液氯鋼瓶過(guò)量充裝的危險(xiǎn)性分析及防范措施(標(biāo)準(zhǔn)版)

1、液氯鋼瓶過(guò)量充裝的危險(xiǎn)性分析及防范措施（標(biāo)準(zhǔn)版）Security technology is an industry that uses security technology to provide security servicesto society. Systematic design, service and management.（安全管理）單位：姓名：日期：編號(hào)：AQ-SN-0126化工安全技術(shù)Chemical Safety Technology 化工安全600化工安全技術(shù)1008810為了進(jìn)一步說(shuō)明液氯鋼瓶過(guò)量充裝的危險(xiǎn)性，現(xiàn)根據(jù)液氯鋼瓶 的有關(guān)特性數(shù)據(jù)，利用液化氣體鋼瓶溫度升高

2、后產(chǎn)生壓力增量的經(jīng) 驗(yàn)公式計(jì)算液氯鋼瓶充滿(mǎn)液氯后，環(huán)境溫度從20升高到30時(shí)鋼 瓶?jī)?nèi)的壓力增量4P是：P=(B-3B0)/(a +F0)At式中：4P氣瓶的壓力增量，MPa；B液化氣體在tl至t2溫度下的平均體積膨脹系數(shù)，(C) -19B0瓶體材料的線(xiàn)膨脹系數(shù)，()-1化工安全技術(shù)化工安全技術(shù)化工安全技術(shù)Chemical Safety Technology 化工安全;一般取 1.2X105化工安全技術(shù)a 飽和液體在tl至t2溫度下的平均體積壓縮系數(shù)，（MPa） -19At介質(zhì)的溫度差，41 = 12-tl, ；tl液化氣體鋼瓶溫度升高前的溫度，；t2液化氣體鋼瓶溫度升高后的溫度，；F0液化氣體

3、鋼瓶在壓力升高時(shí)的容積增大系數(shù)，（MPa） -1； 在此取2. 4X10-4。鋼制氣瓶在壓力升高時(shí)的容積增大系數(shù)F0,在氣瓶的壓力不超 過(guò)它的屈服壓力時(shí)，由氣瓶的外、內(nèi)徑比值K確定，其值如表3。表3氣瓶?jī)?nèi)壓升高時(shí)的容積增大系數(shù)F0K二6夕卜/“內(nèi)1. 021. 03第10頁(yè)化工安全技術(shù) I Chemical Safety Technology 化工安全1. 041. 051. 061. 071. 081. 091. 101. 151. 20F0X10-4(MPa)-14. 803.20化工安全技術(shù) I Chemical Safety Technology 化工安全2.401.941.631.4

4、1.231. 101.000. 730. 56液化氣體在不同溫度下的體積壓縮系數(shù)a和體積膨脹系數(shù)B如表4：表4溫度與a和B的關(guān)系溫度t ()102030第12頁(yè)化工安全技術(shù) I Chemical Safety Technology 化工安全405060壓縮系數(shù)a X 10 3(MPa)1301.49720037763.43膨脹系數(shù)B X10-第13頁(yè)化工安全技術(shù) I Chemical Safety Technology 化工安全() 18799122.262.425978將上述有關(guān)數(shù)據(jù)代入AP：P= (2. 12X10-3 + 2.26X10-3)/2-3XI. 2X10-3/(l. 72X1

5、0-3+ 2. 00X10-3)/2 + 2. 4X10-3第14頁(yè)化工安全技術(shù)Chemical Safety Technology 化工安全 （30-20） =10. 26MPa化工安全技術(shù)由于液氯鋼瓶在30時(shí)，液氯的飽和蒸氣壓Pl = 0.86MPa,所 以在此溫度下充滿(mǎn)液氯的鋼瓶?jī)?nèi)壓P是：P=P1 + AP = O. 86+10. 26 = 11. 12MPa （表壓）通過(guò)以上計(jì)算，可以看出液氯鋼瓶過(guò)量充裝后，環(huán)境溫度升高 10,瓶?jī)?nèi)的壓力大大超過(guò)液氯鋼瓶設(shè)計(jì)壓力2MPa （表壓）的5. 56 倍。所以，此液氯鋼瓶發(fā)生爆炸在所難免。如果此液氯鋼瓶按照規(guī) 定的充裝系數(shù)充裝，即使環(huán)境溫度從2

6、0升高到30,瓶?jī)?nèi)液氯的 飽和蒸氣壓也只是從0. 67MPa增加到0. 86MPao 0. 86MPa這個(gè)壓力只 不過(guò)是液氯鋼瓶設(shè)計(jì)壓力2MPa （表壓）的43%,此鋼瓶根本不會(huì)爆 炸。三、避免液氯鋼瓶充裝的防范措施液氯鋼瓶過(guò)量充裝，是鋼瓶爆炸的主要原因之一。這是因?yàn)橐?化氣體充裝溫度一般都比較低，特別是夏季，它的液溫常比周?chē)h(huán) 境溫度低得多。如果計(jì)量不準(zhǔn)確或其他原因?qū)е乱郝蠕撈窟^(guò)量充裝, 由于受周?chē)h(huán)境溫度影響，瓶?jī)?nèi)液溫就會(huì)升高，體積就會(huì)膨脹。很第15頁(yè)化工安全技術(shù) I Chemical Safety Technology 化工安全快瓶?jī)?nèi)空間即被飽和液體所充滿(mǎn)，并產(chǎn)生很大壓力，結(jié)果常常造成

7、鋼瓶的破裂或爆炸。為了防止液氯鋼瓶過(guò)量充裝，必須采取嚴(yán)密可 靠的防范措施，并認(rèn)真加以貫徹執(zhí)行。這些防范措施包括：.為了防止由于計(jì)量誤差而造成超裝，充裝用的磅秤應(yīng)有嚴(yán)格 的管理制度。操作人員接班后，首先應(yīng)全面檢查計(jì)量衡器并校驗(yàn)零 位。計(jì)量衡器的最大稱(chēng)量值應(yīng)為常用稱(chēng)量的L53.0倍，衡器的校 驗(yàn)期限最長(zhǎng)不得超過(guò)3個(gè)月。.充裝前必須有專(zhuān)人對(duì)鋼瓶進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)無(wú)缺陷和異物, 方可充裝。.沒(méi)有原始重量標(biāo)記，或標(biāo)記不清難以確認(rèn)的液氯鋼瓶不得充 裝使用。.充裝時(shí)，操作人員必須堅(jiān)守崗位，增強(qiáng)責(zé)任心，嚴(yán)格按規(guī)定 的充裝系數(shù)進(jìn)行充裝，嚴(yán)禁超量充裝。如果發(fā)生超裝時(shí)，應(yīng)立即設(shè) 法將超裝量抽出。.液氯的充裝量應(yīng)包括

8、鋼瓶?jī)?nèi)原有的余液（余氣），不得把余液 （余氣）的重量忽略不計(jì)。第16頁(yè)化工安全技術(shù)Chemical Safety Technology 化工安全化工安全技術(shù).充裝后的鋼瓶必須復(fù)驗(yàn)充裝量，2次稱(chēng)重誤差不得超過(guò)充裝量 的1%,復(fù)磅時(shí)應(yīng)換人換衡器。.充裝前后的重量應(yīng)登記，作為使用期中的跟蹤檔案。綜上所述，嚴(yán)格控制液氯鋼瓶的充裝系數(shù)，使周?chē)h(huán)境溫度不 超過(guò)其最高使用溫度，并在各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中嚴(yán)格遵守各項(xiàng)操作規(guī)程和 各項(xiàng)制度，是確保鋼瓶充裝、儲(chǔ)存、運(yùn)輸及使用安全的關(guān)鍵，同時(shí) 也是杜絕液氯鋼瓶破裂或爆炸的重要安全防范措施。XXX圖文設(shè)計(jì)本文檔文字均可以自由修改第17頁(yè)化工安全技術(shù)Chemical Safety

9、 Technology 化工安全液氯鋼瓶過(guò)量充裝的危險(xiǎn)性分析及防范措施（標(biāo)準(zhǔn)版）化工安全技術(shù)說(shuō)明：安全技術(shù)防范就是利用安全防范技術(shù)為社會(huì)公眾提供一種安全服務(wù)的產(chǎn) 業(yè)。既然是一種產(chǎn)業(yè)，就要有產(chǎn)品的研制與開(kāi)發(fā)，就要有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工程的 施工、服務(wù)和管理。可以下載修改后或直接打印使用。氯氣是一種黃綠色的劇毒氣體，有強(qiáng)烈的刺激性氣味，它能損 傷人的器官，吸入一定濃度的氯氣可致人死亡。液氯是低壓液化氣 體，是一種重要的化工原料。由于液氯鋼瓶是一種移動(dòng)式壓力容器, 因此，它在充裝、儲(chǔ)存、運(yùn)輸及使用中存在爆炸、中毒危險(xiǎn)。大量 事實(shí)已經(jīng)證明，液氯鋼瓶過(guò)量充裝或超過(guò)其最高使用溫度（60） 時(shí)，極易發(fā)生破裂或爆炸

10、，一旦事故發(fā)生，會(huì)給人員、設(shè)備與環(huán)境 帶來(lái)嚴(yán)重危害。因此，科學(xué)分析過(guò)量的危害，杜絕液氯鋼瓶過(guò)量充 裝十分必要。一、液氯鋼瓶正常充裝后溫度升高時(shí)的壓力增量正常充裝情況下，液氯鋼瓶?jī)?nèi)的氯完全處于氣液兩相平衡狀態(tài), 即在鋼瓶?jī)?nèi)的氯一部分是氣體，一部分是液體。液氯鋼瓶?jī)?nèi)的壓力化工安全技術(shù) I Chemical Safety Technology 化工安全始終是液氯的飽合蒸氣壓。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，熱量就會(huì)傳到鋼瓶 系統(tǒng)內(nèi)，此時(shí)氣、液兩相的體積均向增大的方向變化。但由于鋼瓶 的容積增量極其微小，因此，鋼瓶?jī)?nèi)液氯的飽和和蒸氣壓將增大。 又由于液相氯的壓縮系數(shù)很小，而氣相氯的壓縮系數(shù)又增大，因此, 隨著環(huán)境溫

11、度的持續(xù)升高，出現(xiàn)的結(jié)果是：液相氯的體積不斷膨脹, 而氣相氯的體積不斷被壓縮，直至液相氯充滿(mǎn)整個(gè)鋼瓶容積，而氣 相氯的體積卻被壓縮得趨近于零，這時(shí)鋼瓶?jī)?nèi)液氯的飽和蒸氣壓大 大增加。處于這種狀態(tài)的體系，稱(chēng)之為臨界爆炸狀態(tài)。處于臨界爆 炸狀態(tài)的液氯鋼瓶，如果還繼續(xù)供熱，液相氯的體積還會(huì)進(jìn)一步增 加，但此時(shí)液相氯的體積增加受到鋼瓶容積的限制，已無(wú)膨脹的自 由空間，液氯的飽和蒸氣壓將急劇增高，就會(huì)定量地傳給瓶壁，此 時(shí)的壓力如果超過(guò)液氯鋼瓶材質(zhì)的屈服壓力時(shí)，就會(huì)使鋼瓶變形， 破裂或爆炸。為了避免由于環(huán)境溫度的升高，液氯鋼瓶?jī)?nèi)液氯的飽和蒸氣壓 急劇增高而使鋼瓶發(fā)生變形、破裂或爆炸事故，在2001年7月1

12、日 起實(shí)施的氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程第9條明確規(guī)定：氣瓶的公稱(chēng)工作化工安全技術(shù) I Chemical Safety Technology 化工安全壓力，對(duì)于盛裝液化氣體的氣瓶，系指溫度60時(shí)瓶?jī)?nèi)氣體壓力的 上限值。盛裝有毒和劇毒危中囊夯 宓鈉 浚 涔 乒餐 沽難小糜k實(shí)碧峋摺3 s悶迤康墓乒3：餐沽u詒？常用氣 體氣瓶的公稱(chēng)工作壓力中查出，液氯鋼瓶的公稱(chēng)工作壓力為2MPa （表壓）。按上述規(guī)定要求，液氯鋼瓶在充裝、儲(chǔ)存、運(yùn)輸及使用中的環(huán) 境溫度必須W60C。同時(shí)在規(guī)程第64條表5低壓液化氣體的充裝 系數(shù)中又明確規(guī)定了液氯鋼瓶的充裝系數(shù)WL25kg/L。這個(gè)充裝 系數(shù)等于液氯在60時(shí)飽和液體密謀的95%

13、98%。根據(jù)計(jì)算，當(dāng) 充裝系數(shù)等于L 25kg/L,液氯溫度在68. 8。時(shí)，鋼瓶?jī)?nèi)的氣相空間 將為零，此時(shí)液氯的飽和蒸氣壓為2MPa （表壓），已達(dá)到鋼瓶的公稱(chēng) 工作壓力，這時(shí)鋼瓶才會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)。由于鋼瓶的最高使用溫度在正 常情況下就是周?chē)h(huán)境溫度，而周?chē)h(huán)境溫度無(wú)特殊情況一般是不 會(huì)超過(guò)60C的。由此可見(jiàn)，只要嚴(yán)格按規(guī)定的充裝系數(shù)充裝液氯鋼 瓶，確保絕對(duì)不過(guò)量充裝，液氯鋼瓶是完全可以保證安全的。正常 充裝后，鋼瓶?jī)?nèi)液氯的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系如表1?；ぐ踩夹g(shù) I Chemical Safety Technology 化工安全表1液氯的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系溫度（）-30-20-10102

14、030405060飽和蒸氣壓（表壓MPa）0. 130. 190. 270. 38化工安全技術(shù)化工安全技術(shù)化工安全技術(shù)Chemical Safety Technology 化工安全0. 52化工安全技術(shù)0. 670. 861. 111.411. 76二、液氯鋼瓶過(guò)量充裝后溫度升高時(shí)的壓力增量液氯鋼瓶過(guò)量充裝是指往鋼瓶?jī)?nèi)充裝的液氯超過(guò)了為鋼瓶規(guī)定 的充裝系數(shù)，并且是指液氯鋼瓶的容積已全部被液相氯充滿(mǎn)。當(dāng)儲(chǔ) 存、運(yùn)輸及使用時(shí)的環(huán)境溫度高于充裝現(xiàn)場(chǎng)溫度時(shí)，液相氯的比容 相應(yīng)增大，鋼瓶?jī)?nèi)氯、液兩相平衡狀態(tài)遭到破壞，瓶?jī)?nèi)液化氣體的 壓力與溫度的關(guān)系不再是液氯的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系了。由于 液相氯基本上是不可壓縮的，而體積膨脹卻很大，所以，當(dāng)鋼瓶?jī)?nèi) 的全部空間被液相充滿(mǎn)時(shí)，溫度每升高液相氯比容的增大將導(dǎo) 致鋼瓶?jī)?nèi)壓力升高12MPa,溫度升高510,鋼瓶就會(huì)屈服變形, 甚至?xí)l(fā)生爆炸。0.5t液氯鋼瓶超裝后的危險(xiǎn)溫度如表2。化工安全技術(shù) I Chemical Safety Technology 化工安全表20. 5t液氯鋼瓶超裝后的危險(xiǎn)溫