第五节  气　　瓶

　　气瓶是指在正常环境下(－40～60℃)可重复充气使用的，公称工作压力为0～30MPa(表压)，公称容积为0．4～1000L的盛装永久气体、液化气体或溶解气体等的移动式压力容器。

　　一、气瓶的分类

　　(一)按充装介质的性质分类

　　1．永久气体气瓶

　　永久气体(压缩气体)因其临界温度小于－10℃，常温下呈气态，所以称为永久气体，如氢、氧、氮、空气、煤气及氩、氦、氖、氪等。这类气瓶一般都以较高的压力充装气体，目的是增加气瓶的单位容积充气量，提高气瓶利用率和运输效率。常见的充装压力为15MPa，也有充装20～30MPa。

　　2．液化气体气瓶

　　液化气体气瓶充装时都以低温液态灌装。有些液化气体的临界温度较低，装入瓶内后受环境温度的影响而全部气化。有些液化气体的临界温度较高，装瓶后在瓶内始终保持气液平衡状态，因此，可分为高压液化气体和低压液化气体。

　　(1)高压液化气体。临界温度大于或等于－10℃，且小于或等于70℃。常见的有乙烯、乙烷、二氧化碳、氧化亚氙、六氟化硫、氯化氢、三氟甲烷(F－13)、三氟甲烷(F－23)、六氟乙烷(F－116)、氟己烯等。常见的充装压力有15MPa和12．5MPa等。

　　(2)低压液化气体。临界温度大于70℃。如溴化氢、硫化氢、氨、丙烷、丙烯、异丁烯、1，3-丁二烯、1-丁烯、环氧乙烷、液化石油气等。《气瓶安全监察规程》规定，液化气体气瓶的最高工作温度为60℃。低压液化气体在60℃时的饱和蒸气压都在10MPa以下，所以这类气体的充装压力都不高于10MPa。

　　3．溶解气体气瓶

　　是专门用于盛装乙炔的气瓶。由于乙炔气体极不稳定，故必须把它溶解在溶剂(常见的为丙酮)中。气瓶内装满多孔性材料，以吸收溶剂。乙炔瓶充装乙炔气，一般要求分两次进行，第一次充气后静置8h以上，再第二次充气。

　　(二)按制造方法分类

　　1．钢制无缝气瓶

　　是以钢坯为原料，经冲压拉伸制造或以无缝钢管为材料，经热旋压收口收底制造的钢瓶。瓶体材料为采用碱性平炉、电炉或吹氧碱性转炉冶炼的镇静钢，如优质碳钢、锰钢、铬钼钢或其它合金钢。用于盛装永久气体(压缩气体)和高压液化气体。

　　2．钢制焊接气瓶

　　是以钢板为原料，冲压卷焊制造的钢瓶。瓶体及受压元件材料为采用平炉、电炉或氧化转炉冶炼的镇静钢，材料要求有良好的冲压和焊接性能。这类气瓶用于盛装低压液化气体。

　　3．缠绕玻璃纤维气瓶

　　是以玻璃纤维加粘结剂缠绕或碳纤维制造的气瓶。一般有一个铝制内筒，其作用是保证气瓶的气密性，承压强度则依靠玻璃纤维缠绕的外筒，这类气瓶由于绝热性能好、重量轻、多用于盛装呼吸用压缩空气，供消防、毒区或缺氧区域作业人员随身背挎并配以面罩使用。一般容积较小(1～10L)，充气压力多为15～30MPa。

　　(三)按公称工作压力分类

　　气瓶按公称工作压力分为高压气瓶和低压气瓶。

　　(1)高压气瓶，公称工作压力有：30、20、15、12．5、8MPa。

　　(2)低压气瓶，公称工作压力有：5、3、2、1．6、1MPa。

　　二、气瓶的安全附件

　　(一)安全泄压装置

　　气瓶的安全泄压装置，是为了防止气瓶在遇到火灾等高温时，瓶内气体受热膨胀而发生破裂爆炸。

　　气瓶常见的泄压附件有爆破片和易熔塞。

　　(1)爆破片装在瓶阀上，其爆破压力略高于瓶内气体的最高温升压力。爆破片多用于高压气瓶上，有的气瓶不装爆破片。《气瓶安全监察规程》对是否必须装设爆破片，未做明确规定。气瓶装设爆破片有利有弊，一些国家的气瓶不采用爆破片这种安全泄压装置。

　　(2)易熔塞一般装在低压气瓶的瓶肩上，当周围环境温度超过气瓶的最高使用温度时，易熔塞的易熔合金熔化，瓶内气体排出，避免气瓶爆炸。

　　(二)其它附件

　　其它附件有：防震圈、瓶帽、瓶阀。

　　1．气瓶

　　气瓶装有两个防震圈，是气瓶瓶体的保护装置。气瓶在充装、使用、搬运过程中，常常会因滚动、震动、碰撞而损伤瓶壁，以致发生脆性破坏。这是气瓶发生爆炸事故常见的一种直接原因。

　　2．瓶帽

　　瓶帽是瓶阀的防护装置，它可避免气瓶在搬运过程中因碰撞而损坏瓶阀，保护出气口螺纹不被损坏，防止灰尘、水分或油脂等杂物落人阀内。

　　3．瓶阀

　　瓶阀是控制气体出入的装置，一般是用黄铜或钢制造。充装可燃气体的钢瓶的瓶阀，其出气口螺纹为左旋；盛装助燃气体的气瓶，其出气口螺纹为右旋。瓶阀的这种结构可有效地防止可燃气体与非可燃气体的错装。

　　三、气瓶的颜色和标记

　　(一)颜色

　　国家标准《气瓶颜色标记》对气瓶的颜色、字样和色环做了严格的规定。常见气瓶的颜色见表5—3。

表5—3  气瓶漆色标准

　　(二)钢印标记

　　气瓶出厂和检验都有钢印标记，如下图：

　　(1)钢印标记打在瓶肩上时，其位置如图5—1(a)所示，打在护罩上时，如图5—1(b)所示。

　　(2)钢印标记的项目和排列，如图5—2(a)和图5—2(b)所示。

　　(3)制造钢印标记，也可在瓶肩部沿一条圆周线排列。各项目的排列应以图5—2(a)中的指引号为顺序。

图5—1  气瓶钢印标记

(a)制造钢印标记

图中标记含义：1—气瓶制造单位代号；2—气瓶编号；3—水压试验压力，MPa；4—公称工作压力，MPa；5—实际重量，kg；

6—实际容积，L；7—瓶体设计壁厚，mm；8—制造单位检验标记和制造年月；9—监督检验标记；10——寒冷地区用气瓶标记；

(b)检验钢印标记

图5—2  钢印标记的项目和排列

　　四、气瓶的充装量

　　为了保证气瓶在使用或充装过程中不因环境温度升高而处于超压状态，必须对气瓶的充装量严格控制。确定永久气体及高压液化气体气瓶的充装量时，要求瓶内气体在最高使用温度(60℃)下的压力，不超过气瓶的最高许用压力。对低压液化气体气瓶，则要求瓶内液体在最高使用温度下，不会膨胀至瓶内满液，即要求瓶内始终保留有一定气相空间。

　　根据上述原则，各种类型的气体的最大充装量应按下列方法确定：

　　(1)永久气体气瓶的最大充装量，应保证所装的气体在333K(60℃)时的压力不超过气瓶的最高许用压力。而永久气体的充气量是以充装结束时瓶内气体的温度和压力来计量的，所以这类气瓶的最大充装(结束时)压力应控制为：

　　　　　　   (5—3)

式中  p——气瓶充装压力的极限值，MPa(绝对)；

　　  T——气瓶的充装温度，K；

　　  Z₀——在压力p₀、温度T₀条件下气体的压缩系数；

　　  p₀——气瓶的许用压力，MPa(绝对)；

　　  T₀——气瓶的最高使用温度，333K；

　　  Z——在压力p、温度T的条件下气体的压缩系数。

　　不同设计压力的气瓶在不同温度下的最高充装压力见表5—4。

表5—4  常用永久气体在不同充装温度下的最高充装压力　　单位：MPa

　　(2)高压液化气体的最大充装量也应保证所装液化气体在333K(60℃)时的气体压力(已全部汽化)不超过气瓶的最高许用压力。但它的充装量是以充装系数(单位容积内装入液化气体的质量)来计量的。高压液化气体气瓶的充装系数为：

　　　　  (5—4)

  式中  Fr——高压液化气体充装系数，kg／L；

　　　　M——所装液化气体的相对分子质量；

　　　　p——气瓶最大许用压力，MPa(取公称工作压力)；

　　　　Z——气体在压力p及温度了时的压缩系数；

　　　　T——气瓶最高使用温度，K；

　　　　R——气体常数，R=8．314×10^—3MPa·m³／(kmol·K)。

　　高压液化气体的充装系数见表5—5。

表5—5  高压液化气体在不同设计压力下的充装系数　　单位：kg/L

　　(3)低压液化气体的最大充装量是保证所装入的液化气体在333K(60℃)时瓶内不会满液，仍保留有气相空间。也就是液化气体充装系数(单位容积内所装入的液化气体质量)不应大于所装介质在333K时液体的密度。一般为：

　　　　　　 (5—5)

式中  Fr——低压液化气体充装系数，kg／L；

　　  p——低压液化气体在最高液相介质温度下的液体密度，kg／L；

　　  C——液体密度的最大负偏差，％。

　　低压液化气体的充装系数见表5—6。

表5—6  部分低压液化气体的充装系数　　单位：kg／L

　　五、气瓶的管理

　　(一)充装安全

　　(1)气瓶充装过量，是气瓶破裂爆炸的常见原因之一。因此必须加强管理，严格执行《气瓶安全监察规程》的安全要求，防止充装过量。充装永久气体的气瓶，要按不同温度下的最高允许充装压力进行充装，防止气瓶在最高使用温度下的压力超过气瓶的最高许用压力。充装液化气体的气瓶，必须严格按规定的充装系数充装，不得超量，如发现超装时，应设法将超装量卸出。

　　(2)防止不同性质气体混装。气体混装是指在同一气瓶内灌装两种气体(或液体)。如果这两种介质在瓶内发生化学反应，将会造成气瓶爆炸事故。如原来装过可燃气体(如氢气等)的气瓶，未经置换、清洗等处理，甚至瓶内还有一定量余气，又灌装氧气，结果瓶内氢气与氧气发生化学反应，产生大量反应热，瓶内压力急剧升高，气瓶爆炸，酿成严重事故。

　　(3)属下列情况之一的，应先进行处理，否则严禁充装：

　　①钢印标记、颜色标记不符规定及无法判定瓶内气体的；

　　②改装不符合规定或用户自行改装的；

　　③附件不全、损坏或不符合规定的；

　　④瓶内无剩余压力的；

　　⑤超过检验期的；

　　⑥外观检查存在明显损伤，需进一步进行检查的；

　　⑦氧化或强氧化性气体气瓶沾有油脂的；

　　⑧易燃气体气瓶的首次充装，事先未经置换和抽空的。

　　(二)储存安全

　　(1)气瓶的储存应有专人负责管理。管理人员、操作人员、消防人员应经安全技术培训，了解气瓶、气体的安全知识。

　　(2)气瓶的储存，空瓶、实瓶应分开(分室储存)。如氧气瓶、液化石油气瓶，乙炔瓶与氧气瓶、氯气瓶不能同储一室。

　　(3)气瓶库(储存间)应符合《建筑设计防火规范》，应采用二级以上防火建筑。与明火或其它建筑物应有符合规定的安全距离。易燃、易爆、有毒、腐蚀性气体气瓶库的安全距离不得小于15m。

　　(4)气瓶库应通风、干燥，防止雨(雪)淋、水浸，避免阳光直射，要有便于装卸、运输的设施。库内不得有暖气、水、煤气等管道通过，也不准有地下管道或暗沟，照明灯具及电器设备应是防爆的。

　　(5)地下室或半地下室不能储存气瓶。

　　(6)瓶库有明显的“禁止烟火”、“当心爆炸”等各类必要的安全标志。

　　(7)瓶库应有运输和消防通道，设置消防栓和消防水池。在固定地点备有专用灭火器、灭火工具和防毒用具。

　　(8)储气的气瓶应戴好瓶帽，最好戴固定瓶帽。

　　(9)实瓶一般应立放贮存。卧放时，应防止滚动，瓶头(有阀端)应朝向一方。垛放不得超过5层，妥善固定。气瓶排放应整齐，固定牢靠。数量、号位的标志要明显。要留有通道。

　　(10)实瓶的贮存数量应有限制，在满足当天使用量和周转量的情况下，应尽量减少贮存量。

　　(11)容易起聚合反应气体的气瓶，必须规定储存期限。

　　(12)瓶库账目清楚，数量准确，按时盘点，账物相符。

　　(13)建立并执行气瓶进出库制度。

　　(三)使用安全

　　(1)使用气瓶者应学习气体与气瓶的安全技术知识，在技术熟练人员的指导监督下进行操作练习，合格后才能独立使用。

　　(2)使用前应对气瓶进行检查，确认气瓶和瓶内气体质量完好，方可使用。如发现气瓶颜色、钢印等辨别不清，检验超期，气瓶损伤(变形、划伤、腐蚀)，气体质量与标准规定不符等现象，应拒绝使用并做妥善处理。

　　(3)按照规定，正确、可靠地连接调压器、回火防止器、输气、橡胶软管、缓冲器、气化器、焊割炬等，检查、确认没有漏气现象。连接上述器具前，应微开瓶阀吹除瓶阀出口的灰尘、杂物。

　　(4)气瓶使用时，一般应立放(乙炔瓶严禁卧放使用)。不得靠近热源。与明火距离、可燃与助燃气体气瓶之间距离，不得小于10m。

　　(5)使用易起聚合反应气体气瓶，应远离射线、电磁波、振动源。

　　(6)防止日光曝晒、雨淋、水浸。

　　(7)移动气瓶应手搬瓶肩转动瓶底；移动距离较远时可用轻便小车运送，严禁抛、滚、滑、翻和肩扛、脚踹。

　　(8)禁止敲击、碰撞气瓶。绝对禁止在气瓶上焊接、引弧。不准用气瓶做支架和铁砧。

　　(9)注意操作顺序。开启瓶阀应轻缓，操作者应站在阀出口的侧后；关闭瓶阀应轻而严，不能用力过大，避免关得太紧、太死。

　　(10)瓶阀冻结时，不准用火烤。可把瓶移人室内或温度较高的地方或用40℃以下的温水浇淋解冻。

　　(11)注意保持气瓶及附件清洁、干燥、禁止沾染油脂、腐蚀性介质、灰尘等。

　　(12)瓶内气体不得用光用尽，应留有剩余压力(余压)。余压不应低于0．05MPa。

　　(13)要保护瓶外油漆防护层，既可防止瓶体腐蚀，也是识别标记，可以防止误用和混装。瓶帽、防震圈、瓶阀等附件都要妥善维护、合理使用。

　　(14)气瓶使用完毕，要送回瓶库或妥善保管。

　　六、气瓶的检验

　　气瓶的定期检验，应由取得检验资格的专门单位负责进行，未取得资格的单位和个人，不得从事气瓶的定期检验。

　　各类气瓶的检验周期为：

　　(1)盛装腐蚀性气体的气瓶，每两年检验一次；

　　(2)盛装一般气体的气瓶，每三年检验一次；

　　(3)液化石油气气瓶，使用未超过20年的，每五年检验一次，超过20年的，每两年检验一次；

　　盛装惰性气体的气瓶，每五年检验一次。气瓶在使用过程中，发现有严重腐蚀、损伤或对其安装可靠性有怀疑时，应提前进行检验。库存和使用时间超过一个检验周期的气瓶，启用前应进行检验。

　　气瓶检验单位，对要检验的气瓶，逐只进行检验，并按规定出具检验报告。未经检验和检验不合格的气瓶不得使用。

----中国石化出版社  2003年4月出版发行