高压气瓶的安全——万融实验

1.气瓶与减压阀

气瓶是高压容器。瓶内装有高压气体，还要承受搬运、滚动等外界的作用力。因此，对其质量要求严格，材料要求高，常用无缝合金或锰钢管制成的圆柱形容器。气瓶壁厚 5～8mm，容量 12～55m3 不等。底部呈半球形，通常还装有钢质底座，便于竖放。气瓶顶部有启闭气门（即开关阀），气门侧面接头（支管）上连接螺纹。用于可燃气体的应为左旋螺纹，非可燃气体的为右旋。这是为杜绝把可燃气体压缩到盛有空气或氧气的钢瓶中去的可能性，以及防止偶然把可燃气体的气瓶连接到有爆炸危险的装置上去的可能性。

各类气瓶容器必须符合中华人民共和国劳动部劳锅字［1989］12 号文件中关于“气瓶安全监察规程”的规定。气瓶上须有制造钢印标记和检验钢印标记。制造钢印标示有气瓶制造单位代号、气瓶编号、工作压力 MPa、实际重 kg、实际容积L、瓶体设计壁厚 mm、制造单位检验标记和制造年月、监督检验标记和寒冷地区使用气瓶标记。检验钢印标示有检验单位代号、检验日期、下次检验日期等。由于气瓶内的压力一般很高，而使用所需压力往往较低，单靠启闭气门不能准确、稳定地调节气体的放出量。为了降低压力并保持稳定压力，就需要装上减压器。不同工作气体有不同的减压器。不同的减压器，外表涂以不同颜色加以标志，与各种气体的气瓶颜色标志一致。

必须注意的是：用于氧的减压器可用于装氮或空气的气瓶上，而用于氮的减压器只有在充分洗除油脂之后，才可用于氧气瓶上。在装卸减压器时，必须注意防止支管接头上丝扣滑牙，以免装旋不牢而漏气或被高压射出。卸下时要注意轻放，妥善保存，避免撞击、振动，不要放在有腐蚀性物质的地方，并防止灰尘落入表内以致阻塞失灵。每次气瓶使用完后，先关闭气瓶气门，然后将调压螺杆旋松，放尽减压器内的气体。若不松开调压螺杆，则弹簧长期受压，将使减压器压力表失灵。

2.气瓶内装气体的分类

（1）压缩气体 临界温度低于-10℃的气体经加高压压缩后，仍处于气态者称为压缩气体，如氧、氮、氢、空气、氩、氦等气瓶的气体。这类气体钢瓶设计压力大于 12MPa（125kgf/cm2），称为高压气瓶。

（2）液化气体 临界温度≥10℃的气体经加高压压缩，转为液态并与其蒸气处于平衡状态者称为液化气体，如二氧化碳、氧化亚氮、氨、氯、硫化氢等。

（3）溶解气体 单纯加高压压缩可能产生分解、爆炸等危险的气体，必须在加高压的同时，将其溶解于适当溶剂中，并由多孔性固体填充物所吸收。在 15℃以下压力达 0.2MPa 以上者称为溶解气体，如乙炔。

3.高压气瓶的颜色和标志高压气体钢瓶的颜色和标志见表 2-96。表 2-96 高压气体钢瓶的颜色和标志

4.几种压缩可燃气和助燃气的性质及安全处理

（1）乙炔 乙炔气瓶是将颗粒活性炭、木炭、石棉或硅藻土等多孔性物质填充在钢瓶内，再将丙酮掺入，通入乙炔气使之溶解于丙酮中，直至 15℃时压力达1.52MPa（15.5kgf/cm2）。乙炔是极易燃烧、爆炸的气体。含有 7％～13％乙炔的乙炔-空气混合物和含有大约 30％乙炔的乙炔-氧气混合物最易爆炸。在未经净化的乙炔内可能含有少量的磷化氢。磷化氢的自燃点很低，气态磷化氢（PH3）在 100℃时就会自燃，而液态磷化氢甚至不到 100℃就会自燃。因此，当乙炔中含有空气时，有磷化氢存在就可能构成乙炔-空气混合气的起火爆炸。乙炔和铜、银、汞等金属或盐接触，会生成乙炔铜（Cu2C2）和乙炔银（Ag2C2）等易爆炸物质。因此，凡供乙炔用的器材（管路和零件）都不能使用银和铜的合金。乙炔和氯、次氯酸盐等化合物相遇会发生燃烧和爆炸。因此，乙炔燃烧着火时，***禁止使用四氯化碳灭火器。

乙炔气瓶应放在通风良好处，不能存放于实验室大楼内，应存于大楼外另建的储瓶室内，室温要低于 35℃。原子吸收法使用乙炔时，要注意预防回火，管路上应装阻止回火器（阀）。在开启乙炔气瓶之前，要先供给燃烧器足够的空气，再供乙炔气。关气时，要先关乙炔气，后关空气。当乙炔气瓶内压力降至 0.3MPa（3kgf/cm2）时，须停止使用，另换一瓶。

（2）氢气 为易燃气体。因其密度小，易从微孔漏出，而且它的扩散速率快，易与其他气体混合。氢气和空气混合气的爆炸极限是：空气中含氢量为 4.1％～7.5％（体积）。其燃烧速度比烃类化合物气体快，常温、常压下燃烧速率约为2.7m/s。检查氢气导管、阀门是否漏气时，必须采用肥皂水检查法，***不能以明火检查之。存放氢气瓶处要严禁烟火。

（3）氧化亚氮 也称笑气，具有麻醉兴奋作用，因此使用时要特别注意通风。液态氧化亚氮在 20℃时的蒸汽气压约 5MPa（50kgf/cm2）。氧化亚氮受热分解为氧和氮的混合物，是助燃性气体。原子吸收法进行高熔点或难熔盐化合物的元素测定时，需用氧化亚氮-乙炔火焰以获得较高的温度，其反应为：

在上述过程中，氧化亚氮分解为含氧 33.3％和氮 66.7％的混合物，乙炔即借其中的氧燃烧。在氧化亚氮-乙炔火焰中发生的反应比一般火焰要复杂。燃烧时，千万要注意防止从原子吸收分光光度计中喷雾室的排水阀吸入空气，否则会引起爆炸。

（4）氧气 是强烈的助燃气体，纯氧在高温下尤其活泼。当温度不变而压力增加时，氧气可与油类物质发生剧烈的化学反应而引起发热自燃，产生爆炸。例如，工业矿物油与 3MPa 以上气压的氧气接触就能产生自燃。因此，氧气瓶一定要严防同油脂接触。减压器及阀门***禁止使用油脂润滑。氧气瓶内***不能混入其他可燃性气体，或误用其他可燃气体气瓶来充灌氧气。氧气瓶一般是在 20℃，15MPa 气压条件下充灌的。氧气气瓶的压力会随温度增加而增高，因此要禁止气瓶在强烈阳光下暴晒，以免瓶内压力过高而发生爆炸。

5.气瓶安全使用常识

（1）气瓶必须存放于通风、阴凉、干燥、隔绝明火、远离热源、防暴晒的房间内。要有专人管理。要有醒目的标志，如“乙炔危险，严禁烟火”等字样。可燃性气体气瓶一律不得进入实验楼内。严禁乙炔气瓶、氢气瓶和氧气瓶、氯气瓶储放在一起或同车运送。

（2）使用气瓶时要直立固定放置，防止倾倒。

（3）搬运气瓶要用专用气瓶车，要轻拿轻放，防止摔掷、敲击、滚滑或剧烈震动。搬运的气瓶一定要在事前戴上气瓶安全帽，以防不慎摔断瓶嘴发生爆炸事故。钢瓶身上必须具有两个橡胶防震圈。乙炔瓶严禁横卧滚动。

（4）气瓶应进行耐压试验，并定期进行检验。

（5）气瓶的减压器要专用，安装时螺扣要上紧，应旋进 7 圈螺纹，不得漏气。开启高压气瓶时，操作者应站在气瓶口的侧面，动作要慢，以减少气流摩擦，防止产生静电。

（6）乙炔等可燃气瓶不得放置在橡胶等绝缘体上，以利静电释放。

（7）氧气瓶及其专用工具严禁与油类物质接触，操作人员也不能穿戴沾有各种油脂或油污的工作服和工作手套等。

（8）氢气瓶等可燃气瓶与明火的距离不应小于 10m。

（9）瓶内气体不得全部用尽，一般应保持 0.2～1MPa 的余压。