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气体充装安全技术全解
气体充装安全技术
(主讲:
袁景洪)
第一章绪论
一、空气的主要成分:
O2:
20.93%N2:
78.03%CO2:
0.03%Ar:
0.932%H2:
0.005%
二、气体工业的发展:
1、氧气:
(1)、深冷技术:
是研究使物质温度低于 102K(-153.158℃)的工
艺路线、工艺装置、工艺方法的科学技术。
(2)、1902 年深冷技术奠基人德国的林德博士研究出第一台制氧
机。
10m3/h
(3)、1932 年苏联研制了一台 100m3/h 制氧机。
(4)、1953 年我国按照苏联仿制了一台 30m3/h 制氧机。
(5)、1978 年我国研制了一台 3000m3/h 制氧机。
2、溶解乙炔:
(1)、1892 年德国科学家维利松发明了电石,1911 年广泛用于
照明。
因为电石气(乙炔)与丙烷、天然气等比较,其火焰温度最高,
其耗氧量最少而被广泛用于工业焊割。
1896 年法国化学家克劳德和
赫斯发现乙炔极易溶解于丙酮中,于是,制造了乙炔气瓶,发明了乙
炔安全压缩的方法,开创了溶解乙炔工业。
(2)我国是解放后 1979 年才有 11 家乙炔工厂。
3、液化石油气:
(1)、1892 年荷兰就率先利用天然气,获得了液化甲烷。
(2)、我国的液化石油气供应是从 1965 年开始的。
广泛用于生
活、汽车、电站及工业燃料。
三、气瓶
1、1931 年日本制造出了中容积(30-47L)无缝气瓶,1952 年根
据美国 ICC 标准制造出焊接气瓶(溶解乙炔瓶)。
2、我国气瓶制造工业起步较晚,因而使用气瓶多而杂,有德国、
法国、美国、意大利、日本、奥地利、苏联、南斯拉夫等国气瓶,现已
超过使用期,基本淘汰报废完毕,但仍有极少个别气瓶在超期服役,
存在极大的安全隐患。
3、我国 1957 年东北机器制造厂根据苏联标准制造第一批(40L
15Mpa)钢质无缝气瓶,1983 年我国有 11 家制造厂能生产溶解乙炔
瓶,1986 年我国能生产 600 万只/年液化石油气瓶。
第二章气体基础知识
一、基础知识
1、分子和原子:
氧:
O2即:
一个氧分子由两个氧原子组成。
乙炔:
C2H2一个乙炔分子由两个碳原子和两个氢原子组成。
液化石油气:
成分:
丙烷、丁烷。
丙烷:
C3H8由三个碳原子和八个氢原子组成。
丁烷:
C4H10由四个碳原子和十个氢原子组成。
丁烷又分为:
正丁烷、异丁烷。
2、压强(压力):
(1)、公称工作压力:
在基准温度时(一般为 20℃),所盛装气体
的限定充装压力。
氧气瓶:
15 Mpa,乙炔瓶<2.5 Mpa。
液化石油气瓶没有公称工
作压力,只有充装量。
(2)、水压试验压力:
检验气瓶静压强度所进行的以水为介质的
耐压试验压力。
氧气瓶:
22.5 Mpa,乙炔瓶:
3.5 Mpa(耐压试验),液化石油气瓶:
2.4 Mpa(耐压试验)。
3、温度:
(1)、华氏度:
OF摄氏度:
℃
(2)、热力学温度:
K1 卡=4.184 焦耳
4、质量:
千克,Kg
氧气瓶:
45—65 Kg ,包括:
瓶体、瓶阀等不可拆卸的安全附件。
乙炔瓶:
45—55 Kg,包括:
瓶体、瓶阀、填料、丙酮等不可拆卸的
安全附件。
液化石油气瓶:
16.5 Kg,包括:
瓶体、瓶阀、等不可拆卸的安全附
件。
5、体积(容积):
升,L
氧气瓶:
40L
乙炔瓶:
40L
液化石油气瓶:
35.5L
二、物质的状态:
1、固态:
冰
2、液态:
水
3、气态:
空气
4、氧气在瓶内为气态;乙炔、液化石油气是液态、气态共存。
三、气体的分类:
1、临界温度:
只要当气体的温度降到一定温度以下,才能将其
等温地压缩成液体的温度。
2、根据临界温度的不同把气体分为以下四类:
(1)、永久气体:
临界温度<-10℃。
氧气、氮气、氢气等。
(2)、高压液化气体:
临界温度≥-10℃,≤70℃。
二氧化碳、乙烷、
乙烯等。
(3)、低压液化气体:
临界温度≥70℃。
氨、氯、液化石油气等。
(4)、溶解乙炔气体:
临界温度 36.5℃,压力 0.13 Mpa。
溶解乙炔。
四、气体的危害:
1、燃烧性:
大部分燃烧气体的燃烧热在 2.39MJ/ Kg,比 TNT 炸
药的燃烧热(0.39 MJ/ Kg)大 6 倍以上。
尽管爆破力不能与燃烧热相
比,但由此可见,一旦发生泄露,后果相当严重。
另外,液化气体的
沸点低,极易气化,因而突然泄压时造成的闪蒸(瞬间气化)是一般
气体所没有的特殊现象。
一般在 20%-30%,这种闪蒸现象对于可燃
液化气体来说特别危险,因为迅速蒸发的气体来不及扩散而滞留在
一定空间范围内与空气混合形成爆炸性气体,这就意味着具备了发
生爆炸的先决条件。
并且,液化气体(10.4mm/min)燃烧速度是汽油
(4.8 mm/min)的两倍多,可见火灾危险性比汽油大得多。
2、毒性:
一般气体都有它的毒副作用,只是看人体吸入它的量
和时间,对人体的伤害程度。
如:
氧气,长期在富氧(≥40%)的情况下
容易得一种富氧病,液化气体和溶解乙炔吸入浓度过高造成窒息死
亡。
因此,在气瓶的充装、储运、使用过程中,要防止气体泄露造成
的人体慢性中毒和气瓶发生事故导致气体外溢所引起的急性中毒。
3、腐蚀性:
瓶装气体大多属于非腐蚀性介质,但由于瓶装气体
不纯等原因,结果本来属于非腐蚀性的反而成了腐蚀性、甚至强腐
蚀性,如:
氧气瓶中有水就极易锈蚀等
4、爆炸性:
物质从一种状态迅速转变成另外一种状态,并在瞬
间放出大量能量,同时产生巨大声响的现象,称为爆炸。
爆炸分为物
理爆炸和化学爆炸。
如:
氧气禁油,氧气是助燃物,油是可燃物,同时,
氧气又是强氧化剂,与油接触,一旦遇到高温、高压就容易发生爆炸;
溶解乙炔,其本身的化学性质因其分子结构原因,化学性质很不稳
定,很容易因为环境的变化(温度、压力)产生分解、聚合反应,加上
其爆炸极限非常广(2.3%-80.7%),因此最容易发生爆炸。
液化石油
气,沸点低,极易气化,因而突然泄压时造成的闪蒸(瞬间气化)是一
般气体所没有的特殊现象。
一般在 20%-30%,这种闪蒸现象对于可
燃液化气体来说特别危险,因为迅速蒸发的气体来不及扩散而滞留
在一定空间范围内与空气混合形成爆炸性气体。
液化石油气体的爆
炸极限 2.2%-9.5%。
第三章气体的概述
一、永久气体:
氧气、氢气、氮气、多情气体。
1、氧气:
(1)、性状:
无色、无味、无嗅的气体。
(2)、制造:
空气分馏法、水电解法。
(3)、用途:
冶炼、焊割焊接、潜水、缺氧的治疗。
(4)、危害与保护:
a、氧气是人类生活的必须品,但吸入纯氧会得富痒病。
b、液氧属于不燃液化气体,但非常助燃,泄露遇可燃物会发生燃
烧和爆炸。
c、灭火剂:
雾状水、二氧化碳。
2、医用氧和工业氧的区别:
(1)、标准不同:
医用氧引用国家强制标准《中国药典》2005 版,而
工业用氧引用国家推荐标准 GB3863-1995《工业用氧》。
(2)、质量控制指标不同:
医用氧检测控制指标有:
纯度(≥99.5%)、
水分含量、CO2、CO、酸碱度、臭氧、其他氧化物等七项控制指标,
而工业用氧控制指标只有:
纯度≥99.2%、水分≤100ml。
(3)、包装物不同:
医用氧除工业氧具备的合格无缝钢瓶外,还要
求专瓶专用,并定期进行干燥处理和消毒。
二、液化气体:
二氧化碳、氨、氯、液化石油气等,以液化石油气
为例:
1、性状:
无色液体或气体、有天然气气味。
2、用途:
民用燃气、汽车、工业原料。
3、制取方法:
从天然气中回收、炼油厂回收。
4、危害与保护:
(1)、液体接触会造成冻伤,冷蒸汽会损伤皮肤,吸入会感到头疼、
眩晕、神志不清和导致窒息。
(2)、吸入气体的受害者,应迅速脱离现场、移至新鲜空气处。
如
果停止呼吸,应进行人工呼吸,并请医生救治。
(3)、灭火剂:
二氧化碳、干粉、雾状水。
三、溶解乙炔:
1、性状:
无色、无臭的可燃气体。
2、用途:
有机合成原料、焊接切割、医药、仪器分析。
3、制取方法:
电石法、甲烷裂解法、烃类裂解法。
4、危害与保护:
(1)、纯乙炔没有毒性,但对人体有窒息性,浓度 20%感到头昏、
呼吸困难;40%以上会产生虚脱。
(2)、当吸入乙炔时,呈酒醉的兴奋,并引起昏睡,瞳孔发直,脉
搏弱而不齐,苏醒后伤失记忆能力。
(3)、工作场所不能穿带钉子的鞋和化纤服装。
禁用纯铜配件。
(4)、灭火剂:
二氧化碳、干粉、雾状水。
1
O2
充装介质化学分子式
2
12345
制造气瓶编号
3
TP22.5
水压试验压力 22.5Mpa
4
WP15
公称工作压力 15 Mpa
5
W52.3
气瓶实际重量 52.3 公斤
6
V40.2
气瓶实际容积 40.2L
7
S6.0
瓶体设计壁厚 6.0mm
A、氧气瓶:
P165
第四章气瓶
一、气瓶分类:
1、从结构上分:
无缝气瓶、焊接气瓶。
2、材质上分:
钢质气瓶、铝合金气瓶、复合气瓶。
3、充装介质分:
永久气瓶、液化气瓶、乙炔气瓶。
二、气瓶的结构:
1、氧气瓶:
瓶帽、瓶阀、瓶口、瓶颈、瓶肩、项圈、筒体、瓶根、瓶
底(瓶座)。
2、乙炔瓶:
瓶帽、瓶阀、项圈、筒体、瓶底(瓶座)、易熔合金塞、填
料。
3、液化石油气瓶:
护罩、瓶耳、阀座、筒体、衬圈、瓶座。
三、气瓶的颜色、钢印标志:
1、颜色:
A、氧气瓶瓶色:
淡酞蓝 字色:
黑色字样:
氧
B、乙炔瓶瓶色:
白色字色:
红色字样:
乙炔不可近火
C、液化气瓶瓶色:
银灰字色:
大红字样:
液化石油气
2、钢印标准:
1
C2H2
充装介质化学分子式
2
12345
制造气瓶编号
3
TP5.2
水压试验压力 5.2Mpa
4
S3.2
瓶体设计壁厚 3.2mm
5
W27.3
钢瓶质量 27.3 公斤
6
O
制造单位检验标志
7
制造单位代号
8
制造年月
9
V41.2
气瓶实际容积 41.2L
10
FP1.52
在基准温度 15 摄氏度时的限定压力 1.52 Mpa
11
TW56.
2
乙炔瓶的皮重 56.2 公斤(含所加丙酮)
12
6 91
填料的孔隙率 91%
1
C3H8
充装介质化学分子式
2
12345
制造气瓶编号
3
TP3.2
水压试验压力 3.2Mpa
4
WP
公称工作压力 Mpa
5
W
气瓶实际重量公斤
6
V35.5
气瓶实际容积 35.5L
7
S3.2
瓶体设计壁厚 3.2mm
8
O
制造单位检验标志和制造年月
9
监督检验标记
8
O
制造单位检验标志和制造年月
9
监督检验标记
10
H
寒冷地区使用气瓶标志
B、乙炔瓶:
C、液化气瓶
第五章气瓶充装
一、充装前检查:
1、是否自有产权气瓶。
2、 气瓶的颜色标志;
3、 气瓶的钢印标志;
4、 气瓶瓶体及附件;
5 、 充装气体的瓶阀材质、出气口接头螺纹型式;
6 、气瓶的使用年限和检验周期的有关规定;
7、盛装氧气或者强氧化性气体的气瓶,其瓶体、瓶阀等的特
殊要求;
8 、溶解乙炔气瓶的丙酮量测定;
9 、 集装箱、集装格的汇流装置和瓶组。
二、充装过程安全检查:
1、充装温度:
最高温度≤60℃。
2、气体流速:
8m3/h
3、充装时间:
三、充装后安全检查:
1、外观;
2、泄漏;
3、充装量、瓶体温度;
4、气瓶附件;
5、警示标签。
第六章、气瓶检验
一、检验周期:
1、氧气瓶:
三年一次
2、乙炔瓶:
三年一次
3、液化石油气瓶:
第 1-3 次检验四年一次,第四次检验三年一次,
钢瓶腐蚀较严重,可能影响安全的要提前进行检验。
二、检验流程:
查收气瓶---余气、残液处理---卸瓶阀、附件(瓶阀检验)---内外表
除锈---原始登记---瓶口螺纹检查---外表面检查---内表面检查(壁厚
测定、强度校核)---音响检查---重量与容积测定----水压试验----干燥-
--装瓶阀---气密性试验---打铳检验钢印---涂装---出具检验报告---登
记发放气瓶。
第七章气瓶的安全管理
一、登记管理:
1、建立《气瓶档案》,实行动态管理,及时对到期气瓶进行送检和
超过使用期的气瓶进行报废,并在档案予以清除。
2、气瓶查收登记管理。
二、运输、储存和使用管理:
1、按照《危险化学品运输管理条例》,办理相关安全运输手续。
2、严格按照《危险化学品运输管理条例》、《气瓶安全监察规程》进
行安全运输。
3、按照《气瓶储存管理制度》对气瓶进行分类存放,并设立防倒
栅拦。
注意检查气瓶是否泄露。
4、气瓶的使用人员应经过一定的使用培训,了解气瓶使用的相
关知识,野外作业的气瓶应进行固定,防止日晒雨淋。
第八章相关法律、法规和标准
1、国务院《特种设备安全监察条例》
2、国家质检总局《钢炉压力容器压力管道特种设备安全监察行政处
罚规定》
3、国家质监局《气瓶安全监察规程》
4、国家监局《溶解乙炔气瓶安全监察规程》
5、贵州省质监局《气瓶安全监察规程实施细则》
6、GB12135—1999《气瓶定期检验站技术条件》
7、GB13004—1999《钢质无缝气瓶定期检验与评定》
8、GB13705—1991《钢质焊接气瓶定期检验与评定》
9、GB13076—1991《溶解乙炔气瓶定期检验与评定》
10、GB13591—1992《溶解乙炔充装规定》
11、GB14194—1993《永久气体充装规定》
12、GB17264—1998《永久气体气瓶充装站安全技术条件》
13、GB17266—1998《溶解乙炔气瓶充装站安全技术条件》
14、GB16804—1997《气瓶警示标志》
15、GB7144—1997《气瓶颜色标志》
16、GB/T13005—1991《气瓶术语》
17、GB6819—2004《溶解乙炔》
18、GB/T3863—1995《工业用氧》
19、《贵州省气瓶充装站资格许可条件》(试行)
20、《中国药典》2000 版(医用氧)
21、《气瓶检验安全技术》
22、《气体充装安全技术》
23、《气瓶安全管理工作文件汇编》
24、《中华人民共和国产品质量法》
25、《中华人民共和国计量法》
26、《中华人民共和国标准法》
27、《危险化学品安全管理条例》
28、GB16483-2000《化学品安全技术说明书编写规定》
29、TSGR5001-2005《气瓶使用登记管理规则》
30、TSGR4001-2006《气瓶充装许可规则》
31、《道路危险货物运输管理规定》
32、GB9334-1999《液化石油气钢瓶定期检验与评定》
33、GB14193-1993《液化气体气瓶充装规定》
34、GB17265-1998《液化气体气瓶充装站安全技术条件》
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