【文章內(nèi)容簡介】 到摩擦沖擊時就會發(fā)生爆炸。因此凡供乙炔使用的器材都不能用銀和含銅量 70％以上的銅合金 制造。 (5)乙炔與氯、次氯酸鹽等化合，在日光照射下以及加熱等外界條件下就會發(fā)生燃燒和爆炸。所以乙炔燃燒失火時，絕對禁止使用四氯化碳滅火。 2，乙炔與空氣、氧氣和其它氣體混合氣的爆炸性 (1)乙炔及其它可燃?xì)怏w凡與空氣或氧氣混合時就提高了爆炸危險性。乙炔和其他可燃?xì)怏w與空氣和氧氣混合氣的爆炸 (發(fā)火 )范圍見表 2— 3。 表 23 可燃?xì)怏w與空氣和氧氣混合氣的爆炸極限 可燃?xì)怏w名稱 可燃?xì)怏w在混合氣中含量 (％容積 ) 空氣中 氧氣中 乙炔 氫 一氧化碳 甲烷 天然氣 石油氣 2． 2～ 81． 0 3． 3～ 8L 5 11． 4～ 77． 5 4． 8～ 16． 7 4． 8～ 14． 0 3． 5～ 16． 3 2． 8～ 93． 0 4． 6～ 93． 9 15． 5～ 93． 9 5． 0～ 59． 2 乙炔與空氣或純氧的混合氣如果其中任何一種達(dá)到了自燃溫度 (與空氣混合氣體的自燃溫度為 305℃，與氧氣混合氣體的自燃溫度為 300℃ )就是在大氣壓力下也能爆炸。是否會達(dá)到自燃溫度而導(dǎo)致爆炸，基本上只決定于其中乙炔的含量。 (2)乙炔中混入與其不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體，如氮?dú)?、甲烷、一氧化碳、水蒸汽、石油氣等，或把乙炔熔解?液體里，能夠降低乙炔的爆炸性。這是因?yàn)橐胰卜肿又g被其它氣體或液體的微粒所隔離，因而使進(jìn)行爆炸的連鎖反應(yīng)條件變壞的緣故。 乙炔能夠溶解在許多液體中，特別是有機(jī)液體中，如丙酮等。在 15℃、 0． 1MPa 時， 1升丙酮能溶解23 升乙炔，在壓力增大到 1． 42MPa 時 1 升丙酮能溶解乙炔約 400升。人們就是利用乙炔能大量溶于丙酮溶液中這個特性，將乙炔裝入乙炔瓶內(nèi)來儲存、運(yùn)輸和使用的。 13 (三 )乙炔中的雜質(zhì)及毒性 1．乙炔中含磷化氫 工業(yè)用的乙炔中經(jīng)常含有磷化氫 (PH3)。這是由于電石中含有少 量磷化鈣等雜質(zhì)，當(dāng)電石與水接觸時生成磷化氫。 乙炔中磷化氫的含量取決于電石的純度。在未經(jīng)凈化的乙炔內(nèi)，可能含有 0． 03％～ 1． 8％ 容積 )的磷化氫。磷化氫的自燃點(diǎn)很低。氣態(tài)磷化氫 (PH3)在溫度為 100℃時，就會自燃，而液態(tài)磷化氫 (P 2H4)甚至在稍低于 100℃時也會自燃。因而，當(dāng)乙炔中含有空氣，又有磷化氫存在時，就可能構(gòu)成乙炔一空氣混合氣的爆炸起火。 2．乙炔中含硫化氫 硫化氫 (H2S)是由于電石中含有硫化鈣、硫化鋁和碳酸鈣等雜質(zhì)，經(jīng)水分解而生成的。乙炔中硫化氫的含量，在很大程度上 ，取決于硫化鈣與水的作用。因硫化氫能溶解于水，并在其生成與分解時，與水的溫度有關(guān)。如在充足的水中進(jìn)行分解時，可以減少乙炔中硫化氫的含量。乙炔中硫化氫含量的范圍是 0． 08％～1． 5％ (容積 )。 硫化氫和磷化氫都是乙炔中的有害雜質(zhì)。在焊接時，其中的硫和磷可能轉(zhuǎn)移到熔接處的金屬中，而使焊縫質(zhì)量變壞。 一般規(guī)定，乙炔中磷化氫的含量不得超過 0． 2％；硫化氫的含量應(yīng)小于 0． 1％ (按容積計算 ) 3．乙炔中含空氣 乙炔中的空氣一般是在乙炔發(fā)生器裝換電石時進(jìn)入的。也可能有溶解在水中的空氣和吸附 在電石表面上的空氣混入乙炔里。因?yàn)榭諝夂鸵胰不旌媳仍诤軐挼姆秶鷥?nèi)都能使乙炔燃燒和爆炸，所以它是有害的雜質(zhì)，應(yīng)盡量減少其含量。在通常情況下，由固定式乙炔發(fā)生器制取的乙炔中，空氣的含量不超過 0． 5％。而用移動式發(fā)生器制取的乙炔中，空氣的含量不超過 1％～ 1． 5％。乙炔中空氣的含量超過 10％時，就不能用于火焰加工。 4．乙炔的毒性 乙炔中毒現(xiàn)象比較少見，它主要表現(xiàn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷。其癥狀輕度的表現(xiàn)為：精神興奮、多言、嗜睡，走路不穩(wěn)等；重度的表現(xiàn)為：意識障礙、呼吸困難、發(fā)呆、瞳孔反應(yīng)消失、昏迷等。也 有表現(xiàn)為狂躁、無故哭笑等精神癥狀。 二、液化石油氣 液化石油氣 (簡稱石油氣 )是石油煉制工業(yè)的副產(chǎn)品，其主要成分是丙烷 (C3H8)，大約占 50％～ 80％，其余是丙烯 (C3H6)、丁烷 (C4H10)、丁烯 (C4H8)等，在常溫和大氣壓力下，組成石油氣的這些碳?xì)浠衔镆詺鈶B(tài)存在。但是只要加上不大的壓力 (一般為 0． 8～ 1． 5MPa)即變?yōu)橐后w，液化后便于裝入瓶中貯存和運(yùn)輸。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，石油氣的密度為 1． 8～ 2． 5kg／ m3，比空氣重，但其液體的比重則比水、汽油輕。 石油氣燃燒的溫度比乙炔火 焰溫度低，丙烷在氧氣中燃燒的溫度為 2020～ 2850℃ ，用于氣割時，金屬預(yù)熱時間需稍長，但可減少切口邊緣的過燒現(xiàn)象，切割質(zhì)量較好，在切割多層迭板時，切割速度比乙炔快20％～ 30％。石油氣除越來越廣泛地應(yīng)用于鋼材的切割外，還用于焊接有色金屬。國外還采用乙炔與石油氣混合后作為焊接氣源。 14 石油氣有以下特點(diǎn)和安全要求： (1)石油氣易揮發(fā)，閃點(diǎn)低，其中的主要成分丙烷揮發(fā)點(diǎn)為－ 42℃，閃點(diǎn)－ 20℃，所以在低溫時，它的易燃性就是很大的。 (2)石油氣燃燒的化學(xué)反應(yīng)式 (以丙烷為代表 )為： C3H8+5O2=3CO2+4H2O+2350kJ／ mol 即一份丙烷 (石油氣 )需要五份氧氣與之化合 (但實(shí)際需要量要比理論上多 10％ )才能完全燃燒。若供氧不足，燃燒不充分，會產(chǎn)生一氧化碳，使人中毒，嚴(yán)重時有致命危險。 (3)組成石油氣的幾種氣體都能和空氣形成爆炸性混合氣。但是它們的爆炸極限范圍比較窄。例如丙烷、丁烷和丁烯的爆炸極限分別為 2． 17％～ 9． 5％； 1． 15％～ 8． 4％和 1． 7％～ 9． 6％，比乙炔要安全得多。但石油氣和氧氣混合氣有較寬的爆炸極限，范圍為 3． 2％～ 64％，有關(guān)石油氣與氧氣混合的 燃燒爆炸性能見表 2— 4 表 2－ 4 液化氣－氧氣混合氣的燃爆范圍 序號 液化氣在混合氣中占的體積百分?jǐn)?shù) 燃爆情況 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3． 2 6． 0 6． 7 12． 9 19． 1 33． 1 36． 2 43 51． 5 64 爆聲微弱 有 爆 聲 有 爆 聲 有 爆 聲 爆聲較響 爆 聲 響 爆 聲 響 爆 聲 響 爆聲強(qiáng)烈發(fā)光 爆聲強(qiáng)烈發(fā)光 (4)氣態(tài)石油氣比空氣重 (比重約為空氣的 1． 5 倍 )，易于向低處流動而滯留積聚，液化石油氣比汽油輕，能飄浮在 水溝的液面上，隨水流動并在死角處聚集，而且易揮發(fā)。如果以液體流動會擴(kuò)散成 350 倍的氣體，在使用、貯存石油氣時，應(yīng)采取安全措施，如暖氣溝進(jìn)出口應(yīng)砌磚抹灰，電纜溝進(jìn)出口應(yīng)填裝沙工，下水道應(yīng)裝水封等，室內(nèi)應(yīng)有良好通風(fēng)。通風(fēng)口除設(shè)在高處外，還應(yīng)設(shè)在低處，有利于對流。 (5)石油氣對普通橡膠導(dǎo)管和襯墊有腐蝕性，能引起漏氣，必須采用耐油性強(qiáng)的橡膠導(dǎo)管和襯墊，不能隨便更換而采用普通橡皮管和襯墊。 (6)石油氣瓶內(nèi)部的壓力與溫度成正比。在零下 40℃時，壓力為 0． 1MPa，在 20℃時為 0． 7MPa， 40℃時為 2MPa。所以石油氣瓶與熱源、暖氣電等應(yīng)保持 1． 5m 以上的安全距離，更不許用火烤。 (7)石油氣有一定毒性，空氣中含量很少時，人呼吸了一般不會中毒，但當(dāng)它的濃度較高時，就會引起人的麻醉，在濃度大于 10％的空氣中停留三分鐘后，就會使人頭腦發(fā)暈。 15 (8)石油氣點(diǎn)火時，要先點(diǎn)燃引火物后再開氣，不要顛倒次序。 三、氫氣 氫是一種無色無味的氣體，比重 0． 07，比空氣輕 14． 38 倍，是最輕的氣體。它具有最大的擴(kuò)散速度和很高的導(dǎo)熱性，其導(dǎo)熱效能比空氣大七倍，極易漏泄，點(diǎn)火能力低，被公認(rèn)為是 一種極危險的易燃易爆氣體。 氫在空氣中的自燃點(diǎn)為 560℃，在氧氣中的自燃點(diǎn)為 450℃。 氫氧火焰的溫度可達(dá) 2770C，氫具有很強(qiáng)的還原性。在高溫下，它可以從金屬氧化物中奪取氧而使金屬還原。它廣泛地被應(yīng)用于水下火焰切割，以及某些有色金屬的焊接和氫原子焊等。 氫與空氣混合可形成爆鳴氣，其爆炸極限為 4％～ 80％，氫與氧混合氣的爆炸極限為 4． 65％～ 93． 9％，氫與氯氣的混合物為 (1： 1)時，見光即行爆炸，當(dāng)溫度達(dá) 240℃時即能自燃。氫與氟化合時能發(fā)生爆炸，甚至在陰暗處也會發(fā)生爆炸，因此它是 一種很不安全的氣體。 四、氧氣 (一 )氧氣的物理化學(xué)性質(zhì) 氧氣 (O2)是一種無色無味無毒的氣體，比空氣略重，微溶于水。常壓下，氧氣在－ 183℃時變?yōu)榈{(lán)色的液體，在－ 218℃時變成雪花狀的淡藍(lán)色的固體。工業(yè)上用的大量氧氣主要采用空氣液化法制取。就是把空氣引入制氧機(jī)內(nèi)，經(jīng)過高壓和冷卻，使之凝結(jié)成液體，然后讓它在低溫下?lián)]發(fā)，根據(jù)各種氣體元素的沸點(diǎn)不同，來提取純氧。 氧氣不能燃燒，但能助燃，是強(qiáng)氧化劑，與可燃?xì)怏w混合燃燒可以得到高溫火焰。如前邊講過的與乙炔混合燃燒時的溫度可達(dá) 3200℃以上，所以氧氣廣泛應(yīng)用于氣焊氣割行業(yè)。 (二 )氧氣的安全特點(diǎn) 有機(jī)物在氧氣里的氧化反應(yīng)具有放熱的性質(zhì)即在反應(yīng)進(jìn)行時放出大量的熱量。增高氧的壓力和溫度，會使氧化反應(yīng)顯著加快，在一定的條件下，由于物質(zhì)氧化得越來越多和氧化過程溫度增高而增加放出的熱量，使有機(jī)物在壓縮或加熱的氧氣里的氧化過程加速進(jìn)行。當(dāng)壓縮的氣態(tài)氧與礦物油、油脂或細(xì)微分散的可燃物質(zhì) (碳粉、有機(jī)物纖維等 )接觸時，能夠發(fā)生自燃，時常成為失火或爆炸的原因。氧的突然壓縮所放出的熱量，摩擦熱和金屬固體微粒碰撞熱、高速度氣流中的靜電火花放電 等，也都可以成為火災(zāi)的最初因素。因此，當(dāng)使用氧氣時，尤其是在壓縮狀態(tài)下，必須經(jīng)常注意不要使它與易燃物質(zhì)相接觸。 氧幾乎能與所有可燃?xì)怏w和液體燃料的蒸氣混合而形成爆炸性混合氣，這種混合氣具有很寬的爆炸極限范圍，所以氧氣減壓表禁油。 多孔性有機(jī)物質(zhì) (炭、炭黑、泥炭、羊毛纖維等 )，浸透了液態(tài)氧 (所謂液態(tài)炸藥 )，當(dāng)遇火源或在一定的沖擊力下就會產(chǎn)生劇烈的爆炸。在焊接及其它氣體火焰加工過程中使用氧氣時，應(yīng)當(dāng)經(jīng)常注意到氧的上述性質(zhì)。 氧氣越純，則可燃混合氣燃燒的火焰溫度越高。焊接用的氧氣純度一般分 為二級，一級純度的含氧量不低于 99． 2％，二級純度的不低于 98． 5％。氧氣用壓縮機(jī)壓進(jìn)氧氣瓶或各種管道，氧氣瓶內(nèi)工作壓力為 15MPa，輸送管道內(nèi)的壓力為 0． 5～ 15MPa。 16 五、特利Ⅱ氣 特利Ⅱ氣主要以丙烯為原料，再輔以一定比例的添加劑，經(jīng)過物理混合而成。是金屬切割、加熱、焊接的一種新型氣體，可以用來代替溶解乙炔。特利Ⅱ氣與溶解乙炔相比有如下特點(diǎn)： (1)特利Ⅱ氣的單瓶充裝量是乙炔的 2． 5～ 3 倍，增加了氣瓶的使用周期。 (2)特利Ⅱ氣在空氣中的爆炸極限只為 2． 4％～ 10． 5％，而溶解乙炔則是 2． 2％～ 81． 0％，所以較乙炔安全、無分解爆炸危險。 (3)在使用過程中，特利Ⅱ氣不發(fā)生逆火。 (4)特利Ⅱ氣切割精度比溶解乙炔高、割縫較光滑，而且在切割過程中沒有熔渣回跳引起的滅火及回火引起的工作中斷。 (5)特利Ⅱ氣在使用過程中對環(huán)境無污染、對人體也無害。 使用特利Ⅱ氣的主要缺點(diǎn)是：預(yù)熱時間稍長。 第四節(jié) 電石和乙炔發(fā)生器 (站 )的使用安全要求 一、電石的使用安全要求 (一 )電石的物理化學(xué)性質(zhì)及毒性 電石是碳化鈣的俗稱 ，是鈣與碳的化合物，其分子式為 CaC2。從外表上看，它是堅硬的塊狀物體，斷面呈現(xiàn)深灰色或棕色， 電石的制造是將焦炭和氧化鈣放在電爐中熔煉，其反應(yīng)式為： CaO+3C＝ CaC2+CO－ 4500kJ／ mol 將溶液注入鋼錠模中，并在模中凝固，再按所需大小進(jìn)行粉碎，然后裝入電石桶。一般電石塊的大小為 2～ 80mm，小于 2mm 的電石很少使用。 工業(yè)用電石平均含有 70％的 CaC2，雜質(zhì) CaO 約占 24％，其余碳、硅鐵、磷化鈣和硫化鈣等共占 6％。 1．電石與水的化合作用 電石屬于遇水 燃燒危險品。電石與水化合極為活躍，同時生成乙炔氣和氫氧化鈣 (熟石灰 )，并放出大量的熱，可以使乙炔燃燒引起火災(zāi)和爆炸。電石與水的化合反應(yīng)式為： CaC2+2H2O＝ C2H2+Ca(OH) 2+130kJ／ mol 這里應(yīng)當(dāng)指出，電石和水有很大的化學(xué)親合力，它甚至能使空氣中的水蒸汽或含在鹽類中的結(jié)晶水分解。因此，當(dāng)水量不足、化學(xué)反應(yīng)過程得不到很好的冷卻時，上述電石分解的熱量可能使反應(yīng)區(qū)的溫度上升很高。如果溫度不超過 200℃，就可能按下列反應(yīng)生成 CaO。 CaC2+Ca(OH) 2＝ C2H2+2CaO 在這種情況下，電石因奪去 Ca(OH)2中所含的水分而分解，熟石灰成密實(shí)的外皮包圍著電石塊，能使它們淤積并且劇烈地過熱。當(dāng)溫度超過 300℃，壓力超過 150kPa，就可引起