃烧爆炸,一旦要使用已卧放的乙炔气瓶,必须先直立20分钟后,