氣焊與氣割常用氣體的性質(zhì)及安全使用要求

1、氣焊與氣割常用氣體的性質(zhì)及安全使用要求氣焊與氣割所用的氣體分為兩大類：是助燃?xì)怏w，二是可燃?xì)怏w。助燃?xì)怏w均采用氧氣，可燃?xì)怏w有乙炔、氫氣、液化石油氣等。一、氧氣氧在空氣中占21%。氧氣是一種無色、無味、無毒的氣體，其化學(xué)分子式為O2。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，密度為1.429kg/m3(空氣為1.29kg/m3)。當(dāng)溫度降至-183時(shí)，氧氣由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。液態(tài)氧溫度升高到-183時(shí)沸騰，氣化為氧氣，而氮的沸點(diǎn)為-196，氬的沸點(diǎn)為-186，故工業(yè)上常用液化空氣分離法制取氧氣。氧氣主要的化學(xué)性質(zhì)和安全使用要求：(1) 氧氣是助燃?xì)怏w?？扇?xì)怏w與氧氣燃燒比在空氣中燃燒更為激烈，燃燒的溫度更高。有的金屬在空氣中

2、不能燃燒，但與壓縮純氧氣流作用能夠燃燒。氧氣切割就是利用金屬與純氧燃燒的原理來切割金屬的。(2) 壓縮純氧與油脂等可燃物(如細(xì)微分散物炭粉、有機(jī)物纖維等)接觸，能發(fā)生自燃，引起火災(zāi)和爆炸。(3) 氧氣幾乎能與所有的可燃?xì)庑?、蒸氣混合形成爆炸性混合物，其爆炸范圍比可燃?xì)馀c空氣混合的爆炸極限寬。例如，乙炔與空氣混合的爆炸極限為2.2% 81%，乙炔與氧氣混合的爆炸極限為2.8% 93%。因此，在使用氧氣尤其是壓縮純氧時(shí)，嚴(yán)禁用以通風(fēng)換氣，嚴(yán)禁作為氣動(dòng)工具動(dòng)力源或試壓氣源，嚴(yán)禁與油脂類和易燃物質(zhì)接觸，并禁止用來吹掃工作服。二、乙快乙炔，俗稱電石氣。它是一種非飽和的碳?xì)浠衔铮瘜W(xué)式為C2H2，其化學(xué)

3、性質(zhì)活潑，在常溫常壓下是一種無色、高熱值的易燃易爆氣體。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，密度為1.17kg/mJ，比空氣輕。工業(yè)用乙炔因含有硫化氫(H2S)和磷化氫(H3P)等雜質(zhì)，故乙炔氣具有一種特殊的刺鼻臭味和較弱的毒性，有輕度的麻醉作用。乙炔氣微溶于水，易溶于丙酮等很多有機(jī)溶劑。乙炔化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，在一定條件下，可能由于摩擦和沖擊而發(fā)生爆炸。(一) 乙炔的燃燒性乙炔是氣焊、氣割使用的所有可燃?xì)怏w中自燃點(diǎn)最低的氣體，在空氣中其自燃點(diǎn)為335，點(diǎn)火溫度為428。若乙炔在空氣中受熱，氧化反應(yīng)速度逐漸加快，氣體溫度隨之逐漸升高，當(dāng)溫度高于自燃點(diǎn)溫度時(shí)，不需任何火源就可引起乙炔的自行燃燒，導(dǎo)致爆炸。乙炔著火的可能

4、性也最大，其點(diǎn)火能量低，僅為0.019mJ，燃著煙頭或即將熄滅的煙灰也足以將乙炔點(diǎn)燃。乙炔是吸熱化合物，分解時(shí)放出它在制成時(shí)所吸收的全部熱量。乙炔在燃燒過程中產(chǎn)生的火焰溫度較高，它與空氣混合燃燒時(shí)火焰溫度可達(dá)2350，而與氧氣混合燃燒時(shí)火焰溫度可達(dá)31003300。乙炔燃燒火焰的傳播速度很快，在空氣中燃燒速度為2.87m/s，在氧氣中燃燒速度為13.5m/s，極易造成多人燒傷事故。(二) 乙炔的爆炸性乙炔的爆炸性能主要取決于乙炔瞬間的溫度和壓力及它所接觸的介質(zhì)、火源、散熱條件等因素。(1) 乙炔發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)性隨溫度和壓力升高而增大。當(dāng)乙炔壓力超過0.15MPa或溫度超過300時(shí)，遇火就會(huì)爆炸

5、。當(dāng)壓力超過0.15MPa和溫度超過580時(shí)，就會(huì)自行爆炸。因此，我國(guó)規(guī)定乙炔工作壓力禁止超過0.15MPa，乙炔發(fā)生器發(fā)氣室溫度不得超過80。(2) 乙炔與空氣或氧氣混合均能生成爆炸性混合氣體。乙炔與氧氣混合，其爆炸性大為增加。按體積計(jì)算，乙炔在空氣中的含量達(dá)到2.2% 81%、在氧氣中的含量為2.8% 93%時(shí)，混合氣中任何部分達(dá)到自燃點(diǎn)或遇火星，在常壓下也會(huì)爆炸。因此，在乙炔瓶周圍嚴(yán)禁煙火。特別是使用乙炔發(fā)生器在更換電石或排除電石渣時(shí)更要注意明火與火星等火種，以避免發(fā)生乙炔發(fā)生器爆炸事故。(3) 乙炔能和氯、次氯酸鹽等化合，在日光照射下或受熱時(shí)會(huì)發(fā)生燃燒和爆炸。所以，在撲救乙炔引起的火災(zāi)

6、時(shí)，禁止使用四氯化碳滅火器，以防發(fā)生爆炸事故。(4) 乙炔和銅、銀等金屬長(zhǎng)期接觸，會(huì)生成紅色的乙炔銅和白色的乙炔銀爆炸性化合物，當(dāng)受到摩擦、劇烈振動(dòng)或被加熱到110120Y時(shí)，就會(huì)發(fā)生爆炸。因此，凡供乙炔使用的器具(容器、管子、儀表、閥門及工具等)，絕對(duì)禁止使用銀、銅及含銅量高于70%的銅合金制品。 (5) 乙炔溶解在液體里會(huì)大大降低爆炸性。(6) 乙炔與氮?dú)?、水蒸汽等不與乙炔發(fā)生反應(yīng)的氣體混合，會(huì)降低爆炸危險(xiǎn)性。(7) 乙炔的爆炸與儲(chǔ)存乙炔的容器管道宜徑有關(guān)。容器管道直徑越小，越不容易發(fā)生爆炸。乙炔儲(chǔ)存在毛細(xì)管中，即使乙炔壓力增高到2.65MPa也不會(huì)發(fā)生爆炸。因此，乙炔瓶就是利用乙炔的特性

7、，將乙炔溶解在丙酮里，儲(chǔ)存在多孔填料中，提高乙炔在運(yùn)輸和使用中的安全性。三、液化石油氣液化石油氣的主要成分是丙烷(C3H8)，占5080，其余是丁烷(C4H10)、丙烯(C3H6)和丁烯(C4H8)等碳?xì)浠衔锝M成的混合物。液化石油氣在常溫常壓下呈氣態(tài)。氣態(tài)的石油氣加上0.8MPa1.5MPa的壓力就變成液態(tài)，便于裝瓶?jī)?chǔ)存運(yùn)輸。工業(yè)上一般均使用液態(tài)的石油氣。近年來，隨著我國(guó)石油工業(yè)的迅猛發(fā)展，由于液化石油氣熱值較高，價(jià)格低廉，又較安全，乙炔有被液化石油氣部分取代的趨勢(shì)。目前，國(guó)內(nèi)外已把液化石油氣作為一種新的生產(chǎn)性燃料，廣泛應(yīng)用于鋼板的氣割和低熔點(diǎn)有色金屬的焊接，但是內(nèi)于在燃燒時(shí)其火焰溫度稍低，

8、所以在氣焊工藝中仍尚未被廣泛采用。國(guó)外有采用乙炔與液化石油氣混合作為焊接氣源。液化石油氣的主要性質(zhì)及安全使用要求：(1) 液化石油氣在氣態(tài)時(shí)比空氣重(密度約為空氣的1.5倍)，易于向低處流動(dòng)而滯留積聚，液態(tài)時(shí)比水和汽油輕，能飄浮在水溝的液面上，隨水流動(dòng)并在死角處聚集。所以，在使用、貯存石油氣時(shí)，應(yīng)采取安全措施，如暖氣溝進(jìn)山口應(yīng)砌磚抹灰，電纜溝進(jìn)出口應(yīng)填裝沙土，下水道應(yīng)裝水封等，室內(nèi)應(yīng)有良好通風(fēng)。通風(fēng)口除設(shè)在高處外，還應(yīng)設(shè)在低處有利于對(duì)流。(2) 液化石油氣中的主要成分均能與空氣或氧氣混合構(gòu)成爆炸性的混合氣體，但爆炸極限范圍比乙炔窄，與空氣混合的自燃點(diǎn)比乙炔高，因此，使用液化石油氣比乙炔安全。(

9、3) 石油氣易揮發(fā)，閃點(diǎn)低，其主要成分丙烷揮發(fā)點(diǎn)為-42，閃點(diǎn)為-20，所以在低溫時(shí)它的易燃性就很大。若它從氣瓶或管道內(nèi)滴漏出來，在常溫下會(huì)迅速揮發(fā)成250倍300倍體積的氣體向四周快速擴(kuò)散，在液化石油氣積聚部位附近的空間形成爆炸性混合氣體，當(dāng)溫度達(dá)到閃點(diǎn)時(shí)就能點(diǎn)燃。因此，在點(diǎn)燃液化石油氣時(shí)，要先點(diǎn)燃引火物后再開氣，切忌顛倒順序。(4) 液化石油氣達(dá)到完全燃燒所需的氧氣量比乙炔需氧氣量大。采用液化石油氣代替乙炔后，消耗氧氣量較多，所以用在切割時(shí)，應(yīng)對(duì)原有割炬的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的改制。(5) 液化石油氣在氧氣中的燃燒速度較慢。如丙烷的燃燒速度是乙炔的1/4左右，因而切割時(shí)要求割炬有較大混合氣的噴出截

10、面，降低流出速度，才能保證良好的燃燒。(6) 液化石油氣燃燒時(shí)獲得的火焰溫度低。它與氧氣混合燃燒的火焰溫度為2200 2800，此溫度應(yīng)用于氣割時(shí)，金屬的預(yù)熱時(shí)間比乙炔稍長(zhǎng)，但其切割質(zhì)量容易保證，可減少切割口邊高溫過熱燃燒現(xiàn)象，提高切口的光潔度和精度。同時(shí)，也可使幾層鋼板疊在一起切割，各層之間互不粘連。(7) 液化石油氣對(duì)普通橡膠管和襯墊具有一定的浸潤(rùn)膨脹和腐蝕作用，易造成膠管和襯墊穿孔或破裂，發(fā)牛漏氣。因此，必須采用耐油性強(qiáng)的橡膠管和襯墊。(8) 液化石油氣具有一定的毒性，當(dāng)空氣中其濃度較高時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間吸入就會(huì)引起中毒。若濃度超過10%，且停留2min，人就會(huì)出現(xiàn)頭暈等中毒危險(xiǎn)。因此，使用時(shí)必須注意通風(fēng)。四、氫氣氫氣是無色無味的氣體，密度為0.089kg/m3，是最輕的氣體。氫氣的擴(kuò)散速度極快，導(dǎo)熱性很好，它的點(diǎn)火能量低為0.019mJ。氫氣在空氣中的自燃點(diǎn)為560，在氧氣中的自燃點(diǎn)為450，是一種極危險(xiǎn)的易燃易爆氣體。氫氣與空氣混合后形成爆鳴氣，其爆炸極限為4% 80%，氫氣與氧氣混合的爆炸極限為4.65% 93.9%。當(dāng)氫氣與氯氣混合比例達(dá)1：1時(shí)，受光照射即可發(fā)生自行爆炸；若在此混合比例下