氢气安全培训课程

1欢迎参加氢气安全培训课程2氢气化学符号:H2ADR分类:气态氢:2类,代码1F液态氢:2类,代码3F危险-代号:23危险特征:可燃气体UN编号:UN1049(压缩气体)UN1966(冷却液体)3常温和大气压力下为气体非常易燃无色无嗅无味H2比其他气体散逸更快氢气物理性质:4比重最低(比空气轻14倍)导热性是空气的7倍H2可以透过大多数非金属材料和一些金属材料无毒，只是会引起窒息对人类无毒冶金学：对钢的氢脆化氢浸蚀发生在温度250℃时沸点：大气压下为-253℃/-423.0°F/20°K氢气物理性质:5所有化学元素中最轻的:宇宙中最丰富的物质。太阳就是一个核反应堆，在其中氢气不断的与氦气熔合。熔合过程中放出的热量温暖了地球。氢气物理性质:6液态氢的质量只有70.8g/l氢气燃烧产生的火焰为浅色，几乎不可见液态氢的低温可以凝固几乎任何气体，即使是氮气，但不包括氦气。氢气物理性质:7氢气升温所需的热量和氮气差不多常压下，对于10m3的氢气，每升高1℃需要的热量为11.94kJ对于10m3的氮气，同样的温度变化需要12.08kJ,而氮气的重量是氢气的14倍比热值8可用方法:烃的催化重整（如天然气或石脑油）甲醇蒸汽重整氨的离解(NH3)电解水(H2O)氢气如何制造?9标准工业级99.95%氢500ppmN22ppmO25ppmH2O3ppmCH42ppmCO+CO2低温级99.99997%氢，用在电子工业，可从液态氢制得产品纯度10火箭燃料(NASA,ARIANE)化学合成(氨、甲醇)石油精炼食用有机油的加氢化GTAW焊接，等离子体切割，成型气体氧气还原(用在金属加工炉内的受控大气、电子产品生产，浮法玻璃制造）氢用途:11在60年代和70年代,许多气瓶和管子在氢气使用中都出现了问题。而现在由于它们的极限抗张强度(UTS)已经达到了950Mpa，经过超声测试(UT)，可以消除制造过程中的缺陷，因此可以安全的使用。1991年10月，在德国，一个H2罐从顶部爆炸，碎片飞出超过300m远。原因是焊接处的一道700mm长、20mm深的裂缝。容器中的环状缺陷使得在焊接区域附近应力过度，造成氢脆化。氢气事故:121996年1月在荷兰，由于H2PSA容器的裂缝而引起氢气泄漏。裂缝发生在槽口。起因是由于几何不连续性引起应力集中，再加上PSA在正常使用条件下的疲劳应力。氢气事故:13最近在液空合成气（AirLiquideSyngas）工厂发生了氢气爆炸和火灾。火灾一开始是在1”排气孔的喷嘴，当时排出阀已打开，而排气孔上游的断流阀尚未完全关闭，水平排出口的斜接出口虽然在5m的高度上，火焰仍向下对着地面上在例行操作中操作人员有可能经过的地方。请参考ASB16.04。氢气事故:142001年4月,在瑞典，H2管道的维护工作正常进行，阀门关闭，但法兰的螺栓没有拧紧。H2从管道中逸出，在建筑物内聚积。爆炸造成2个工人烧伤，建筑物烧毁。隔离阀泄漏，管道另一端的压强达到了6bar。氢气事故:15可燃性可引起窒息压力膨胀系数(液态到气态)脆化容易扩散氢气危险:16可燃气体与空气混合时的爆炸极限(注意:丙酮、苯和甲醇在常压下不是气体)2,6012,801,408,8012,5074,203,3019,002,8028,604,0074,204,3045,505,0015,006,7036,502,4010,3001020304050607080AcetoneBenzeneCarbonMonoxideEthanolEthyleneHydrogenHydrogneSulfideMethaneMethanolPropylene与空气混合的气体%丙烯甲醇甲烷硫化氢氢气乙烯乙醇一氧化碳苯丙酮174%-75%氢气只需很少的能量便可点燃。氢气的燃烧速度在3m/s到2050m/s(或7400km/h)之间4%刚刚能燃烧，只能向上燃烧5%开始向侧面燃烧18%燃烧速度比声音速度还快45%燃烧速度7400km/h–包括冲击波74%刚刚能燃烧75%不会燃烧–空气量不够氧气和氢气混合-速度大约3600m/s。(声音速度是320m/s)氢气的燃烧热很小，比所有其它可燃气体要小10倍氢气在空气中的可燃性18氢气的可燃性安全预防措施:消除火源不要吸烟!不要有明火!只能使用不产生火花的工具不要穿合成纤维（尼龙等）服装如果必须使用电气设备，划定H2的危险区域避免气体的高速排放避免H2在天花板处聚集：对封闭区域在顶部通风将法兰结合好以确保电气连续性将所有仪器、拖车和气瓶组接地安装雷电保护设备19尽量采用焊接连接，防止泄漏将H2/氧化回路物理分隔开不要使用仪表气源，氮气除外在对回路进行清洁和惰性化时，采用断流阀和排出阀双重隔离–如果在封闭区域，将排出口引至安全的地点电气设备–防爆，固有的安全化或清洗在压缩机的进口和出口处检查氧气含量，如果进口压力太低或是（环境空气进口处）氧气含量太高时切断压缩机在室内用气体爆炸危险浓度指示剂检测泄漏氢气的可燃性设计上预防:20排气口和安全排放装置朝向安全区域（管道系统直径要小，以避免空气进入）远离人群、火源，电气设备（即使是防爆设备），进风口，建筑物开口有足够的高度以避免当排气口点燃时的热辐射排气口的最小高度:3到5m,取决于管径或高于临近设备1m以上或在屋顶上方1.5m以上氢气的可燃性排气孔口设计的考虑:21氢气的火焰不是明显可见氢气的火焰很难熄灭，因为存在的热很容易使空气中的氢气重新燃烧氢气排放口处很容易形成气阱，在空气中非常容易突然点燃。氢气的可燃性氢气:22氢气的火焰在许多条件下都不可见用固定在棒上的纸片可以检测火焰切勿试图徒手检测H2火焰氢气的火焰可在强风中燃烧，可从起源地扩展好几米远任何排放均必须谨慎的完成，要防止气阱中聚积氢气，氢气的聚积可能会形成爆炸性的混合物氢气燃烧23切断来源让火烧尽，是最好的办法白天的火焰可以通过热浪或棒上的纸片来检测扑灭氢气火焰24氢气火焰很难扑灭只能用MONEX粉末灭火器灭火灭火器要放在装置的旁边氢气站附近要有充足的供水、灭火器（干粉或二氧化碳灭火器）和灭火毯灭火设备25宽松合适的手套鞋底没有铁掌或钉子靴面是棉或Nomex（高熔点芳香族聚酰胺）织物眼部保护长袖(工作时不能卷起）防护服26液氢贮藏罐所能承受的最大工作压力为12bar氢气瓶、存贮器和管状拖车可以到200bar或更多不要靠近压力释放装置的排气出口，压力过度时可能会突然开启不要打开加压的管接头，不要断开加压的管线，也不要试图将其拧紧必须在减压和用惰性气体充分清洁后才能进行修理工作高压危险27氢气在金属表面的吸附，氢气向高应力金属区的迁移和在其中滞留，会导致通常具有韧性的金属脆化可选择淬火的和回火的钢，Rm950MPa，消除表面缺陷(具体见NI310)SS316、铝、铜和合金，某些黄铜和青铜都适用脆化28H2可能引起冻伤(LH2,冷蒸汽和管道)未加被覆的液氢输送管道液化了周围的空气，空气液滴富含氧气，必须收集在盘中安全地蒸发掉LH2中使用的材料必须能在极低温下保持韧性要考虑到金属的氢脆化，尤其是LH2SS316、铝、铜和合金、某些黄铜和青铜都适用低温危险29温度要适合压力适合氢脆变性适合使用前设备清洗过滤等级：50微米流体速度要限制在60m/sec设备要有低的泄漏速率H2使用设备的选取30令人满意的材料316不锈钢铜黄铜铝Cu-Be(因伐合金)大部分塑料(渗透性低，尤其是尼龙和Zytel)不满意的材料高强度钢(参考NI310)SS304蒙乃尔铜-镍合金镍合金许多高渗透性的塑料材料31H2使用的设备使用前先进行密封性测试确保有效接地只有减压并用惰性气体充分清洗后才可进行修理采用断流阀和排出阀双重隔离在通H2或空气之前,先用氮气或是抽真空来惰性化/清洁设备，直至浓度低于1%通过加压/减压循环来清洁和惰性化盲端当进口压力太低时，断开压缩机以避免空气进入操作32工程不足(没有惰性化)回路隔离措施不充分材料缺陷(焊接后没有热处理)关闭单个阀门来进行管道隔离孔口周围安全距离太短材料选择不当(如SS304)空气进入(如压缩机空气进口)管道内微粒(速度过快会磨损设备零件)电气危险，尤其是每天使用的小电器，如打火机、照相机、手机和手电筒引发氢气事故的9个原因33危险物品运送规则:在欧洲是ADR压力容器规则:PED和TPED规则和标准34AIRLIQUIDE信息氢气规范材料安全数据表RTSC.O2.04a:氢气处理的危险IT76:H2BP-控制和安全设备NI196:氢气压缩RTSC0203:氢气瓶的使用RTSC0201a:氢气瓶NI310:氢气压力容器设计建议NI423:氢气使用的压力容器ASB16.04:由于排放口处氢气燃烧造成的设备损害ITGM/SR002:对氢气设备施工文件35EIGAMSDS:氢气和冷冻氢Doc15/96:氢气站Doc6/93:LH2的存贮、输送和分配TN26/81:氢气瓶和运输容器CGAG5.3:氢气规范G5.4:客户场地的管道系统G5.5:排放口系统文件36公司图标产品标志产品的危险警告ADR级别UN编号危险特征危险编号可燃气体警告标签和标记37一般的建议和警告标记人身保护管线标签批准的人员压力容器标示公司图标公司的联系信息紧急信息阀门和部件标示年度安全检查通风烟道清洁标示接地防雷标签和标记38感谢您的参与氢气安全知识介绍