一、燃燒

1. 氧化與燃燒

根據(jù)化學定義，凡是使被氧化物質失去電子的反應都屬于氧化反應。強烈的氧化反應，并伴隨有熱和光同時發(fā)出，則稱為燃燒。物質不僅與氧的化合反應屬于燃燒，并且在一定條件下，與氯氣、硫的蒸氣等的化合反應也屬于燃燒。但是物質和空氣中的氧所起的反應是最普遍的，也是焊接發(fā)生火災爆炸事故的主要原因。我們將著重討論這一形式的燃燒。

燃燒俗稱著火，如果只有放熱發(fā)光而沒有氧化反應的不能叫做燃燒，如灼熱的鋼材雖然放熱發(fā)光，但這是物理現(xiàn)象，不是燃燒；而放熱或不發(fā)光的氧化反應，如金屬生銹、生石灰遇水放熱等現(xiàn)象，也不能叫做燃燒。

2．燃燒的必要條件

發(fā)生燃燒必須同時具備三個條件，即可燃物質、助燃物質和著火源。亦即發(fā)生燃燒的條件必須是可燃物質和助燃物質共同存在，并有能導致著火的火源，例如火焰、電火花、灼熱的物體等。

(1)可燃物質

凡能與氧和其他氧化劑發(fā)生劇烈氧化反應的物質，都稱為可燃物質。就其存在的狀態(tài)可分為固態(tài)可燃物、液態(tài)可燃物、氣態(tài)可燃物三類；按其組成的不同又可分為無機可燃物質(如氫氣、一氧化碳等)和有機可燃物質(如甲烷、乙炔等)兩類.

物質的可燃性質是隨著條件的變化而變化，大塊的鋁、鎂可看作是不燃物，但在純氧中就是可燃物。鋁粉、鎂粉不但能自燃，而且還有爆炸性。

(2)助燃物質

凡是能與可燃物質發(fā)生化學反應并起助燃作用的物質稱為助燃物，如空氣、氧氣、氟和溴等。

可燃物質完全燃燒，必須要有充足的空氣(氧在空氣中約占21％)，如燃燒1kg石油需要10～12m3空氣。如果缺乏空氣，燃燒就不完全。

(3)著火源

凡能引起可燃物質燃燒的熱能，都叫著火源。要使可燃物質起化學變化而發(fā)生燃燒，需要有足夠的熱量和溫度，各種不同的可燃物質燃燒時所需要的溫度和熱量各不相同。著火源主要有下列幾種：

①明火，如火柴和打火機的火焰、油燈火、爐火、噴燈火、煙頭火以及焊接、氣割時的動火等(包括灼熱鐵屑和高溫金屬)。

②電氣火,電火花(電路開啟、切斷、保險絲熔斷等)，電器線路超負荷、短路，接觸不良；電爐絲、電熱器、電燈泡；紅外線燈、電熨斗等。

③摩擦、沖擊產生的火花。

④靜電荷產和珠火花。電介質相互磨擦、剝離或金屬摩擦生成的。如液體、氣體，沿導管流動；氣體高速噴出產生靜電。

⑤雷電產生的火花，分直接雷擊和感應雷電。

⑥化學反應熱，包括本身自燃、遇火燃燒與其他抵觸性物質接觸起火。

可燃物、助燃物和著火源構成燃燒的三個要素，缺少其中任何一個要素便不能燃燒。燃燒反應在濃度、壓力、組成和著火源等方面都存在著極限值，如果可燃物未達到一定濃度，或助燃物數(shù)量不足，或著火源不具備足夠的溫度或熱量，那么，即使具備了三個條件，燃燒也不會發(fā)生。對于已進行著的燃燒，若消除其中任何一個要素，燃燒便會終止，這就是滅火的基本理論。

3．燃燒的過程及類型

(1)燃燒的過程

可燃物質的燃燒一般是在蒸汽或氣體狀態(tài)下進行。由于可燃物質的狀態(tài)不同，其燃燒的特點也不同。

氣體容易燃燒，只要達到其本身氧化分解所需的熱量便能迅速燃燒，在極短的時間內全部燒光。

液體在火源作用下，首先使其蒸發(fā)，然后蒸汽氧化分解進行燃燒。

固體燃燒，如果是簡單物質，如硫、磷等受熱時首先熔化，然后蒸發(fā)、燃燒，沒有分解過程。若是復雜物質，在受熱時首先分解成氣態(tài)和液態(tài)產物，然后氣態(tài)產物和液態(tài)產物的蒸汽著火燃燒。

(2)燃燒的類型

①閃燃與閃點 各種液體的表面都有一定量的蒸汽存在，蒸汽的濃度取決于該液體的溫度?？扇家后w表面或容器內的蒸汽與空氣混合而形成混合可燃氣體或可燃液體，遇明火會發(fā)生一閃即滅的瞬間火苗或閃光，這種現(xiàn)象叫閃燃。引起閃燃時的最低溫度叫做閃點(閃點的概念主要適用于可燃性液體)。當可燃性液體溫度高于其閃點時，隨時都有被火點燃的危險。

不同的可燃液體有不同的閃點，閃點越低，火險越大。它是評定液體火災危險性的主要依據(jù)。

②著火與燃點 所謂著火，則是可燃物質與火源接觸能燃燒，并且在火源移去后仍能保持繼續(xù)燃燒的現(xiàn)象?？扇夹晕镔|發(fā)生著火的最低溫度，稱為著火點或燃點。

③受熱自燃與自燃點 可燃物質在外部條件作用下，溫度升高，當達到其啟燃點時，即著火燃燒，這種現(xiàn)象稱為受熱自燃。自燃點是指物質(不論是固態(tài)或氣態(tài))在沒有外部火花和火焰的條件下，能自動引燃和繼續(xù)燃燒的最低溫度。

物質的自燃點越低，發(fā)生火災的危險就越大。物質受熱自燃是發(fā)生火災的一種主要原因，掌握物質的自燃點，對防火工作有重要的實際意義。

④本身自燃 能自燃的植物有：稻草、麥稈、木屑、仔棉、麻等。植物的自燃是由于生物、物理和化學作用引起的。

植物油有較大的自燃性，動物油次之，純粹的礦物油不能自燃，引起油脂自燃的內因是油脂中含有不飽和脂肪酸、甘油酯，其不飽和程度越大，含量越多，則油脂的自燃能力就越大，這種不飽和化合物在空氣中容易發(fā)生氧化發(fā)熱作用。引起油脂自燃的外因：有較大的氧化表面(如浸油的纖維物質)、有空氣、具備蓄熱的條件。煙煤、褐煤、泥煤和硫化鐵等也能自燃。

二、爆炸

爆炸是物質在瞬間以機械功的形式釋放出大量氣體和能量的現(xiàn)象。通常將爆炸分為物理性爆炸和化學性爆炸兩大類。

1．物理性爆炸與化學性爆炸

物理性爆炸是由于物理變化引起的。如蒸汽鍋爐的爆炸，是由于過熱的水迅速變化為蒸汽，且蒸汽壓力超過鍋爐強度的極限而引起的，其破壞程度取決于鍋爐蒸汽壓力。發(fā)生物理爆炸的前后，爆炸物質的性質及化學成分均不改變。

化學性爆炸是由于物質在極短時間內完成的化學變化，形成其他物質，同時放出大量熱量和氣體的現(xiàn)象。例如用來制作炸藥的硝化棉在爆炸時放出大量的熱量，同時產生大量的氣體(CO、CO2、H2和水蒸氣等)。爆炸時的體積突然增大4了萬倍，在幾萬分之一秒內完成燃燒。由于一方面生成大量氣體和熱量，另一方面燃燒的速度又極快，在瞬間內生成的大量氣體來不及膨脹和擴散開，仍然被約束在原有的較小的空間內。眾所周知，氣體的壓力同體積成反比，即戶yV＝K(常數(shù))，氣體的體積越小，則壓力就越大，而且這個壓力產生極快，即使堅固的鋼板、堅硬的巖石也承受不住。同時，爆炸還產生強大的沖擊波，這種沖擊波不僅能推倒建筑物，對在場人員還具有殺傷作用。化學反應的高速度，同時產生大量氣體和熱量，這是化學性爆炸的三個基本要素。

發(fā)生化學性爆炸的物質，按其特性可分為兩類：一類是炸(火)藥；另一類是可燃物質與空氣形成爆炸性混合物?？扇細怏w、蒸氣及粉塵的爆炸性混合物都屬于后一類。

2．爆炸極限

可燃性物質與空氣的混合物，在一定的濃度范圍內才能發(fā)生爆炸?？扇嘉镔|在混合物中發(fā)生爆炸的最低濃度稱為爆炸下限；反之，則為爆炸上限。在低于下限和高于上限的濃度時，是不會發(fā)生著火爆炸的。爆炸下限和爆炸上限之間的范圍，稱為爆炸極限。

爆炸極限，一般用可燃性氣體或蒸汽在空氣或氧氣混合物中的體積百分數(shù)來表示，有時也用單位體積氣體中可燃物的含量來表示(g／m3)。爆炸性混合物的溫度、壓力、含氧量及火源能量等數(shù)量的增大，都會使爆炸極限范圍擴大。從爆炸極限的大小和范圍，可以評定可燃氣體、蒸汽或粉塵的火災及爆炸危險性。爆炸下限較低的可燃氣體、蒸汽或粉塵，危險性較大，爆炸極限的幅度越寬，其危險性就越大。

為了幫助大家理解和記憶“爆炸極限”的概念和影響因素，我們可以把它總結成四句話：“上上下下保安全，中間范圍最危險，溫度壓力有影響，氧氣火源能拓寬?！?

3．化學性爆炸的必要條件

凡是化學性爆炸，總是在下列三個條件同時具備時才能發(fā)生：a．可燃易爆物；b．可燃易爆物與空氣混合并達到爆炸極限，形成爆炸性混合物；c．爆炸性混合物在火源的作用下。防止化學性爆炸的全部措施的實質，即是制止上述三個條件的同時存在；

三、焊接與切割作業(yè)中發(fā)生火災爆炸事故的原因及防范措施

1．焊接切割作業(yè)中發(fā)生火災爆炸事故的原因

(1)焊接切割作業(yè)時，尤其是氣體切割時，由于使用壓縮空氣或氧氣流的噴射，使火星、熔珠和鐵渣四處飛濺(較大的熔珠和鐵渣能飛濺到距操作點5m以外的地方)，當作業(yè)環(huán)境中存在易燃、易爆物品或氣體時，就可能會發(fā)生火災和爆炸事故。

(2)在高空焊接切割作業(yè)時，對火星所及的范圍內的易燃易爆物品來清理干凈，作業(yè)人員在工作過程中亂扔焊條頭，作業(yè)結束后未認真檢查是否留有火種。

(3)氣焊、氣割的工作過程中未按規(guī)定的要求放置氣瓶，工作前未按要求檢查焊(割)炬、橡膠管路和氣瓶的安全裝置。

(4)氣瓶存在制造方面的不足，氣瓶的保管充灌、運輸、使用等方面存在不足，違反安全操作規(guī)程等。

(5)乙炔、氧氣等管道的制造、安裝有缺陷，使用中未及時發(fā)現(xiàn)和整改其不足。

(6)在焊補燃料容器和管道時，未按要求采取相應措施。在實施置換焊補時，置換不徹底，在實施帶壓不置換焊補時壓力不夠致使外部明火導入等。

2．防范措施

(1)焊接切割作業(yè)時，將作業(yè)環(huán)境10m范圍內所有易燃易爆物品清理干凈，應注意作業(yè)環(huán)境的地溝、下水道內有無可燃液體和可燃氣體，以及是否有可能泄漏到地溝和下水道內可燃易爆物質，以免由于焊渣、金屬火星引起災害事故。

(2)高空焊接切割時，禁止亂扔焊條頭，對焊接切割作業(yè)下方應進行隔離，作業(yè)完畢時應做到認真細致的檢查，確認無火災隱患后方可離開現(xiàn)場。

(3)應使用符合國家有關標準、規(guī)程要求的氣瓶，在氣瓶的貯存、運輸、使用等環(huán)節(jié)上應嚴格遵守安全操作規(guī)程。

(4)對輸送可燃氣體和助燃氣體的管道應按規(guī)定安裝、使用和管理，對操作人員和檢查人員應進行專門的安全技術培訓。

(5)焊補燃料容器和管道時，應結合實際情況確定焊補方法。實施置換法時，置換應徹底，工作中應嚴格控制可燃物質的含量；實施帶壓不置換法時，應按要求保持一定的壓力。工作中應嚴格控制其含氧量。要加強檢測，注意監(jiān)護，要有安全組織措施。

四、火災、爆炸事故的緊急處理方法及滅火技術

1．火災、爆炸事故的緊急處理方法

在焊接切割作業(yè)中如果發(fā)生火災、爆炸事故時，應采取以下方法進行緊急處理：

(1)應判明火災、爆炸的部位及引起火災和爆炸的物質特性，迅速撥打火警電話119報警。

(2)在消防隊員未到達前，現(xiàn)場人員應根據(jù)起火或爆炸物質的特點，采取有效的方法控制事故的蔓延，如切斷電源、撤離事故現(xiàn)場氧氣瓶、乙炔瓶等受熱易爆設備，正確使用滅火器材。

(3)在事故緊急處理時必須由專人負責，統(tǒng)一指揮，防止造成混亂。

(4)滅火時，應采取防中毒、倒塌、墜落傷人等