機械行業使用的焊割氣乙炔和丙烷的危險分析

周全

（洛陽中重成套工程設計院有限責任公司 河南省 洛陽市 471039）

機械行業使用的焊割氣乙炔和丙烷的危險分析

周全

（洛陽中重成套工程設計院有限責任公司 河南省 洛陽市 471039）

機械行業使用的焊割氣乙炔和丙烷存在一定的危險性，這些危險因素對機械行業的生產制造造成很大的影響，本文對機械行業使用的焊割氣乙炔和丙烷存在的危險因素進行分析，相對應的提出一些對策措施，以供參考。

焊割；乙炔；丙烷；危險分析

在加工制造行業中廣泛使用氣焊與氣割，氣焊是利用可燃氣體與純氧以適當的比例混合后進行燃燒，使焊絲和母材接頭處在3000℃以上的高溫中熔化，從而形成焊縫的一種焊接方法。氣割是利用可燃氣體在純氧中燃燒，使金屬在高溫下達到燃點，然后借助氧氣流劇烈燃燒，并在氣流作用下吹出熔渣，從而將金屬分離開的一種加工方法。由于焊接于切割均屬于明火作業，具有高溫、高壓、易燃易爆的特點，又與可燃、易燃物質以及壓力容器打交道，存在著較大的火災爆炸危險性。這些焊割氣體乙炔、丙烷、氧氣屬于易燃易爆氣體，這些氣體一般是用氣瓶存放，氣瓶又屬于壓力容器，使用不當，會發生爆炸和火災事故。氧氣、乙炔和丙烷氣體是氣焊與氣割最主要的物質基礎，也是最容易產生安全事故的危險氣體。丙烷和乙炔廣泛地應用于焊接和切割中。

1　危險因素分析

1.1氣體的危險特性

氧氣在常溫常壓下是一種無色、無味、無毒的氣體，氧氣本身不能自燃，但它是一種化學性質極為活潑的助燃氣體，屬于強氧化劑。它幾乎能與所用的可燃氣體和液體燃料的蒸汽混合，發生強烈的氧化反應，構成爆炸性混合物。這類混合物具有很寬的爆炸極限范圍，遇明火或高溫條件即發生爆炸。

乙炔是一種非飽和的碳氫化合物，在標準狀態下密度為1.17kg/m3。爆炸上下限2.1～80%，最小點火能0.02mJ。與氧化劑接觸會猛烈反應。當溫度超過200～300℃，乙炔會發生聚合，聚合反應是放熱的，如果沒有有效的冷卻，溫度會越來越高，反應越來越快，最后引起乙炔爆炸。

丙烷氣也是液化石油氣。易燃，閃點-104℃，爆炸上下限2.1～9.50%，最小點火能0.31mJ，最大爆炸壓力0.843MPa。遇明火、熱源有燃燒爆炸的危險。

丙酮是具有醚的氣味的無色透明可燃液體，其蒸氣與空氣混合可形成爆炸性混合氣體。遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。

1.2容器的危險性

氣瓶是指在正常環境下-40～60℃可重復使用的公稱壓力為1.0～30MPa（表壓），工程容積為0.4～1000L的盛裝永久氣體、液化氣體或溶解氣體的移動式壓力容器。

（1）氣瓶的結構雖較為簡單，但其部件的受力情況相當復雜，發生破壞事故的設備技術狀況相應也較復雜。

（2）氣瓶的使用條件比較苛刻，它不但承受內壓力，而且還受到作業環境與溫度條件的限制。

（3）大容積氣瓶多采用焊接結構，其它采用無縫鋼管。如果氣瓶采用焊接結構，如果焊縫中留下微小缺陷，壓縮氣體或液化氣體在使用中遇到合適條件，就會迅速擴展而發生破壞。

（4）與其他設備比較，氣瓶容易發生超載而導致爆炸。

2　危險性分析

2.1物質的爆炸性分析

乙炔、丙烷都屬于第2.1類易燃氣體。能與空氣（氧）混合形成爆炸性混合氣體，其爆炸上下限分別是2.1～81%、2.1～9.5%。存在著發生化學爆炸的危險。

由于乙炔的爆炸上下限很寬，從2.1～80%，乙炔最小引爆能量為0.019mJ，乙炔分子結構中含有一個三價鍵（H-C≡C-H），三價鍵是極不穩定的，很容易斷裂。乙炔也易聚合生成乙烯基乙炔，發生爆炸，能溶解于丙酮。目前許多機械行業用丙烷代替乙炔氣，降低焊接與切割過程中的危險程度。

2.2氣瓶的危險性分析

在焊接和切割中使用的乙炔和丙烷存儲于氣瓶中。屬于移動式的壓力容器。

乙炔氣瓶屬于溶解乙炔氣瓶。丙烷的臨界溫度96.8℃，丙烷氣瓶屬于低壓液化氣瓶。

氣瓶的材質、結構制造質量不符合要求，在有一定的壓力時，會發生氣瓶爆炸事故。

或由于保管不善，瓶體嚴重腐蝕或瓶溫，壓力劇增，直到超過瓶體材料強度極限，發生爆炸。

在充裝過程計量不準確等，造成超量，或氣瓶有缺陷，易引發爆炸事故。

由于使用的物質丙烷和乙炔是易燃易爆化學品，氣體泄漏后達到一定的濃度，會發生化學爆炸。

瓶閥處容易產生乙炔、丙烷泄漏，泄漏出的氣體與空氣混合，達到爆炸濃度時遇明火可產生爆炸。

氣瓶碰撞、振動、滾動使氣體發生摩擦產生靜電，或放氣速度過快產生靜電，如果靜電不能及時導出，靜電聚積到一定程度產生靜電火花，引發爆炸事故。

2.3丙烷管道

根據《特種設備安全監察條例》規定公稱直徑大于25mm的管道屬于壓力管道。壓力管道超溫、超壓會發生爆炸。管道法蘭、閥門、管件等發生意外泄漏，遇到引火源，發生火災、爆炸事故。

首先丙烷管道設計是否合理是壓力管道安全運行的基本保證。壓力管道元件、承壓不符合要求，會造成管道爆裂。管道內流動的丙烷會產生靜電，如果靜電不及時導出，會發生火災和爆炸事故。

3　事故案例

某公司，兩名工人卸運剛剛充氣拉回公司的乙炔氣瓶，乙炔氣瓶被工人用腳蹬著在地面上滾動時發生爆炸。強烈的沖擊波使附近車間的窗戶玻璃瞬間粉碎紛飛，停放在一旁的拉運乙炔氣瓶的小型貨車的前擋風玻璃蕩然無存，附近車間的墻壁磚塊被震脫落。兩名受傷工人被緊急送往醫院，但因傷勢過重，經搶救無效于當天上午身亡。

4　對策措施

4.1規范相關部件

所有與乙炔相接觸的部件（包括：儀表、管路、附件等）不得由銅、銀以及銅（或銀）含量超過70%的合金制成。用于焊接與切割輸送氣體的軟管，如氧氣軟管和乙炔軟管，其結構、尺寸、工作壓力、機械性能、顏色必須符合GB/T2550、GB/T2551的要求。

4.2減壓器

只有經過檢驗合格的減壓器才允許使用。減壓器的使用必須嚴格遵守JB7496的有關規定。

4.3氣瓶

用于焊接與切割的氣瓶都必須按有關標準及規程如《氣瓶安全監察規程》、《溶解乙炔氣瓶安全監察規程》等制造、管理、維護并使用。

4.3.1氣瓶的充氣

氣瓶的充氣必須按規定程序由專業部門承擔，其他人不得向氣瓶內充氣。

4.3.2氣瓶的儲存

氣瓶必須儲存在不會遭受物理損壞或使氣瓶內儲存物的溫度超過40℃的地方。氣瓶必須儲放在遠離電梯、樓梯或過道，不會被經過或傾倒的物體碰翻或損壞的指定地點。在儲存時，氣瓶必須穩固以免翻倒。氣瓶儲存時必須與可燃物、易燃液體隔離，并且遠離容易引燃的材料至少6m以上，或用至少1.6m高的不可燃隔板隔離。

4.3.3氣瓶在現場的安放、搬運及使用

氣瓶在使用時必須穩固豎立或裝在專用車（架）或固定裝置上。

氣瓶不得置于受陽光暴曬、熱源輻射及可能受到電擊的地方。氣瓶必須距離實際焊接或切割作業點足夠遠（一般為5m以上），以免接觸火花、熱渣或火焰，否則必須提供耐火屏障。

氣瓶不得置于可能使其本身成為電路一部分的區域。

4.3.4氣瓶的故障處理

如果發現燃氣氣瓶的瓶閥周圍有泄漏，應關閉氣瓶閥擰緊密封螺帽。

當氣瓶泄漏無法阻止時，應將燃氣瓶移至室外，遠離所有起火源，并做相應的警告通知。緩緩打開氣瓶閥，逐漸釋放內存的氣體。

氣瓶泄漏導致的起火可通過關閉瓶閥，采用水、濕布、滅火器等手段予以熄滅。

4.4匯流排及管道

在氣體用量集中的場合可以采用匯流排供氣。匯流排的設計、安裝必須符合有關標準規程的要求。匯流排系統必須合理地設置回火保險器、氣閥、逆止閥、減壓器、濾清器、事故排放管等。安裝在匯流排系統的這些部件均應經過單件或組合件的檢驗認可，并證明符合匯流排系統的安全要求。

氣瓶匯流排的安裝必須在對其結構和使用熟悉的人員監督下進行。

乙炔氣瓶和丙烷氣瓶必須在直立位置上匯流。與匯流排連接并供氣的氣瓶，其瓶內的壓力應基本相等。

管道如果管徑大于25mm屬于壓力管道，應遵守《特種設備安全監察條例》的規定。

5　結語

在焊接與切割中使用乙炔和丙烷盡管存在諸多危險性，但只要加強人們的安全意識，建立并完善行之有效的安全管理體系，執行嚴格的安全操作規程，完全能夠杜絕事故的發生。

[1]《焊接與切割安全》（GB9448-1999）[S].中國標準出版社，1999.

[2]李耀武.氧氣瓶的安全使用[J].勞動保護，2002（11）.

[3]張愛文.溶解乙炔氣瓶的安全使用[J].勞動保護，2000（11）.

[4]《安全評價通則》（AQ8001-2007）[S].煤炭工業出版社，2007.

[5]劉詩飛，詹予忠，主編.重大危險源辨識及危害后果分析[M].化學工業出版社，2004.

TG48

A

1673-0038（2015）34-0262-02

2015-8-3

周全（1964-），女，廣西灌陽人，工程師，本科，從事公用設計工作。