机械行业使用的焊割气乙炔和丙烷的危险分析

周全

（洛阳中重成套工程设计院有限责任公司 河南省 洛阳市 471039）

机械行业使用的焊割气乙炔和丙烷的危险分析

周全

（洛阳中重成套工程设计院有限责任公司 河南省 洛阳市 471039）

机械行业使用的焊割气乙炔和丙烷存在一定的危险性，这些危险因素对机械行业的生产制造造成很大的影响，本文对机械行业使用的焊割气乙炔和丙烷存在的危险因素进行分析，相对应的提出一些对策措施，以供参考。

焊割；乙炔；丙烷；危险分析

在加工制造行业中广泛使用气焊与气割，气焊是利用可燃气体与纯氧以适当的比例混合后进行燃烧，使焊丝和母材接头处在3000℃以上的高温中熔化，从而形成焊缝的一种焊接方法。气割是利用可燃气体在纯氧中燃烧，使金属在高温下达到燃点，然后借助氧气流剧烈燃烧，并在气流作用下吹出熔渣，从而将金属分离开的一种加工方法。由于焊接于切割均属于明火作业，具有高温、高压、易燃易爆的特点，又与可燃、易燃物质以及压力容器打交道，存在着较大的火灾爆炸危险性。这些焊割气体乙炔、丙烷、氧气属于易燃易爆气体，这些气体一般是用气瓶存放，气瓶又属于压力容器，使用不当，会发生爆炸和火灾事故。氧气、乙炔和丙烷气体是气焊与气割最主要的物质基础，也是最容易产生安全事故的危险气体。丙烷和乙炔广泛地应用于焊接和切割中。

1　危险因素分析

1.1气体的危险特性

氧气在常温常压下是一种无色、无味、无毒的气体，氧气本身不能自燃，但它是一种化学性质极为活泼的助燃气体，属于强氧化剂。它几乎能与所用的可燃气体和液体燃料的蒸汽混合，发生强烈的氧化反应，构成爆炸性混合物。这类混合物具有很宽的爆炸极限范围，遇明火或高温条件即发生爆炸。

乙炔是一种非饱和的碳氢化合物，在标准状态下密度为1.17kg/m3。爆炸上下限2.1～80%，最小点火能0.02mJ。与氧化剂接触会猛烈反应。当温度超过200～300℃，乙炔会发生聚合，聚合反应是放热的，如果没有有效的冷却，温度会越来越高，反应越来越快，最后引起乙炔爆炸。

丙烷气也是液化石油气。易燃，闪点-104℃，爆炸上下限2.1～9.50%，最小点火能0.31mJ，最大爆炸压力0.843MPa。遇明火、热源有燃烧爆炸的危险。

丙酮是具有醚的气味的无色透明可燃液体，其蒸气与空气混合可形成爆炸性混合气体。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。

1.2容器的危险性

气瓶是指在正常环境下-40～60℃可重复使用的公称压力为1.0～30MPa（表压），工程容积为0.4～1000L的盛装永久气体、液化气体或溶解气体的移动式压力容器。

（1）气瓶的结构虽较为简单，但其部件的受力情况相当复杂，发生破坏事故的设备技术状况相应也较复杂。

（2）气瓶的使用条件比较苛刻，它不但承受内压力，而且还受到作业环境与温度条件的限制。

（3）大容积气瓶多采用焊接结构，其它采用无缝钢管。如果气瓶采用焊接结构，如果焊缝中留下微小缺陷，压缩气体或液化气体在使用中遇到合适条件，就会迅速扩展而发生破坏。

（4）与其他设备比较，气瓶容易发生超载而导致爆炸。

2　危险性分析

2.1物质的爆炸性分析

乙炔、丙烷都属于第2.1类易燃气体。能与空气（氧）混合形成爆炸性混合气体，其爆炸上下限分别是2.1～81%、2.1～9.5%。存在着发生化学爆炸的危险。

由于乙炔的爆炸上下限很宽，从2.1～80%，乙炔最小引爆能量为0.019mJ，乙炔分子结构中含有一个三价键（H-C≡C-H），三价键是极不稳定的，很容易断裂。乙炔也易聚合生成乙烯基乙炔，发生爆炸，能溶解于丙酮。目前许多机械行业用丙烷代替乙炔气，降低焊接与切割过程中的危险程度。

2.2气瓶的危险性分析

在焊接和切割中使用的乙炔和丙烷存储于气瓶中。属于移动式的压力容器。

乙炔气瓶属于溶解乙炔气瓶。丙烷的临界温度96.8℃，丙烷气瓶属于低压液化气瓶。

气瓶的材质、结构制造质量不符合要求，在有一定的压力时，会发生气瓶爆炸事故。

或由于保管不善，瓶体严重腐蚀或瓶温，压力剧增，直到超过瓶体材料强度极限，发生爆炸。

在充装过程计量不准确等，造成超量，或气瓶有缺陷，易引发爆炸事故。

由于使用的物质丙烷和乙炔是易燃易爆化学品，气体泄漏后达到一定的浓度，会发生化学爆炸。

瓶阀处容易产生乙炔、丙烷泄漏，泄漏出的气体与空气混合，达到爆炸浓度时遇明火可产生爆炸。

气瓶碰撞、振动、滚动使气体发生摩擦产生静电，或放气速度过快产生静电，如果静电不能及时导出，静电聚积到一定程度产生静电火花，引发爆炸事故。

2.3丙烷管道

根据《特种设备安全监察条例》规定公称直径大于25mm的管道属于压力管道。压力管道超温、超压会发生爆炸。管道法兰、阀门、管件等发生意外泄漏，遇到引火源，发生火灾、爆炸事故。

首先丙烷管道设计是否合理是压力管道安全运行的基本保证。压力管道元件、承压不符合要求，会造成管道爆裂。管道内流动的丙烷会产生静电，如果静电不及时导出，会发生火灾和爆炸事故。

3　事故案例

某公司，两名工人卸运刚刚充气拉回公司的乙炔气瓶，乙炔气瓶被工人用脚蹬着在地面上滚动时发生爆炸。强烈的冲击波使附近车间的窗户玻璃瞬间粉碎纷飞，停放在一旁的拉运乙炔气瓶的小型货车的前挡风玻璃荡然无存，附近车间的墙壁砖块被震脱落。两名受伤工人被紧急送往医院，但因伤势过重，经抢救无效于当天上午身亡。

4　对策措施

4.1规范相关部件

所有与乙炔相接触的部件（包括：仪表、管路、附件等）不得由铜、银以及铜（或银）含量超过70%的合金制成。用于焊接与切割输送气体的软管，如氧气软管和乙炔软管，其结构、尺寸、工作压力、机械性能、颜色必须符合GB/T2550、GB/T2551的要求。

4.2减压器

只有经过检验合格的减压器才允许使用。减压器的使用必须严格遵守JB7496的有关规定。

4.3气瓶

用于焊接与切割的气瓶都必须按有关标准及规程如《气瓶安全监察规程》、《溶解乙炔气瓶安全监察规程》等制造、管理、维护并使用。

4.3.1气瓶的充气

气瓶的充气必须按规定程序由专业部门承担，其他人不得向气瓶内充气。

4.3.2气瓶的储存

气瓶必须储存在不会遭受物理损坏或使气瓶内储存物的温度超过40℃的地方。气瓶必须储放在远离电梯、楼梯或过道，不会被经过或倾倒的物体碰翻或损坏的指定地点。在储存时，气瓶必须稳固以免翻倒。气瓶储存时必须与可燃物、易燃液体隔离，并且远离容易引燃的材料至少6m以上，或用至少1.6m高的不可燃隔板隔离。

4.3.3气瓶在现场的安放、搬运及使用

气瓶在使用时必须稳固竖立或装在专用车（架）或固定装置上。

气瓶不得置于受阳光暴晒、热源辐射及可能受到电击的地方。气瓶必须距离实际焊接或切割作业点足够远（一般为5m以上），以免接触火花、热渣或火焰，否则必须提供耐火屏障。

气瓶不得置于可能使其本身成为电路一部分的区域。

4.3.4气瓶的故障处理

如果发现燃气气瓶的瓶阀周围有泄漏，应关闭气瓶阀拧紧密封螺帽。

当气瓶泄漏无法阻止时，应将燃气瓶移至室外，远离所有起火源，并做相应的警告通知。缓缓打开气瓶阀，逐渐释放内存的气体。

气瓶泄漏导致的起火可通过关闭瓶阀，采用水、湿布、灭火器等手段予以熄灭。

4.4汇流排及管道

在气体用量集中的场合可以采用汇流排供气。汇流排的设计、安装必须符合有关标准规程的要求。汇流排系统必须合理地设置回火保险器、气阀、逆止阀、减压器、滤清器、事故排放管等。安装在汇流排系统的这些部件均应经过单件或组合件的检验认可，并证明符合汇流排系统的安全要求。

气瓶汇流排的安装必须在对其结构和使用熟悉的人员监督下进行。

乙炔气瓶和丙烷气瓶必须在直立位置上汇流。与汇流排连接并供气的气瓶，其瓶内的压力应基本相等。

管道如果管径大于25mm属于压力管道，应遵守《特种设备安全监察条例》的规定。

5　结语

在焊接与切割中使用乙炔和丙烷尽管存在诸多危险性，但只要加强人们的安全意识，建立并完善行之有效的安全管理体系，执行严格的安全操作规程，完全能够杜绝事故的发生。

[1]《焊接与切割安全》（GB9448-1999）[S].中国标准出版社，1999.

[2]李耀武.氧气瓶的安全使用[J].劳动保护，2002（11）.

[3]张爱文.溶解乙炔气瓶的安全使用[J].劳动保护，2000（11）.

[4]《安全评价通则》（AQ8001-2007）[S].煤炭工业出版社，2007.

[5]刘诗飞，詹予忠，主编.重大危险源辨识及危害后果分析[M].化学工业出版社，2004.

TG48

A

1673-0038（2015）34-0262-02

2015-8-3

周全（1964-），女，广西灌阳人，工程师，本科，从事公用设计工作。