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

    2．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

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，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，再连接减压器然后再使用。

    (14)石油气对普通橡胶制的导管和衬垫有腐蚀作用，必须采用耐油性强的橡胶。不得随意更换衬垫和胶管，以防腐蚀漏气。

    (15)石油气瓶点火时，应先点燃引火物，后打开瓶阀，不要颠倒次序。

    (16)液化石油气瓶用户，不得将气瓶内的液化石油向其他气瓶倒装；不得自行处理气瓶内的残液，

    (17)气瓶投入使用后，不得对瓶体进行挖补，焊接修理。

    (五)气瓶定期检查

    气瓶在使用过程中必须根据国家《气瓶安全监察规程》要求进行定期技术检验。各类气瓶的检验周期，不得超过下列规定：

    (1)盛装腐蚀性气体的气瓶，每二年检验一次；

    (2)盛装一般气体的气瓶，每三年检验一次；

    (3)液化石油气瓶，使用未超过20年的，每五年检验一次；超过20年的，每二年检验一次；

    (4)盛装惰性气体的气瓶，每五年检验一次。

    气瓶在使用过程中，发现有严重腐蚀、损伤或对其安全可靠性有怀疑时，应提前进行检验。 

    库存和停用时间超过一个检验周期的气瓶，启用前应进行检验。

    气瓶定期检验，必须逐只进行。各类气瓶定期检验的项目和要求应符合相应的国家标准。如：

    GB13004—91《钢质无缝气瓶定期检验与评定》；

    GB13075—91《钢质焊接气瓶定期检验与评定》；

    GB13076—91《溶解乙炔气瓶定期检验与评定》；

    GB8334—87《液化石油气钢瓶定期检验与评定》；

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