三、 乙炔瓶的环境温度和静置压力,也是影响其安全性能的主要外界因素。
因为温度高时,不仅能使乙炔瓶的静置压力升高,而同时又降低了乙炔分解爆炸的初始压力,从而使乙炔易发生分解和爆炸。某厂试验的54只瓶,在15只不合格瓶中,除有3只是经35±2℃水浴加热外,有11只试验时气温在20℃以上,其中有7只是在25℃以上,静置压力均在1.5MPa以上,其中在20MPa以上的有4只;而在试验合格的39只瓶内,除有8只是经水浴加热外,有13只气温在20℃以上,其中有2只是在25℃以上,静置压力在1.5MPa以上的有13只,其中最高的一只压力为1.75MPa。从以上的数据不难看出,在不同的温度和压力下,经回火试验合格和不合格的比率,显然有着很大的差异。国内自1991——1993年上半年,曾对3家乙炔瓶制造厂进行了技术鉴定,其中有2家首次鉴定均未通过,而这两家的鉴定时间都选在6——8月份,做安全性能试验时的气温都较高。因此时的试行规程,对鉴定的环境温度未作规定,故1993年下半年7家乙炔瓶制造厂的技术鉴定都安排在11~12月份,因为此时的环境温度较低,故此7家都是一次鉴定通过。当然按现行国标就不存在这个问题了,因为国标规定在回火试验前,需经35±2℃水浴3小时,不论环境温度如何,都将在相同的条件下进行试验。
因此,在乙炔瓶的实际工作中,应严格控制环境温度,特别是要严格控制乙炔瓶的静置压力。那些认为提高静置压力,可以增加乙炔瓶的气体充装量,从而提高乙炔瓶的经济性的认识是不全面的,因为它恰恰忽略了乙炔瓶的安全性,而乙炔瓶的安全性与经济性是不能相提并论的。
四、 乙炔瓶中的丙酮和乙炔气体的充装量,以及瓶内留有的“安全空间”容积,对乙炔瓶的安全性能也有很大的影响,特别是丙酮和乙炔气体充装量决定的乙炔浓度(炔酮比),对乙炔瓶安全性能的影响是很明显的。
我国多次安全性能试验的结果,也都证实了这一点。如某厂试验的54只乙炔瓶,在试验不合格的15只瓶中,有13只炔酮比在0.5以上:而在试验合格的39只瓶中,仅有21只炔酮比在0.5以上。1996年3月发生的一起活性炭乙炔瓶爆炸事故,其炔酮比为0.55(资料记载的数据)。此外,乙炔瓶充装气体后的静置时间不足,也会造成瓶内的乙炔浓度不均匀,即在瓶内存在局部浓度较高,也会发生与乙炔浓度高时的相同结果。在国外,也有这方面的数据报导。因此,在溶解乙炔的充装操作中,应特别注意加强对丙酮和乙炔气体充装量的严格控制。
当前,在乙炔瓶充装中存在的问题,还是比较严重的,主要表现为充装前不按规定补加丙酮,严重的瓶内丙酮不足量意达5kg,那充装的还是什么“溶解乙炔”?甚至更有严重的,据说有个别生产厂,为了瓶子够重量,向瓶中补加水作溶剂,简直是到了不择手段的地步,其危险性是十分明显的,主要表现为:
1. 由于丙酮补加量不足,如仍按标准规定的静置压力充装,瓶内的乙炔气充装量就不足,很难符合GB 6819的溶解乙炔净重应在5——7kg,以及GB13591规定的乙炔瓶单位容积充装量若低于0.12kg/L,不准出厂。
2. 丙酮补加量不足,不仅使乙炔充装量减少,而且还会使乙炔瓶内“安全空间”容积(自由容积)增大,从而会使瓶内的气态乙炔量过大。由于气态乙炔的稳定性差,易分解扩散,这对乙炔瓶的安全性能影响是很大的。
3. 丙酮补充量不足,而又以提高充装压力来达到规定的乙炔充装量,这不仅会使静置压力超过标准规定,而且将会使瓶内的乙炔浓度(炔酮比)大大提高,降低乙炔瓶的阻火能力,从而影响乙炔瓶的安全性能。按现行国标的规定,目前乙炔瓶的最大炔酮比为0.526(0.2δV/0.38δV)当40瓶少补加丙酮1Kg时(这在目前的生产实际中是较普遍存在的),相当于少加0.028δV的丙酮,则此时瓶内的炔酮比为0.568(0.2δV/(0.38δV-0.028δV)。如此高的炔酮比,就目前国产乙炔瓶的现状,是很难阻止瓶内乙炔分解的,这已被国内多次安全性能试验所证实。
五、 乙炔瓶内气体纯度及其杂质含量也影响乙炔瓶的安全性能。
当乙炔瓶内充装的气体纯度不高时,不是乙炔充装量不足,就是静置压力过高,因为此时的乙炔瓶静置压力,除乙炔气体本身的压力外,还要加上杂质气体的分压力。国外资料中曾有报导,当乙炔气体中空气成份增加0.1%,即会使充装后瓶内压力增加0.05MPa。此外,当杂质气体中的空气含量高,即含氧量高时,则在乙炔瓶内有可能发生氧化爆炸,或由局部氧化爆炸释放的能量,作为引爆源而引起的分解爆炸,即“阶梯爆炸”。因此,乙炔――空气混合气体引起乙炔瓶爆炸的危险性是很大的,国内的多次试验都证实了这一点。在国外,也同样有这方面的试验数据报导。此外乙炔气体中的主要杂质磷化氢、硫化氢含量过高,也会影响乙炔瓶的安全性能。因为这些杂质气体的自燃温度低,在瓶内受外界影响容易自燃,从而引起乙炔的分解爆炸。因此,溶解乙炔的质量必须符合GB6819的技术要求。
六、 乙炔瓶的安全性能,除了受瓶的本身质量等内因、以及充装及管理等外因的影响外,还与引爆源有着密切的关系。
目前一般认为,引爆源的种类主要有:撞击、摩擦、绝热压缩、冲击波、明火、加热、高温、热辐射、电火花、电弧、静电、紫外线、红外线以及自然发热等。这里需要特别指出的是,撞击、摩擦、绝热压缩和静电等,经常不为人们重视,而实际工作中又是比较普遍存在的,它们往往是导致乙炔瓶爆炸的直接原因。
通过对乙炔瓶安全性能的分析,我们就可以在日常的工作中采取有针对性地技术措施,同时严格贯彻执行国家已颁发的有关规程、标准和规定,抓好乙炔瓶充装和检验这两个重要环节,定期对乙炔瓶的充装、检验、运输、储存和使用人员进行安全教育,从而把我国乙炔瓶的安全管理推向一个新的水平。