三、 乙炔瓶的環(huán)境溫度和靜置壓力,也是影響其安全性能的主要外界因素。
因為溫度高時,不僅能使乙炔瓶的靜置壓力升高,而同時又降低了乙炔分解爆炸的初始壓力,從而使乙炔易發(fā)生分解和爆炸。某廠試驗的54只瓶,在15只不合格瓶中,除有3只是經(jīng)35±2℃水浴加熱外,有11只試驗時氣溫在20℃以上,其中有7只是在25℃以上,靜置壓力均在1.5MPa以上,其中在20MPa以上的有4只;而在試驗合格的39只瓶內(nèi),除有8只是經(jīng)水浴加熱外,有13只氣溫在20℃以上,其中有2只是在25℃以上,靜置壓力在1.5MPa以上的有13只,其中最高的一只壓力為1.75MPa。從以上的數(shù)據(jù)不難看出,在不同的溫度和壓力下,經(jīng)回火試驗合格和不合格的比率,顯然有著很大的差異。國內(nèi)自1991——1993年上半年,曾對3家乙炔瓶制造廠進(jìn)行了技術(shù)鑒定,其中有2家首次鑒定均未通過,而這兩家的鑒定時間都選在6——8月份,做安全性能試驗時的氣溫都較高。因此時的試行規(guī)程,對鑒定的環(huán)境溫度未作規(guī)定,故1993年下半年7家乙炔瓶制造廠的技術(shù)鑒定都安排在11~12月份,因為此時的環(huán)境溫度較低,故此7家都是一次鑒定通過。當(dāng)然按現(xiàn)行國標(biāo)就不存在這個問題了,因為國標(biāo)規(guī)定在回火試驗前,需經(jīng)35±2℃水浴3小時,不論環(huán)境溫度如何,都將在相同的條件下進(jìn)行試驗。
因此,在乙炔瓶的實際工作中,應(yīng)嚴(yán)格控制環(huán)境溫度,特別是要嚴(yán)格控制乙炔瓶的靜置壓力。那些認(rèn)為提高靜置壓力,可以增加乙炔瓶的氣體充裝量,從而提高乙炔瓶的經(jīng)濟(jì)性的認(rèn)識是不全面的,因為它恰恰忽略了乙炔瓶的安全性,而乙炔瓶的安全性與經(jīng)濟(jì)性是不能相提并論的。
四、 乙炔瓶中的丙酮和乙炔氣體的充裝量,以及瓶內(nèi)留有的“安全空間”容積,對乙炔瓶的安全性能也有很大的影響,特別是丙酮和乙炔氣體充裝量決定的乙炔濃度(炔酮比),對乙炔瓶安全性能的影響是很明顯的。
我國多次安全性能試驗的結(jié)果,也都證實了這一點(diǎn)。如某廠試驗的54只乙炔瓶,在試驗不合格的15只瓶中,有13只炔酮比在0.5以上:而在試驗合格的39只瓶中,僅有21只炔酮比在0.5以上。1996年3月發(fā)生的一起活性炭乙炔瓶爆炸事故,其炔酮比為0.55(資料記載的數(shù)據(jù))。此外,乙炔瓶充裝氣體后的靜置時間不足,也會造成瓶內(nèi)的乙炔濃度不均勻,即在瓶內(nèi)存在局部濃度較高,也會發(fā)生與乙炔濃度高時的相同結(jié)果。在國外,也有這方面的數(shù)據(jù)報導(dǎo)。因此,在溶解乙炔的充裝操作中,應(yīng)特別注意加強(qiáng)對丙酮和乙炔氣體充裝量的嚴(yán)格控制。
當(dāng)前,在乙炔瓶充裝中存在的問題,還是比較嚴(yán)重的,主要表現(xiàn)為充裝前不按規(guī)定補(bǔ)加丙酮,嚴(yán)重的瓶內(nèi)丙酮不足量意達(dá)5kg,那充裝的還是什么“溶解乙炔”?甚至更有嚴(yán)重的,據(jù)說有個別生產(chǎn)廠,為了瓶子夠重量,向瓶中補(bǔ)加水作溶劑,簡直是到了不擇手段的地步,其危險性是十分明顯的,主要表現(xiàn)為:
1. 由于丙酮補(bǔ)加量不足,如仍按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的靜置壓力充裝,瓶內(nèi)的乙炔氣充裝量就不足,很難符合GB 6819的溶解乙炔凈重應(yīng)在5——7kg,以及GB13591規(guī)定的乙炔瓶單位容積充裝量若低于0.12kg/L,不準(zhǔn)出廠。
2. 丙酮補(bǔ)加量不足,不僅使乙炔充裝量減少,而且還會使乙炔瓶內(nèi)“安全空間”容積(自由容積)增大,從而會使瓶內(nèi)的氣態(tài)乙炔量過大。由于氣態(tài)乙炔的穩(wěn)定性差,易分解擴(kuò)散,這對乙炔瓶的安全性能影響是很大的。
3. 丙酮補(bǔ)充量不足,而又以提高充裝壓力來達(dá)到規(guī)定的乙炔充裝量,這不僅會使靜置壓力超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,而且將會使瓶內(nèi)的乙炔濃度(炔酮比)大大提高,降低乙炔瓶的阻火能力,從而影響乙炔瓶的安全性能。按現(xiàn)行國標(biāo)的規(guī)定,目前乙炔瓶的最大炔酮比為0.526(0.2δV/0.38δV)當(dāng)40瓶少補(bǔ)加丙酮1Kg時(這在目前的生產(chǎn)實際中是較普遍存在的),相當(dāng)于少加0.028δV的丙酮,則此時瓶內(nèi)的炔酮比為0.568(0.2δV/(0.38δV-0.028δV)。如此高的炔酮比,就目前國產(chǎn)乙炔瓶的現(xiàn)狀,是很難阻止瓶內(nèi)乙炔分解的,這已被國內(nèi)多次安全性能試驗所證實。
五、 乙炔瓶內(nèi)氣體純度及其雜質(zhì)含量也影響乙炔瓶的安全性能。
當(dāng)乙炔瓶內(nèi)充裝的氣體純度不高時,不是乙炔充裝量不足,就是靜置壓力過高,因為此時的乙炔瓶靜置壓力,除乙炔氣體本身的壓力外,還要加上雜質(zhì)氣體的分壓力。國外資料中曾有報導(dǎo),當(dāng)乙炔氣體中空氣成份增加0.1%,即會使充裝后瓶內(nèi)壓力增加0.05MPa。此外,當(dāng)雜質(zhì)氣體中的空氣含量高,即含氧量高時,則在乙炔瓶內(nèi)有可能發(fā)生氧化爆炸,或由局部氧化爆炸釋放的能量,作為引爆源而引起的分解爆炸,即“階梯爆炸”。因此,乙炔――空氣混合氣體引起乙炔瓶爆炸的危險性是很大的,國內(nèi)的多次試驗都證實了這一點(diǎn)。在國外,也同樣有這方面的試驗數(shù)據(jù)報導(dǎo)。此外乙炔氣體中的主要雜質(zhì)磷化氫、硫化氫含量過高,也會影響乙炔瓶的安全性能。因為這些雜質(zhì)氣體的自燃溫度低,在瓶內(nèi)受外界影響容易自燃,從而引起乙炔的分解爆炸。因此,溶解乙炔的質(zhì)量必須符合GB6819的技術(shù)要求。
六、 乙炔瓶的安全性能,除了受瓶的本身質(zhì)量等內(nèi)因、以及充裝及管理等外因的影響外,還與引爆源有著密切的關(guān)系。
目前一般認(rèn)為,引爆源的種類主要有:撞擊、摩擦、絕熱壓縮、沖擊波、明火、加熱、高溫、熱輻射、電火花、電弧、靜電、紫外線、紅外線以及自然發(fā)熱等。這里需要特別指出的是,撞擊、摩擦、絕熱壓縮和靜電等,經(jīng)常不為人們重視,而實際工作中又是比較普遍存在的,它們往往是導(dǎo)致乙炔瓶爆炸的直接原因。
通過對乙炔瓶安全性能的分析,我們就可以在日常的工作中采取有針對性地技術(shù)措施,同時嚴(yán)格貫徹執(zhí)行國家已頒發(fā)的有關(guān)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定,抓好乙炔瓶充裝和檢驗這兩個重要環(huán)節(jié),定期對乙炔瓶的充裝、檢驗、運(yùn)輸、儲存和使用人員進(jìn)行安全教育,從而把我國乙炔瓶的安全管理推向一個新的水平。