焊接技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的一項重要加工工藝,在化工和機(jī)械制造等眾多生產(chǎn)部門有著廣泛的應(yīng)用。金屬的焊接和氣割需要氧氣,氧氣從制造廠到達(dá)使用單位,除了相距較近可用管道輸送外,大部分用氧氣瓶盛裝,瓶內(nèi)盛裝的氧氣通常保持150公斤力/cm^2的壓力,由于氣瓶內(nèi)盛裝的純氧是強(qiáng)氧化劑,所以在焊接操作過程中,若搬運(yùn)、使用不當(dāng)往往會導(dǎo)致爆炸、燃燒事故的發(fā)生。如,一九九○年七月十一日,山東臨沂坪上玻璃廠就發(fā)生了一起因操作使用不當(dāng)致使氧氣瓶爆炸的事故,當(dāng)場炸死二人,重傷一人。
??? 一、氧氣瓶發(fā)生爆炸,燃燒的常見原因
??? (一)充裝不當(dāng)引起事故。氣瓶的正確充裝是保證氣瓶安全使用的關(guān)鍵環(huán)節(jié),由于充裝不當(dāng)引起爆炸事故時有發(fā)生。表現(xiàn)在這方面的最危險的因素是用盛裝過可燃?xì)怏w(如氫氣)的氣瓶來充裝氧氣和氧氣充裝過量。
??? (二)氣瓶的材質(zhì)、制造質(zhì)量不符合要求。在充裝氧氣和使用過程中,也往往發(fā)生爆炸事故,這方面主要表現(xiàn)在制作氣瓶的材料脆弱、瓶壁厚薄不均勻,瓶體出現(xiàn)夾層等。
??? (三)氣瓶維護(hù)、保管不當(dāng)造成事故。主要在于瓶體嚴(yán)重腐蝕或使用中將氣瓶置于烈日下長時間的曝曬,或?qū)馄靠拷邷責(zé)嵩?,這是氣瓶爆炸的常見的直接原因。據(jù)試驗(yàn),氧氣瓶在盛夏的陽光直接曝曬下,瓶壁溫度可達(dá)200℃。通常情況下,充裝氧氣的條件是溫度20℃、壓力為150大氣壓。瓶內(nèi)氣壓是隨著溫度的升高而增大的,可通過下式進(jìn)行計算:P=150×273+t/273+20(式中,P為瓶壓,t為瓶溫)。
??? (四)氣瓶操作不當(dāng)也會導(dǎo)致火災(zāi)或燒壞氣瓶附件等事故。這主要表現(xiàn)在兩個方面。一是打開氧氣瓶的瓶閥時,因開得太快,使減壓器或管道中的壓力迅速提高,溫度也會大大升高、嚴(yán)重時會使橡膠墊圈等附件燒毀;另一方面,開氣速度太快,因氣體內(nèi)含有水珠、鐵銹等微粒(氣焊與氣割用的氧氣純度一般為一、二級,一級純度的含氧量不低于99.2%,二級純度的含氧量不低于98.5%),高速流經(jīng)瓶閥時產(chǎn)生靜電火花引起燃燒或爆炸。
??? (五)氣瓶瓶閥沒有瓶帽保護(hù)、受振動或使用方法不當(dāng),造成密封不嚴(yán)、泄漏、甚至瓶閥損壞,致使高壓氣流沖出引起燃燒爆炸。
??? (六)瓶閥或其他附件(如閥門桿、減壓器)沾有油脂等也常常會引起著火燃燒事故。
??? 二、氧氣瓶燃燒爆炸的危害性
??? 因上述種種原因引起氧氣瓶燃燒爆炸,其破壞力是相當(dāng)大的。如上所述,氧氣瓶是高壓容器,瓶內(nèi)要灌裝壓力為150大氣壓的氧氣,同時,還要承受搬運(yùn)時的振動,滾動和碰撞沖擊等外界的作用力。瓶裝氧是強(qiáng)烈氧化劑,一旦出現(xiàn)燃燒爆炸事故,其破壞力相當(dāng)大。如某單位用拖車運(yùn)裝氧氣瓶在卸車時,將一個氣瓶撞擊到另一個氣瓶上,引起兩個氣瓶同時爆炸。氣瓶碎片飛出(最遠(yuǎn)的200米),庫房的墻被打穿,最大的洞約1000×800毫米,造成了傷人事故。
??? 爆炸,廣義的說是指一種極其迅速的、物理的或化學(xué)的能量釋放過程。壓力容器破裂時,器內(nèi)高壓氣體解除了外殼的約束,迅速膨脹并以很高的速度釋放出能量。一方面,容器破裂的碎片以較高的速度向四周飛散,造成人身傷亡或撞壞周圍的設(shè)備;另一方面,它的更大一部分對周圍的空氣做功,產(chǎn)生沖擊波,除直接造成人身傷亡外,還可能摧毀廠房等建筑物,產(chǎn)生更大的破壞作用。
??? 氧氣瓶爆炸時,高速飛出的碎片若擊中人體則會造成傷亡。當(dāng)碎片的動能在2.6kgf·m以上時,可致人體外傷;動能達(dá)6.0kgf·m以上時,可致人體骨部輕傷;超過20kgf·m時,可造成人體骨部重傷甚至死亡。碎片所產(chǎn)生的動能(E)與氣瓶爆碎時碎片的質(zhì)量(m)及飛出的速度(V)的平方成正比例,可通過下式計算:E=1/2mv^2=1/2×(w/g)×v^2(式中,w為碎片的重量,g為重力加速度,取9.8米/秒)。
??? 另外,氣瓶爆炸時,若碎片擊落在盛裝化學(xué)危險物品的容器上,就有可能引起危險物品的泄漏,甚至產(chǎn)生爆炸、燃燒、毒害事故,造成更為嚴(yán)重的損害。