常用氣體的性質(zhì)及安全使用

氣割與氣焊常用的氣體主要有氧氣、乙炔和液化石油氣等。

一、氧氣

1.氧氣的性質(zhì)

氧（O₂）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0℃，9.8×10²Pa）是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的氣體，密度為1.43 kg/m3（空氣為1.29 kg/m2）。大氣壓下溫度降至-182.96℃時(shí)，氧由氣態(tài)變?yōu)樗{(lán)色的液態(tài)，在-218.4℃時(shí)成為固體。

氧氣不是可燃?xì)怏w，但它是一種化學(xué)性質(zhì)極為活潑的助燃?xì)怏w，能使其他的可燃物質(zhì)發(fā)生劇烈燃燒（氧化），并能同許多元素化合生成氧化物。氧是人類(lèi)呼吸必需的氣體，在空氣中正常氧含量約為21%，如低于18%則為缺氧。

2.壓縮純氧的危險(xiǎn)性

工業(yè)用氣體氧的純度一般分為兩級(jí)∶ 一級(jí)純度不低于99.2%;二級(jí)純度不低于99.5%。

（1）增加氧的純度和壓力會(huì)使氧化反應(yīng)顯著地加劇。金屬的燃點(diǎn)隨著氧氣壓力的增高而降低，見(jiàn)表6-3。

（2）乙塊和液化行只有在純氧中燃燒才能達(dá)到最高溫度，因此氣焊和氣割必須選用純度、否則會(huì)影響燃燒效率和切割效果。但是值得注意的是濃度易引發(fā)火災(zāi)事故，織物在高濃度氧的環(huán)境下燃燒極快，比在正常氣情況下要快得多，且燒傷傷口不好治愈。高壓氧氣與油脂英粉等易燃物接觸，會(huì)引起自燃和爆炸。

（3）使用時(shí)、尤其在壓縮狀態(tài)下，必須注意，不要使它與易的物質(zhì)相接物會(huì)受到劇烈的氧化而升溫、積熱，發(fā)生自燃，構(gòu)成火災(zāi)或爆炸。特別是氧氣瓶的瓶嘴、氧氣表、氧氣膠管、焊炬、制炬等不可沾染油脂。

（4）氧氣幾乎能與所有可燃性氣體和蒸氣混合而形成爆炸性混合、這種混合物具有較寬的爆炸極限范圍。多孔性有機(jī)物質(zhì)（炭、炭、泥炭、羊毛纖維等）浸透了液態(tài)氧（所謂液態(tài)炸藥），在一定的沖擊下，就會(huì)產(chǎn)生劇烈爆炸。

3.氧氣使用安全要求

（1）嚴(yán)禁用氧氣作為通風(fēng)換氣的氣體。

（2）嚴(yán)禁用氧氣作為氣動(dòng)工具動(dòng)力源。

（3） 氧氣瓶、氧氣管道等器具嚴(yán)禁與油脂接觸。

（4）禁止用氧氣吹掃工作服。

二、乙炔

1. 乙炔的性質(zhì)

是種未飽和的碳?xì)浠衔?，化學(xué)式為 C₂H₂，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HC=CH，具有高的鍵能，化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，容易發(fā)生加成、聚合代各種反應(yīng)在常溫常壓下，乙炔是一種高熱值的容易燃燒和對(duì)炸的氣體。

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下密度為1.17 kg/m2。純乙炔為無(wú)色、無(wú)味氣體，工業(yè)乙炔因含有硫化氫（H₂S）和磷化氫（H₂P）等雜質(zhì)，有特殊臭味。乙炔中毒主要是損傷人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。

2. 乙炔的危險(xiǎn)性

（1）與氫氣、一氧化碳、丙烷、丁烷等相比，乙炔的發(fā)熱量較高（52753J/L）。乙炔與空氣混合燃燒時(shí)所產(chǎn)生的火焰溫度為2350℃，而與氧氣混合燃燒的火焰溫度可達(dá)3 000～3300℃。

（2）乙炔與空氣或氧氣混合時(shí)易引發(fā)氧化爆炸。乙炔與空氣混合時(shí)，爆炸極限為2.2%~81%（指乙炔在混合氣體中占有的體積），自溫度為305℃;而與氧氣混合時(shí)，爆炸極限為2.8%～93%，自燃溫度為300℃。

由此可知，乙炔爆炸極限下限低，爆炸極限范圍大，自燃溫度低，在200~300℃時(shí)會(huì)發(fā)生聚合反應(yīng)并放出熱量，燃燒和回火速度快 （在空氣中燃燒速度4.7m/s，在氧氣中7.5 m/s），與銅或銀及其鹽類(lèi)長(zhǎng)期接觸會(huì)生成極易爆炸的乙炔銅、乙炔銀，所以乙炔的危險(xiǎn)性比較大。

（3）在一定壓力下，只要溫度合適，乙炔即發(fā)生分解爆炸。當(dāng)乙炔壓力為0.15 MPa、溫度達(dá)580℃時(shí)，乙炔便開(kāi)始分解爆炸。壓為越高，乙炔分解爆炸所需的溫度越低。有關(guān)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氣體壓力壓縮到0.18 MPa以上時(shí)，乙炔完全分解爆炸。因此，乙炔不能壓縮成氧氣那樣高壓。根據(jù)這一點(diǎn)，國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，乙炔最高工作壓力禁 止超過(guò)0.147 MPa（表壓）。

（4）乙炔與銅、銀等金屬或其他鹽類(lèi)長(zhǎng)期接觸，會(huì)生成乙炔銅和乙炔銀等爆炸性化合物，當(dāng)受到震動(dòng)、摩擦、沖擊或加熱時(shí)便會(huì)發(fā)生爆炸。

（5）乙炔能溶于水，但在丙酮等有機(jī)液中溶解度較大。在15℃、0.1 MPa時(shí)，1L丙酮能溶解23 L乙炔。當(dāng)壓力為1.42 MPa時(shí)，1 L丙酮可溶解約400 L 乙炔。

乙炔溶解在液體中，會(huì)大大降低乙炔的爆炸性。利用這一特性，將乙炔溶解于丙酮中而成為"溶解乙炔"，可使其1.47MPa 的壓力下仍能安全工作。這大大方便了乙炔的儲(chǔ)存、運(yùn)送和使用。目前普遍使用的瓶裝乙炔，就是這種溶解乙炔。

（6）乙炔的爆炸性與儲(chǔ)存乙炔的容器形狀、大小有關(guān)。容器直徑越小，越不容易爆炸。將乙炔儲(chǔ)存在毛細(xì)管及微細(xì)小孔中，由于阻力和散熱表面積大，會(huì)大大降低煤炸性，即使壓力達(dá)到2.65 MPa也不會(huì)爆炸。

3. 乙炔安全使用要求

（1）利用乙快的年性與儲(chǔ)存乙 炔的容器形狀、大小有關(guān)的特性。乙炔瓶?jī)?nèi)裝有多孔科、同時(shí)乙炔儲(chǔ)存在毛細(xì)管及微細(xì)小孔中，可大大降低其爆炸性。

（2）禁止使用紫銅、銀或銅含量超過(guò)70% 的銅合金制造與乙炔接觸的儀表另外，乙炔燃燒時(shí)，嚴(yán)禁用四氯化碳滅火。

（3）在作業(yè)過(guò)程中乙炔瓶必須直立使用和存放。嚴(yán)禁將乙炔瓶倒使用，否則，會(huì)導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)丙酮大量外溢（瓶?jī)?nèi)充裝的丙酮是有限的）而使乙炔不能完全溶解，則很有可能會(huì)因此而發(fā)生乙炔分解爆炸。

三、液化石油氣

1. 液化石油氣的性質(zhì)

液化石油氣是油田開(kāi)發(fā)或煉油廠(chǎng)石油裂解的副產(chǎn)品，其主要成分丙烷（C₃H_g）、丁烷（C₄H₁₀）、丙烯（C₃H₆）、丁烯（C₄H₈）和少量的乙烷（C₂H₆）、乙烯（C₂H₄）等碳?xì)浠衔?。工業(yè)上使用的液化石油氣、是一種略帶臭味的無(wú)色氣體。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，其密度為1.8~2.5 kg/m'，比空氣重。

化石油氣在0.8～1.5 MPa的壓力下，由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，便于裝人瓶?jī)?nèi)儲(chǔ)存和運(yùn)輸。

中燒時(shí)火焰溫度為2800℃，比氧—乙炔焰稍低，切割較。但是切口平整，上切口不塌邊，切口表面氧化很少且消法容易

中燒速度為1.5 m/s，在純氧中燃燒速度為2m/s，達(dá)到燒所需的氧氣量比乙炔大一倍。故氣割時(shí)，比使用乙炔耗氧量但比乙炔價(jià)格低;比乙炔安全，且不會(huì)發(fā)生回火;需用明火點(diǎn)燃次陷。

2. 液化石油氣燃燒爆炸的危險(xiǎn)性

1）液化石油氣是易燃、易爆氣體，丙烷與空氣混合時(shí)的爆炸極為2.3%～9.5%（指丙烷所占體積），爆炸極限范圍比較窄，而與氣混合時(shí)的爆炸極限為3.2% ～64%，見(jiàn)表6-4。

液化石油氣容易揮發(fā)，如果從氣瓶中滴漏出來(lái)，會(huì)擴(kuò)散成體積為350倍的氣體。閃點(diǎn)低（如組分丙烷揮發(fā)點(diǎn)為-42℃，閃點(diǎn)為-20℃）。

（3）氣態(tài)石油氣比空氣重（約1.5倍），習(xí)慣于向低處流動(dòng)而滯留積聚。液態(tài)石油氣比汽油輕，能漂浮在水溝的液面上，隨風(fēng)流動(dòng)并在死角處聚集。

（4）石油氣對(duì)普通橡膠導(dǎo)管和襯墊有潤(rùn)脹和腐蝕作用，能造成膠管和襯墊的穿孔或破裂。

3.液化石油氣使用安全要求

（1）使用和儲(chǔ)存液化石油氣瓶的車(chē)間和庫(kù)房的下水道排出口，應(yīng)設(shè)置安全水封；電纜溝進(jìn)出口應(yīng)填裝沙土；暖氣溝進(jìn)出口應(yīng)砌磚抹灰，防止液化石油氣竄入其中發(fā)生火災(zāi)爆炸。室內(nèi)通風(fēng)孔除設(shè)在高處外，低處也應(yīng)設(shè)有通風(fēng)孔，以利空氣對(duì)流。

（2）不得擅自倒出液化石油氣殘液，以防遇火成災(zāi)。

（3）必須采用耐油性強(qiáng)的橡膠，不得隨意更換襯墊和膠管，以防腐蝕漏氣。

（4）點(diǎn)火時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃引火物，然后打開(kāi)氣閥。