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可燃氣體的選擇與使用安全

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一、可燃氣體選用不當會引發爆炸事故
    2005年6月16日6時許,浙江溫嶺市某造船廠—艘正在建造的船突然發生爆炸,造成3人死亡、3人輕傷。當地報紙《臺州商報)2005年6月17日*版報道,“突如其來的爆炸致使這艘1.25萬噸的船上一塊鋼板突然彈出,落下時壓住了船下正在作業的6名工人……。經初步調查,爆炸可能是乙炔與空氣混合燃燒導致,具體爆炸原因目前正在進一步調查之中。”因事故發生其間我在外公干,故沒能到現場參加調查,但爆炸原因若要說是“乙炔與空氣混合燃燒導致”,我認為是不客觀的,也是不科學的。
    2004年11月7日7時許,沮嶺市濱海鎮一船廠也發生了一起4死、3傷的氣體爆炸事故(詳見《氣體爆炸與預防對策)一文L但在這短短不到一年的時期里,在我國大大小小的氣體爆炸事故發生了數起,死亡3人以上的就兩起。這不能不引起我們的高度重視。
    其實,當去年溫嶺市某船廠爆炸事故發生后,溫嶺市政府就下發了有關專門文件,要求船舶修造業必須選擇比空氣輕的焊割氣體使用,但這并沒有引起有關人士的注意。這次爆炸事故發生后,因為是同類型事故在不到一年的時間里連續發生,引起了臺州地區和溫嶺市政府的高度重視。7月中旬,沮嶺市專門進行了船舷行業整治安全培訓,臺州地區安全生產委員會還專門下文明確規定,“嚴禁各船臺私自購買不合格氣體,禁止使用煤氣等城市燃氣。禁止在船艙內放置任何氣瓶。嚴禁在通風不良的封閉或半封閉船艙或容器內,使用密度大于空氣的氣體進行焊割作業”等等。
    從這些政府下發的文件中我們可以清楚地看出,“6.16”這起爆炸事故不可能是“乙炔與空氣混合”導致,因為乙炔密度比空氣輕,不在禁用之列。在類似半封閉的船艙里,乙炔是不會長期沉積在艙內的,因為一旦乙炔有逸出或泄漏現象發生,也會很快上升、逸散到大氣中。所以,要求在船舶修造行業選用乙炔等比空氣輕的焊割氣體是正確的。應該說,乙炔的各項性能都很適合在造船行業做焊割氣體使用,應是的焊割氣體之一。
    再者,就混合氣體本身而盲,燃燒和爆炸兩種現象基本不會同時發生,不可能先燃燒、后爆炸,因為混合氣體的含量如果不在焊炸范圍內,就不會發生爆炸。例如,乙炔濃度在空氣中如超過了81%,此時遇火它會引起燃燒。在燃燒過程中,乙炔已經變成了其他物質(水和二氧化碳),又豈能再爆炸。當然,如果因火焰的高溫引起其他可燃液體的揮發,迅速產生大量易焊氣體,然后爆炸,這類情況是會有的,但這并不在我們的討論范圍之內。
    綜上所述,(臺州商報)2005年6月7日的事故報導劇艮不科學,極易給人產生誤導。

二、保證可燃氣體安全使用的基本條件
    選擇了合適的可燃氣體并不等于就“萬事大吉”了。在使用任何物質前,要確保它的使用安全,都必須先掌握它的性質、特點和安全知識。如乙炔,因它燃燒速度快、爆炸范圍廣、燃燒溫度高(相但在造船及工業結構復雜的環境里,就如同—個新兵到了環境惡劣、情況復雜又含高新技術設備的戰場上,又沒人幫助,豈不是“坐以待斃”!
    我曾經到過許多大型的民營企業(相對而講,國家大型企業或地方國營企業要好很多),普遍御存在人員多、但新手也多等不利情況。老師傅本來就少,再受“教會徒弟、餓死師傅”等老觀念的影響,當新手有問題需要問他時,對各方面的技術問題他們大多都問而不答、視而不見。久而久之,會給安全生產埋下許多事故隱患。我認為,倘若不盡快改變該局面,將后患無窮。也就是說,安全知識苷及是必要的,也是必須的,否則各種不應詼發生的事故就會發生,這是對人民的不負責、對社會的不負責!耍保證安全生產,各級地方政府及企業都必須加大這方面的投入。這是—本萬利的投資,是重中之重!

    舉一簡單實例。某造船廠投訴,在使用乙炔時,整條氧氣管被“回火”炸掉了!我們到現場一檢查,確實是—條嶄新的氧氣管(4余米)全部被炸成破爛,當時,我們先檢查了乙炔管道,它是完好無損的,但乙炔減壓器上低壓壓力顯示為近0.1MPa,也就是說,焊工用中壓乙炔作業。而我們通常普及使用的射吸式乙炔—氧氣切割炬是用低壓乙炔(即工作壓力在0.02 MPa以下),它主要靠 0.5MPa左右的氧氣壓力高速噴射通過混合室,使其對乙炔導管產生吸力(負壓)。所以,只要乙炔處子正壓狀態,就足夠割、焊炬的工作使用。現在,焊工把乙炔工作壓力開那么大(這在一些地方很普遭),本身就不符合焊工操作的基本要求。而且,乙炔大了火焰也很大、溫度又高,這對切割、焊接技術不高的人員采講的確很難掌握。實際上,這樣做既浪費資源,又降低了切割、焊接質量,還不安全,有百害而無一利!

三、氧氣膠管發生爆炸的原因分析
    上面所提的·氧氣膠管發生爆炸’,主要有原因有:在焊、割工作中,氧氣瓶內氧氣已使用完,需要換氧氣。在此時,要先關掉氧氣瓶閥,卸下氧氣膠管,再卸下氧氣減壓器(俗稱氧氣表L焊工在這個操作過程中,必定需要一定的時間,在這段時間內,其所使用的氧氣膠管內是無壓力的,而乙炔仍處在當時的工作壓力(近0.1MPa)。也就是說,在這種特殊的工作條件下,乙炔膠管內的壓力要大于氧氣膠管內的壓力(乙炔的壓力小于等于0.02 MPa也—樣)。如果在這種特殊的情況下,焊工沒有關閉乙炔進氣閥和氧氣火焰詞節閥,乙炔就會通過混合室回流到氧氣膠管內,乙炔壓力大、回流速度快、時間短,反之,乙炔壓力小、回流速度慢、時間長。大家知道,乙炔與氧氣混合遇火能爆炸,尤以含量在7%-13%時威力zui大。焊工此時點火(想恢復操作),豈有不爆之理!
    這里還需要說明的一點是,如果焊工開啟的乙炔工作壓力在0.02MPa以下,在同樣條件下,其回流到氧氣膠管內的氣量要少得多、速度要慢許多;加之其大量氣體主要是通過割咀散逸到大氣中的,所以盡管仍有回流現象,但發生事故的概率卻會大大降低。

四、“回火”把整條乙炔膠管炸掉的原因分析
    乙炔氣使用現場還經常會發現另外一種現象,即有時“回火”會把整條乙炔膠管炸掉。這是什么原因造成的?在這里,也想詳細說明一下。
    之所以稱之為“回火”,是因為火焰不在焊、割炬嘴頭處燃燒,而是在焊、割炬的混合室(即焊,割炬混合氣管較粗的那一段)燃燒。這種情況的發生,大多是在焊、割咀火焰碰到阻力(如氧化鐵皮崩濺或乙炔膠管突然受壓導致瞬間流速降低)等情況下發生的。其基本原理是,燃燒速度高于氣體的流速。因為乙炔的燃燒速度快,而丙烷、丙烯的燃燒速度慢,所以就不易產生“回火”。
    “回火”現象一般只在混合室發生。如果及時關閉混合室手輪,“回火”現象就會終止。如果任憑其燃燒,到一定時間,混合室管子就會被燒熔斷,“回火”也會自動停止。
    這是射吸式焊、割炬的—項安全措施,其目的就是防止回火波及乙炔膠管和氣瓶。這也是其采取射吸式的目的(過去有采用等壓式割炬的,因不安全已被淘汰〕。也就是所說,射吸式焊、割炬的混合室是一個阻火器,它能阻止火焰向后傳播。
    那么,乙炔膠管為何整個被炸,有的甚至連同乙炔減壓器(俗稱乙炔表)也—起被炸飛?這肯定不是“回火”,究竟是什么呢?
    前面,我們已經對氧氣膠管爆炸案例進行了分析,已經弄清楚氧氣膠管爆炸是因乙炔回流到氧氣膠管內而引發的。而該乙炔膠管的爆炸原因則恰恰相反,是氧氣回流到乙炔膠管引發。同樣道理,氧氣與乙炔混合達到一定的比例時,遇火必定爆炸,但此時絕不是“回火’,而是混合氣體爆炸。
    引起氧氣回流到乙炔膠管內的原因主要有兩個:
    (1)焊、割炬的咀頭受阻,致使混合氣體不能順暢噴出。此類問題大多都發生在野外施工現場,焊、割炬咀落地陷入泥土,焊工本人又未及時發現和采取疏通措施。在這種情況下,打開乙炔和混合氣調節手輪,因混合氣受阻,而氧氣壓力又大大高于乙炔壓力,氧氣就會很快逆回到乙炔膠管內,遇火引發乙炔膠管爆炸;
    (2)射吸式焊、割炬在使用一個階段后,茸混合室噴射管有堵塞現象(因其噴射管極細,一般直徑小于∮2mm,沒有相當經驗的人用肉眼很難判斷是否堵塞,而氧氣壓力又開得較大,因此產生“倒氧”現象。
    此類事故,一般發生在工作剛開始時。其實,要解決這個問題也很簡單,只需把乙炔管從焊、割炬上撥下來,再打開乙炔閥手乾和混合氣閥手輪,然后用手在乙炔管口試一下,如果是往里吸抽,證明此焊、割炬是正常好用的(混合氣閥手輪要大、小開啟調整一下,有的開小是吸的、開大卻倒流了,這就必須檢修焊,割炬)。反之,若開啟混合氣閥手輪和乙炔閥手輪后,有氧氣往外噴出,即呈“倒氧”現象,那就不能點火作業,應立即把焊、割炬拆開檢修,直至呈正常“射吸”狀態為止。
    每天動火苗,“檢查工、器具是否完好”是焊工必做的準備工作之一(這僅需要一點點的時間就可以)。如果焊工認真去做了,以上事故是不會發生的。
    如果已經發現氧氣或乙炔膠管內可能混進了乙炔或氧氣,采取的防范措施是;
    首先,嚴禁點火;其次,選擇較空曠通風的室外(周圍無火源),將氧氣或乙炔膠管內的混合氣體捧放到大氣中,排放時間要根據膠管的長短而定,膠管長則時間相對長些。在100%確定膠管內已無混合氣體且焊、割工具也都完好后,方可重新點火作業。
    此類事故并非只有使用氧一乙炔焰時才會發生,使用氧一丙烷、氧—丙烯、氧—民用液化氣焰等等其他可燃氣體都可能發生,只是因為各種氣體的性質及爆炸極限不同,故發生爆炸的概率也不同,區別*而巳。

五、火焰溫度要求相對較低作業的可燃氣體選擇
    受一些地方安全管理干部的邀請,我也到過一些使用其他可燃氣體的企業。這些廠大多場地小、廠房簡易,但人員卻很密集,他們基本都使用50kg裝的民用液化氣(配氧氣L如電子燈飾廠,該廠在制造電子燈飾時每天要消牦許多可燃氣體。因受船舶廠爆炸的影響,他們也產生了想改用乙炔的念頭。我認為,這類企業對火焰溫度的要求相對較低,選用民用液化氣是合適的。與乙炔相比,民用液化氣的燃燒速度較慢、爆炸范圍窄、使用安全系數較高、成本也低。但是,各方面的安全措施必須得跟上去:
    由于民用液化氣密度比空氣重,所以首先要考慮的是作業場所下部要有良好的通風條件;再者,堵如民用液化氣瓶與用火場所的安全距離、與氧氣瓶的安全距離,氣瓶庫的通風條件,周圍環境(如無易燃物,無重要建筑、高壓線)等都應該符合安全要求.并要嚴禁煙火等等。哪些地方做得不夠,虛馬上采取措施整改,不能敷衍了事、掉以輕心,更不能有僥幸心理
 

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