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1、第九章 气焊与热切割,主讲：邢建章职称：工程师E-maiI:,第九章 气焊与热切割,2,第一节 气焊与热切割的基本原理、适用范围与安全特点,一、气焊与热切割的基本原理与适用范围 气焊是利用气体火焰作为热源将两个工件的接头部分熔化，并熔入填充金属，熔池凝固后使之成为一个整体的一种熔化焊接方法。气焊示意见图91。,图91 气焊示意图,由于所用的设备和工具简单，通用性大，焊接较薄、较小的工件时不易烧穿，且在无电源的条件下也能使用，因此仍然被应用在管道和薄壁机件的制造和安装中，以及用于修补损坏的机件和铸件缺陷等。,钢材气割示意图见图92。气焊的效率高、成本低、设备简单，并能在各种位置进行切割和在钢板上
2、切割各种外形复杂的零件，因此，它被广泛用于钢板下料、焊接坡口和铸件浇冒口的切割。目前，切割主要用于切割各种碳钢和普通低合金钢。,图92 气割示意图,二、气焊与热切割的安全特点 气焊或气割使用的乙炔、液化石油气、氢气等都是易燃易爆气体，氧气瓶、乙炔瓶、液化石油气瓶和乙炔发生器都属于压力容器。在补焊燃料容器和管道时，还会遇到其他许多易燃易爆气体和各种压力容器。由于气焊与气割操作需要与可燃气体和压力容器接触，同时又使用明火，如果焊接设备或安全装置有缺陷(故障)，或者违反安全操作规程就可能造成爆炸和火灾事故。,在气体火焰的作用下，尤其是气割时氧气射流的喷射，使火星、熔珠和铁渣四处飞溅，易造成烫伤事故。
3、而且较大的熔珠和铁渣能飞溅到距离操作点5 m以外的地方，引着易燃易爆物品，造成火灾和爆炸。黄铜的焊接过程中放出大量的锌蒸气，铅的焊接过程中放出铅和氧化铅等有毒蒸气。在焊补操作过程中，还会遇到其他有毒物质尤其是在密闭容器、管道内的气焊操作，可能造成焊工中毒。,第二节 气割气焊火焰及工艺参数的选择,一、气割气焊火焰的选择 采用乙炔气体作为可燃气体和采用氧气作为助燃气体，混合燃烧形的火焰称为氧乙炔火焰。通过调节氧气阀门和乙炔阀门，可改变氧气和乙炔的混合比例，得到三种不同的火焰：中性焰、碳化焰和氧化焰，见图93。三种火焰的特点、性能及用途见表9 l。,图93氧乙炔焰(a)中性焰；(b)碳化焰；(c)氧
4、化焰 1焰心；2内焰(暗红色)；3内焰(淡白色)；4外焰,中性焰,碳化焰,氧化焰,表91 氧乙炔焰种类、焊接性能和适用范围,气焊时一般采用中性焰，它由焰心、内焰和外焰三部分组成：焰心是一个光亮的白色圆柱体，其长度随混合气体的喷射速度加大而增长，在此区域主要是乙炔加热分解为游离碳和氢，是为乙炔燃烧的准备阶段。炽热的游离碳使焰芯发出明亮的白光，但温度却不很高。,焰芯,在焰心之外为内焰，颜色较暗，在此区域碳和氧剧烈燃烧后产生一氧化碳，是乙炔的不完全燃烧阶段。,内焰,外焰，呈淡蓝色，在此区域吸取了空气中的氧，使乙炔达到完全燃烧，生成物为二氧化碳和水蒸气，并有周围空气中的氧和氮混入，故具有一定的氧化性，
5、温度也比较低。,外焰,二、气焊气割工艺参数的选择 1气焊工艺参数 常用金属材料的气焊工艺参数选择要点如表92所列，气焊焊丝直径的选择见93。,表92 常用金属材料气焊工艺参数的选择要点,表93 气焊焊丝直径的选择,2气割工艺参数 气割的工艺参数主要根据割件的厚度而定主要包括：割嘴、火焰能率、切割速度等项。常用金属材料气割工艺参数的选择要点见表94。,第三节 常用气体的性质及使用安全要求,气焊气割常用的可燃气体有乙炔(C2H2)、氢气(H2)和液化石油气等；常用的助燃气体是氧气。下面我们着重介绍一下工业上常用的可燃、助燃气体的性质。一、乙炔 1乙炔的物理化学性质 乙炔(C2H2)，又名电石气，在
6、常温和标准大气压力下，它是一种无色气体，工业用乙炔中因为混有硫化氢(H2S)及磷化氢(PH3)等杂质，故具有特殊的臭味。在标准状态下，密度为117 kgm。，比空气稍轻，83时乙炔可变成液体。,2乙炔的易燃性与爆炸性(1)乙炔的易燃性 乙炔是一种危险的易燃气体，它的自燃点低(305)，点火能量小，在一定条件下很容易因分子的聚合、分解而发生着火、爆炸。例如乙炔发生器经几小时的运行后，有时发生电石过热，把乙炔加热到自燃点：当换料或工作结束打开盖子时，即冒出火苗，这就是乙炔受热自燃现象，这种现象在气焊与气割过程中常有发生。乙炔火焰的传播速度十分快一旦着火，加大乙炔的危险性。,(2)乙炔的爆炸性 纯乙
7、炔的分解爆炸性 纯乙炔的分解爆炸性，首先决定于它的压力和温度，同时与接触介质、乙炔中的杂质和容器形状等有关。乙炔与空气、氧气和其他气体混合气的爆炸性 乙炔及其他可燃气体与空气或氧气混合时会提高自身爆炸危险性。乙炔和其他可燃气体与空气和氧气混合气的爆炸(发火)范围见表95。,表9-5 可燃气体与空气和氧气混合气的爆炸极限,乙炔能够溶解在许多液体中，特别是有机液体中，如丙酮等。人们就是利用乙炔能大量溶解于丙酮溶液中这个特性，将乙炔装入乙炔瓶内来储存、运输和使用的。(3)乙炔的毒性 乙炔中毒现象比较少见，它主要表现为中枢神经系统损伤。其症状轻度的表现为精神兴奋、多言进而嗜睡，走路不稳等；重度的表现为
8、意识障碍、呼吸困难、发呆、瞳孔反应消失、昏迷等，也有表现为狂躁、无故哭笑等精神症状。,(4)乙炔使用注意事项 不得超过安全规定的压力极限。如中压乙炔发生器的乙炔压力不得超过147 kPa。不得超过安全规定的温度。如乙炔发生器发气室的乙炔温度应低于90，水温应低于80。乙炔着火时，严禁用四氯化碳灭火器扑救，宜用二氧化碳灭火器或干粉灭火器救火。在任何情况下，应注意避免在容器和管道里形成乙炔空气或乙炔氧气混合气。一旦形成这类混合气体，应采取安全措施，如将混合气从排气门或焊割炬排除后，才能给焊割炬点火。,乙炔发生器的温度只能用酒精温度计指示，禁止使用水银温度计。不得使用含铜质量分数超过70的铜合金、银
9、等作为垫圈、管接头及其他零部件。乙炔含磷化氢应低于008(体积分数)。在启用一批新的电石时，或电石质量不明时，应及时化验分析乙炔的PH，含量。装盛乙炔的容器或管道，不得随便进行焊补或切割。必须进行置换和清洗合格后才能动火。,二、液化石油气 液化石油气(简称石油气)是石油炼制工业的副产品，其主要成分是丙烷(C3H8)，大约占5080的体积分数，其余是丙烯(C3H6)、丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)等，在常温和大气压力下，组成石油气的这些碳氢化合物以气态存在。但是只要加上不大的压力(一般为0815 MPa)即变为液体，液化后便于装入瓶中贮存和运输。在标准状态下。石油气的密度为1825 kgm
10、。，比空气重，但其液体则比水、汽油轻。,石油气燃烧的温度比乙炔火焰温度低，用于气割时，金属预热时间稍长，但可减少切口边缘的过烧现象，切割质量较好，在切割多层叠板时，切割速度比乙炔快20。30石油气除越来越广泛地应用于钢材的切割外，还用于焊接有色金属。国外还采用乙炔与石油气混合后作为焊接气源。,石油气有以下特点和安全要求：石油气易挥发，闪点低，其中的主要成分丙烷(挥发点为-42，闪点-20)，所以在低温时，它的易燃性就是很大的。组成石油气的几种气体都能和空气形成爆炸性混合气。但是它们的爆炸极限范围比较窄。例如丙烷、丁烷和丁烯的爆炸极限(体积分数)分别为21795115。84和1796，比乙炔要安
11、全得多。但石油气和氧气混合气有较宽的爆炸极限(体积分数)，范围为3264。有关石油气与氧气混合的燃烧爆炸性能见表9-6。,表96 液化石油气氧气混合气的燃爆范围,气态石油气比空气重(比重约为空气的15倍)，易于向低处流动而滞留积聚，液化石油气比汽油轻，能飘浮在水沟的液面上，随水流动并在死角处聚集，而且易挥发。如果以液体流动，会扩散成体积350倍的气体。在使用、贮存石油气时，应采取安全措施，如暖气沟进出口应砌砖抹灰，电缆沟进出口应填装沙土，下水道应装水封等，室内应有良好通风。通风口除设在高处外，低处也应设置，以利于对流。石油气对普通橡胶导管和衬垫有腐蚀性，能引起漏气，因此必须采用耐油性强的橡胶导
12、管和衬垫，不能随便更换而采用普通橡皮管和衬垫。,石油气瓶内部的压力与温度成正比。在零下40时压力为01 MPa，在20时为07 MPa，40 时为2 MPa。所以石油气气瓶与热源、暖气电等应保持15 m以上的安全距离，更不许用火烤。石油气有一定毒性，空气中含量很少时，人呼吸了一般不会中毒，但当它的浓度较高时，就会引起人的麻醉，在体积浓度大于10的空气中停留3 min后，就会使人头脑发晕。石油气点火时，要先点燃引火物后再开气，不要颠倒次序。,三、氢气 氢气是一种无色无味的气体，它具有最大的扩散速度和很高的导热性极易漏泄，点火能力低，被公认为是一种极危险的易燃易爆气体。氢具有很强的还原性。在高温下
13、，它可以从金属氧化物中夺取氧而使金属还原。它广泛地被应用于水下火焰切割，以及某些有色金属的焊接和氢原子焊等。氢与空气混合可形成爆鸣气，其爆炸极限为480(体积分数)，氢气与氧气混合气的爆炸极限为465939(体积分数)，氢气与氯气的混合物为1：1时，见光即行爆炸，当温度达240时即能自燃。氢与氟化合能发生爆炸，甚至在阴暗处也会发生爆炸，因此它是一种很不安全的气体。,四、氧气 1氧气的物理化学性质 氧气(O2)是一种无色无味无毒的气体，常压下，氧气在-183 时变为淡蓝色的液体，在-218时变成雪花状的淡蓝色的固体。工业上用的大量氧气主要采用空气液化法制取，氧气是强氧化剂，与可燃气体混合燃烧可以
14、得到高温火焰，如乙炔混合燃烧时的温度可达3 200以上所以氧气被广泛应用于气焊气割行业。,2氧气的安全特点 有机物在氧气里的氧化反应具有放热的性质，即在反应进行时放出大量的热量。增高压力和温度会使氧化反应显著加快，在一定的条件下，由于物质氧化得越来越多和氧化过程温度增高而增加放出的热量，使有机物在压缩或加热的氧气里的氧化过程加速进行。当压缩的气态氧与矿物油、油脂或细微分散的可燃物质(碳粉、有机物纤维等)接触时，能够发生白燃，常成为失火或爆炸的原因。氧的突然压缩所放出的热量，摩擦热和金属固体微粒碰撞热、高速气流中的静电火花放电等，也都可以成为火灾的最初因素。因此，当使用氧气时，尤其是在压缩状态下
15、，必须经常注意，不要使它与易燃物质相接触。,氧几乎能与所有可燃气体和液体燃料的蒸气混合而形成爆炸性混合气，这种混合气具有很宽的爆炸极限范围，所以氧气减压表禁油。多孔性有机物(炭、炭黑、泥炭、羊毛纤维)，浸透了液态氧(所谓液态炸药)，当遇火源或在一定的冲击力下就会产生剧烈的爆炸。在焊接及其他气体火焰加工过程中使用氧气时应当注意到氧的上述性质。氧气越纯，则可燃混合气燃烧的火焰温度越高。焊接用的氧气纯度一般分为两级，一级纯度的含氧量不低于992(体积分数)，二级纯度的不低于985(体积分数)。氧气用压缩机压进氧气瓶或各种管道，氧气瓶内工作压力为15 MPa，输送管道内的压力为0515 MPa。,第四
16、节 电石和乙炔发生器(站)的使用安全要求,一、电石的使用安全要求 1电石的物理化学性质及毒性 电石是碳化钙的俗称，是钙与碳的化合物，其分子式为CaC2。从外表上看，它是坚硬的块状物体，断面呈现深灰色或棕色。电石的制造是将焦炭和氧化钙放在电炉中熔炼，工业用电石平均含有70的CaC2，杂质CaO约占24，其余碳、硅铁、磷化钙和硫化钙等共占6。电石属于遇水燃烧危险品。电石的毒性主要表现在电石具有腐蚀作用，皮肤接触后会引起发炎和溃烂像被石灰腐蚀一样特别是电石掉人眼睛中是非常危险的。电石由于含有磷化钙、砷化氢等杂质，与水作用放出磷化氢和砷化氢对人体也是有害的。,2电石发生爆炸失火的原因 由于包装不严，电
17、石受潮，桶内空间形成乙炔与空气的爆炸性混合气。桶内电石含有硅铁，装运时互相摩擦碰撞，产生火花，或是开启电石桶的方法和使用工具不当，在操作中撞击而产生火花。贮存电石的场所地面潮湿或漏水等，电石受潮分解。电石库房、乙炔站和电石破碎间积存的电石粉末未能及时清扫和妥善处理，吸收空气中的水分而分解。,3对电石运输、储存和使用的安全要求(1)电石的运输 搬运电石桶时。如发现电石桶桶盖密封不严等现象，应在室外打开桶盖放气后，再将桶盖盖严。严禁在雨天运输电石。电石桶上应贴上“防火防湿”的标签字样。进出库搬运电石时应使用小车，轻搬轻放。电石桶不得从滑板滑下或在地面上滚动，防止撞击摩擦产生火花而引起爆炸。,(2)
18、电石的储存 制好的电石应立即装入电石桶内。电石桶应放在木架上，不要放在潮湿的地方。桶盖要盖严库内严禁烟火。电石库必须设置在不潮湿、不漏雨、不易于浸水的地面上，仓库的房屋必须是一、二级耐火建筑。库房屋顶应采取不燃烧的材料。库房应有良好的通风设置，一般可采用自然通风。库房应距离明火10 m以上，禁止将地下室作电石库。电石库应保持干燥，严禁把热水管、自来水管和取暖管道通到库房里去，以防万一水管损坏，室内受潮，引起电石分解，产生乙炔气，使室内形成乙炔一空气混合气。,电石库的照明设备应采用防爆灯。如无防爆灯，则应将电灯装在室外，把灯光从玻璃窗反射入室内。电灯开关应采用封闭式的，装在库房外面。电石在进库之
19、前，应仔细检查包装有无破损受潮的现象。如发现可疑现象，应在室外打开桶盖放出乙炔气体或混合气，然后入库。打开桶盖时，人应站在桶体侧面，以免万一爆炸时火焰冲出伤人。电石库内及其附近应备有干砂、二氧化碳、干粉灭火器具等。如电石仓库着火，不能使用含有水分的灭火器(如泡沫灭火器等)救火。,水分可以助长和扩大火势，这是因为电石和金属钠、钾等一样，都是属于忌水物质。另外也不能用四氯化碳灭火剂扑救，因为四氯化碳与电石、乙炔气相遇，会发生化学变化，放出光气。使用二氧化碳灭火剂最为适宜，但二氧化碳灭火剂也有缺点：因冷却作用不好，火焰熄灭后，温度可能仍在燃点以上，如不注意，有发生复燃的可能，故二氧化碳灭火器适用于空
20、旷地域的灭火；另外二氧化碳能够使人窒息，当空气中的二氧化碳含量达5(体积分数)时，人的呼吸就会发生困难，超过10(体积分数)时就能使人死亡。因此在喷射时，人要站在上风处，尽量靠近火源。在空气不流通的场合，喷射后应立即通风。,(3)电石的使用 禁止使用火焰或可能引起火星的工具开电石桶。使用铜制的工具时，含铜的质量分数低于70。空电石桶在未经安全处理之前不能接触明火，更不能直接焊接，否则是很危险的。电石桶倒出的碎电石和粉末，不要随便乱倒，应有专人负责，并随时处理掉。最好集中倒在电石渣坑里，并用水彻底分解以妥善处理。电石渣坑上口应是敞开的，渣坑内的灰浆和灰水不得排入暗沟。出渣时应防止铁制工具、器件碰
21、撞而产生局部火花。,总之电石属于一级危险品，在装桶、搬运、贮存、开桶和使用过程中如果处理不当，极易发生爆炸事故，后果不堪设想。为了保障操作工人身安全，防止工伤事故发生和减少经济损失，我们在日常工作当中要严格遵守，千万不可大意。,二、乙炔发生器(站)的使用安全要求 1乙炔发生器着火爆炸的原因和分类(1)爆炸原因 由于电石属于遇水燃烧的一级危险品，乙炔又系易燃易爆之气体，所以，乙炔发生器也是具有燃烧爆炸危险的压力容器。乙炔发生器着火爆炸的原因有：结构设计不合理，冷却用水不足或没有按时换水等造成电石过热，罐体升温过高。,缺少必要的安全装置(如安全阀、回火保险器等)或安全装置失灵。发生器罐体或胶管连接
22、处漏气。装料换料时遇明火，机件之间或机件与硅铁之间相互摩擦碰撞产生火星。在发生器罐体或胶管中形成乙炔与空气或乙炔与氯气的爆炸性混合气。由于回火而引起。由于电石质量差、含磷过多、颗粒太细或一次加料过多。发生器内的压力或温度过高。,(2)乙炔发生器的爆炸事故分类 加料时的爆炸 加料时发生爆炸往往是由于电石含磷过多、有明火或电石篮同器壁摩擦碰撞产生火星等原因引起乙炔与空气混合气体的燃烧爆炸。这类事故一般都发生于发气室内。有些发生器的发气室与集气室相互连通，并无水封，有些虽有水封但已失灵，因此，使发气室的爆炸波传到集气室(罐)，引起集气室连爆。当泄压孔没有足够的面积时，往往把发生器炸坏。换料时的爆炸事
23、故 换料时往往由于电石过热，遇到其他明火、碰撞产生的火星或磷化氢自燃引起发气室内乙炔与空气的混合气爆炸。,回火爆炸事故 在焊接操作过程中发生的这类事故有两种情况：a.加料后工作刚开始时，积存于发气室的空气没放净，造成乙炔与空气混合气的爆炸。b操作过程中发生的乙炔与氧气混合气的爆炸。回火可能引起回火防止器、集气室或主罐的爆炸。,2乙炔发生器安全使用要求 乙炔发生器的操作人员必须经过专门训练，熟悉其结构和作用原理，并经安全技术考核合格。,(1)乙炔发生器的布置原则 移动式乙炔发生器可以安置在室外和通风良好的室内，严禁安置在锻压、铸造和热处理等加工车间和正在运行的锅炉房内。固定式乙炔发生器应布置在单
24、独的房间或专用棚内。乙炔发生器不应布置在高压线下和起重机械滑线处，也不准布置在靠近空气压缩机处、通风机的吸口处、避雷针接地导体附近以及可能由高处(如烟囱、高空作业点等)飞出烟火和坠物处。乙炔发生器与明火、散发火花的地点、高压电源线以及其他热源应保持水平距离10 m以上。不准安放在剧烈振动的工作台和设备上。夏季用移动式乙炔发生器时严禁在烈日下曝晒。,(2)使用前的准备工作 首先检查乙炔发生器的安全装置、管路、阀门和操纵机构等。确定正常后才能灌水和加入电石。灌水时必须按规定灌人没有任何油污或其他杂质的洁净水。装电石时应根据发生器要求的定量来装，不能过满、过多，其充装量一般不超过电石篮容积的23。电
25、石的粒度必须符合发生器说明书上的规定，不得使用粒径超过80 mm的电石，否则容易造成搭桥卡料。全天使用时，中间须换水。冬季使用乙炔发生器时如果发生冻结，只能用热水或蒸汽解冻，严禁用明火及红铁烘烤，更不准用铁器等易产生火花的物体敲击。,(3)乙炔发生器的启动 乙炔发生器启动前应检查回火保险器的水位及发生器的各活动机件等待一切正常后，才能打开进水阀给电石送水，或通过操纵杆让电石等下降与水接触产生乙炔然后观察乙炔压力表、各处接头及安全阀等是否正常。启动后若压力表的指针过快上升，甚至有气体从安全阀逸出，或者在启动后压力表的指针仍静止在零位，说明发生器运行不正常，必须立即停止发气，待检查并排除故障后方可
26、重新启动。冬季启动时，中压移动式乙炔发生器有时在启动数分钟后，压力表的指针仍静止不动，这是由于电石在温度很低的冷水中分解慢的缘故，不一定是故障。,(4)工作过程中的管理和维护 在供气使用前应排放发生器中留存的乙炔与空气混合气。工作时，发生器各接头应保持良好密封，不漏气(检查时可用肥皂水，严禁使用明火)，并注意回火保险器水位是否正常(无回火保险器时，禁止使用)。漏气、水位不符合要求及安全装置失灵等现象，应及时采取措施解决，否则不允许使用。固定式乙炔发生器应由受过专门培训的专职人员管理。运行过程中清除电石渣的工作，必须在电石完全分解后进行。水滴式乙炔发生器如发现有水从发气室排出门溢出，而且压力表指
27、针不动，则表示电石已完全分解，可以清渣。,(5)停用时的清理工作 发生器停用时应先将电石篮提高脱离水面，或关闭进水阀使电石停止发气，然后再关闭出气管阀门停止乙炔输出。工作结束(包括换电石时)打开发生器盖子时，若发生着火应立即盖上盖子，使隔绝空气，并立即提升电石篮使其离开水面，待冷却降温后才能再开盖放水。禁止在开盖子后随机放水。冬天在露天作业完毕后，应将发生器各罐体的水和电石渣全部排出，冲洗干净，以免冻结。发生器如需修补焊接时，必须先彻底清刷，经检查确认无乙炔或电石残存物后方可进行，否则不得补焊。,第五节 常用气瓶的结构和使用安全要求,用于气割与气焊的氧气瓶和氢气瓶属于压缩气体，乙炔瓶属于溶解气
28、瓶，石油气瓶属于液化气瓶。一、氧气瓶 氧气瓶是贮存和运输氧气的专用高压容器其构造如图9-4所示。,图94氧气瓶的构造1瓶体；2胶围；3瓶箍；4瓶阀：5瓶帽,它是由瓶体、胶圈、瓶箍、瓶阀和瓶帽五部分组成。瓶体外部装有两个防震胶圈，瓶体表面为天蓝色，并用黑漆标明“氧气”字样，用以区别其他气瓶。为使氧气瓶平稳直立地放置，制造时把瓶底挤压成凹弧面形状。为了保护瓶阀在运输中免遭撞击，在瓶阀的外面套有瓶帽。氧气瓶在出厂前都要经过严格检验，并需对瓶体进行水压试验。试验压力应达到工作压力的15倍，即：15 MPa l5=225 MPa,氧气瓶一般使用3年后应进行复验，复验内容有水压试验和检查瓶壁腐蚀情况。有关
29、气瓶的容积、重量、出厂日期、制造厂名、工作压力以及复验情况等项说明，都应在钢瓶收口处钢印中反映出来如图95、96所示。,图95 氧气瓶肩部标记,图96 氧气瓶复验标记,目前，我国生产的氧气钢瓶规格(见表9-7)，最常见的容积为40 L，当瓶内压力为15MPa(表压)时，该氧气瓶的氧气贮存量为6 000 L，即6 m3。,表97 氧气瓶规格,二、乙炔气瓶 乙炔气瓶是贮存和运输乙炔气的压力容器，其外形与氧气瓶相似。但比氧气瓶略短，直径略粗，瓶体表面涂白漆，并印有“乙炔气瓶”、“不可近火”等红色字样。因乙炔不能用高压压入瓶内贮存，所以乙炔瓶的内部构造较氧气瓶要复杂得多。乙炔瓶内有微孔填料布满其中，而
30、微孔填料中浸满丙酮，利用乙炔易溶解丙酮的特点，使乙炔稳定、安全地贮存在乙炔气瓶中，具体构造如图9-7所示。,图97 乙炔气瓶的构造1瓶帽；2瓶阀；3分解网；4瓶体；5微孔填料(硅酸钙)；6 底座；7易熔塞,瓶阀下面中心连接一锥形不锈钢网，内装石棉或毛毡，其作用是帮助乙炔从丙酮溶液中分解出来。瓶内的填料要求多孔且轻质，目前广泛应用的是硅酸钙。为使气瓶能平稳直立放置，在瓶底部装有底座，瓶阀装有瓶帽。为了保证安全使用，在靠近收口处装有易熔塞，一旦气瓶温度达到100 左右时，易熔塞即熔化，使瓶内气体外逸，起到泄压作用。另外瓶体装有两道防震胶圈。,乙炔气瓶出厂前，需经严格检验，并做水压试验。乙炔气瓶的设
31、计压力为3 MPa，试验压力应高出一倍。在靠近瓶口的部位，还应标注出容量、重量、制造日期、最高工作压力、试验压力等内容。使用期间，要求每3年进行一次技术检验发现有渗漏或填料空洞的现象，应报废或更换。乙炔瓶的容量为40 L。一般乙炔瓶中能溶懈67 kg乙炔傅用乙炔时府榨制排放量，不能任意排放，否则会连同丙酮一起喷出，造成危险。,三、氢气瓶 氢气瓶是贮存和运输氢气的高压容器，气瓶的承装压力为15 MPa，其构造与氧气瓶相同。不同的是瓶体涂深绿色漆，并用红色漆标明“氢气”，瓶阀出气口处螺纹为反向。由于氢气瓶是高压容器，氢气又是可燃气体，因此氢气瓶使用规则应参照氧气瓶和乙炔瓶的安全要求。,四、液化石油
32、气瓶 液化石油气瓶是贮存液化石油气的专用容器，按用量及使用方式不同，气瓶贮存量分别有10 kg、15 kg或36 kg等多种规格，如企业用量较大，还可以制造容量为l t、2 t或更大的贮气罐。气瓶材质选用16Mn钢或优质碳素钢，气瓶的最大工作压力为16 MPa，水压试验压力3 MPa。气瓶通过试验鉴定后，应将制造厂名、编号、重量、容量、制造日期、试验日期、工作压力、试验压力等项内容，固定在气瓶的金属铭牌上，应标有制造厂检验部门的钢印。该种气瓶属焊接气瓶，气瓶外表涂银灰色，并有“液化石油气”红色字样。具体规定参见表9-8。,表9 8 液化石油每瓶规格,第六节 气瓶爆炸事故原因及其在运输、移动、存
33、储、使用过程中的安全措施,一、气瓶发生爆炸的主要原因(1)气瓶的材质、结构或制造工艺不符合安全要求。例如材料冲击值低，瓶体严重腐蚀，瓶壁厚薄不匀，有夹层等。,(2)由于保管和使用不善，受日光暴晒、明火、热辐射等作用，使瓶温过高，压力剧增直至超过瓶体材料强度极限，发生爆炸。根据试验，氧气瓶在盛夏的阳光直接曝晒下，瓶壁受热升温可达100以上；将氢气瓶放于太阳光下曝晒，瓶温每升高2，瓶内压力就增加01 MPa：石油气瓶在零下40时压力为01 MPa，在20时为07 MPa，在40时压力即上升达2 MPa：乙炔瓶受热超过30，乙炔在丙酮里溶解度降低，压力即大大升高。,(3)在搬运装卸时，气瓶从高处坠落
34、、倾倒或滚动等，发生剧烈碰撞冲击。(4)放气速度太快，气体迅速流经阀门时产生静电火花。(5)氧气瓶上沾有油脂，在输送氧气时急剧氧化。(6)可燃气瓶(乙炔、氢气、石油气瓶)发生漏气。(7)乙炔瓶内多孔物质下沉，产生净空间，使乙炔瓶处于高压状态。(8)乙炔瓶处于卧放状态，或大量使用乙炔时出现丙酮随同流出。(9)石油气瓶充灌过满，受热时瓶内压力过高。,二、气瓶在运输、移动、存储和使用过程中的安全措施 1气瓶运输(含装卸)时的安全要求(1)运气瓶的车辆应有“危险品”安全标志。(2)瓶必须戴好瓶帽(有防护罩的除外)，并要拧紧，防止摔断瓶阀造成事故。(3)轻装轻卸，避免剧烈振动，严禁抛、滑、滚、冲击，以防
35、气体膨胀爆炸，最好备有波浪形的瓶架垫上橡皮或其他软物，以减少振动。(4)禁止用起重机直接吊运钢瓶，充实的钢瓶禁止喷漆作业。,(5)瓶内气体相互接触能引起燃烧、爆炸，产生毒气的气瓶，不得同车(厢)运输；易燃、易爆、腐蚀性物品或与瓶内气体起化学反应的物品，不得与气瓶一起运输。如氧气瓶不得与油脂物质和可燃气体钢瓶同车运输。(6)气瓶装在车上，应妥善固定、避免碰撞、摩擦和滚动，一般应横放在车厢里，头部朝向一方垛高不得超过车厢高度；如立放时，车厢高度应在瓶高的三分之二以上。(7)夏季运输应有遮阳设施，适当覆盖，避免曝晒；在繁华市区应避免白天运输。,(8)严禁烟火，运输可燃气体气瓶时，运输工具上应备有灭火
36、器材。(9)运输气瓶的车、船不得在繁华市区、重要机关附近停靠；车、船停靠时，司机与押运人员不得同时离开。(10)有液化石油气的气瓶不应长途运输。,2气瓶存储时的安全要求(1)气瓶应置于专用仓库储存，气瓶仓库应符合建筑设计防火规范的有关规定。(2)仓库内不得有地沟、暗道，严禁有明火和其他热源；仓库内应通风、干燥，避免阳光直射。(3)盛装易起聚合反应或分解反应气体的气瓶，必须规定储存期限，并应避开放射性射线源。(4)空瓶与实瓶两者应分开放置，并有明显标志。(5)气瓶放置时要戴好瓶帽，以免碰坏气门和防止油质尘埃侵入气门口内。(6)气瓶应放置整齐。立放时，应该有栏杆或支架加以固定或扎牢，以防倾倒；横放
37、时头部朝同一方向；垛高不宜超过5层。,3气瓶使用时的安全要求(1)不得擅自更改气瓶的钢印和颜色标记。(2)气瓶使用前应进行安全状况检查，对盛装气体进行确认。(3)气瓶的放置地点，不得靠近热源，距明火10 m以外。盛装易起聚合反应或分解反应气体的气瓶应避开放射性射线源。(4)气瓶立放时应采取防止倾倒措施。(5)夏季应防止阳光曝晒。(6)严禁敲击、碰撞，特别是乙炔瓶不应遭受剧烈振动或撞击，以免填料下沉而形成净空间影响乙炔的贮存。,（7)严禁在气瓶上进行电焊引弧。(8)不得用温度超过40的热源对气瓶加热，如乙炔瓶瓶温过高会降低丙酮对乙炔的溶解度而使瓶内乙炔压力急剧增高，造成危险。(9)瓶内气体不得用
38、尽，必须留有剩余压力(永久气体气瓶的剩余压力应不小于005MPa：液化气体气瓶应留有不少于体积分数05-10规定充装量的剩余气体)并关紧阀门。防止漏气，使气压保持正压以便充气时检查，还可以防止其他气体倒流入瓶内，发生事故。(10)在可能造成回流的使用场合，使用设备必须配置防止倒灌的装置，如单向阀、止回阀和缓冲罐等。,(11)气瓶和电焊在同一地点使用时，瓶底应垫绝缘物，以防气瓶带电。与气瓶接触的管道和设备要有接地装置，防止产生静电造成燃烧或爆炸。(12)氧气瓶阀不得沾有油脂，焊工不得用沾有油脂的工具、手套或油污工作服去接触氧气瓶阀、减压器等。冬季使用时，如瓶阀或减压器有冻结现象时，可用热水或水蒸
39、气解冻严禁用火焰烤或铁器撞击。氧气瓶着火时，应迅速关闭阀门，停止供氧。(13)乙炔瓶使用和存放时，应保持直立，不能横躺卧放，以防丙酮流出引起燃烧爆炸一旦要使用已卧放的乙炔气瓶，必须先直立20 min后，再连接减压器然后再使用。,(14)石油气对普通橡胶制的导管和衬垫有腐蚀作用，必须采用耐油性强的橡胶。不得随意更换衬垫和胶管，以防腐蚀漏气。(15)石油气瓶点火时，应先点燃引火物，后打开瓶阀，不要颠倒次序。(16)液化石油气瓶用户，不得将气瓶内的液化石油向其他气瓶倒装；不得自行处理气瓶内的残液。(17)气瓶投入使用后，不得对瓶体进行挖补和焊接修理。,4气瓶定期检查 气瓶在使用过程中必须根据国家气瓶
40、安全监察规程要求进行定期技术检验。各类气瓶的检验周期，不得超过下列规定：(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。(4)盛装惰性气体的气瓶，每五年检验一次。(5)气瓶在使用过程中，发现有严重腐蚀、损伤或对其安全可靠性有怀疑时，应提前进行检验。库存和停用时间超过一个检验周期的气瓶，启用前应进行检验。,第七节 输气管道常见燃烧爆炸的原因及其安全技术要求,一、管道发生燃烧爆炸的原因(1)气体在管内流动时，发生与管道的摩擦，超过一定的流速就会产生静电积聚而放电。静电电压在3
41、00 V时，由于静电放电，足以引起汽油、煤油以及煤气、乙炔等可燃气与空气的混合气发生燃烧或爆炸。由于雷击产生巨大的电磁热和静电作用也常使管道发生火灾爆炸事故。,(2)外部明火导人管道内部，如管道附近明火的导入以及与管线相连的焊接工具因回火导入管内。(3)由于漏气，在管道外围形成爆炸性气体停滞的空间，遇明火而发生燃烧爆炸。(4)氧气管道阀门在有油脂存在的条件下，极易引起燃烧和爆炸。乙炔及其他可燃气体与管道内部或外部的油脂混合后，会增加燃烧爆炸的危险性。(5)管道过分靠近热源，使管内气体过热而引起燃烧爆炸。(6)管道内的铁锈等金属微粒随气体高速流动时的摩擦热和碰撞热(尤其在管道拐弯处)，也会引起管
42、道燃烧爆炸。,二、对输气管道的安全要求 1管道材质的选择 氧气管道的管材一般应选用无缝钢管、铜管(如黄铜管)，不论架空或地沟敷设或埋设，一般工作压力在3 MPa以下者，多采用无缝钢管；工作压力在3 MPa以上者，多采用铜管(如黄铜管)。乙炔管道应选用无缝钢管。管道附件如阀门、法兰、垫片等也应根据有关规定选用。,2输气管道中气体的流速限制(1)碳素钢管中氧气的最大流速，不应超过表9-9的规定。(2)乙炔在管中的最大流速，不应超过下列规定：厂区和车间乙炔管道，乙炔的工作压力为0.0O715 MPa时，其最大流速为8 ms。乙炔站内的乙炔管道，乙炔的工作压力为25 MPa及其以下时，其最大流速为4
43、ms。,表99 碳素钢管中氧气的最大流速,注：在表列压力范围以外者，具流速可按比例推算。(3)安全管理：贯彻执行有关安全法律、法规和压力管道的技术规程、标准，建立、健全本单位的压力管道安全管理制度；应有专职或兼职专业技术人员负责压力管道安全管理工作：制订压力管道定期检验计划，安排附属仪器仪表、安全保护装置、测量调控装置的定期检验和检修工作。,第八节 焊炬、割炬的构造、工作原理和安全要求,一、焊炬、割炬的构造和工作原理 1焊炬 气焊时用于控制气体混合比、流量及火焰能量并进行焊接的工具，称为焊炬。焊炬的作用是将可燃气体和氧气按一定比例混合，并以一定的速度喷出燃烧，生成具有一定能量、成分和形状的稳定
44、火焰。,焊炬的好坏直接影响着焊接质量。因此，要求焊炬能很好地调节和保持氧气和可燃气体比例以及火焰大小，并使混合气体喷出速度等于燃烧速度，以形成稳定的燃烧；同时焊炬本身的质量要轻，气密性好，还要耐腐蚀和耐高温。气焊炬按气体的混合方式分为射吸式焊炬和等压式焊炬两类，按火焰的数目分为单焰和多焰两类按可燃气体的种类分为乙炔用、氢用、汽油用等，按使用方法分为手工和机械两类。,(1)射吸式焊炬 射吸式焊炬是可燃气体靠喷射氧流的射吸作用与氧气混合的焊炬。乙炔靠氧气的射吸作用吸入射吸管，因此它适用于低压及中压乙炔气(000101 MPa)。射吸式焊炬的结构见图9-8。,图98射发式焊炬 l乙炔阀：2乙炔导管；
45、3氧气导管；4氧气阀；5喷嘴：6射吸管；7混合室气管；8焊嘴,(2)等压式焊炬 等压式焊炬是指燃烧气体和氧气两种气体具有相等或接近于相等的压力。燃烧气依靠自己的压力与氧混合。等压式焊炬结构十分简单，只要保证进入焊炬的压力正常，火焰就能稳定燃烧。使用这种焊炬施焊时，发生回火的可能性很小。但这种焊炬不能使用低压乙炔发生器，只能使用乙炔瓶或中压乙炔发生器。等压式焊炬主要结构见图9-9。,图99等压式焊炬 l混合室；2调节阀；3氧气；4乙炔,2割炬 割炬是气割工作的主要工具。割炬的作用是将可燃气体与氧气以一定的比例和方式混合后，形成具有一定热量和形状的预热火焰，并在预热火焰的中心喷射切割氧气进行气割。
46、割炬按可燃气体与氧气混合的方式不同可分为射吸式割炬和等压式割炬两种，目前国内两种形式的割炬都生产，但射吸式割炬使用较多；按用途不同可分为普通割炬、重型割炬和焊割两用炬等。,二、焊炬、割炬的使用安全要求(1)焊炬和割炬应符合JBT 6969和JBT 6970等标准的要求。(2)焊炬、割炬内腔要光滑、气路通畅、阀门严密、调节灵敏，连接部位紧密不泄漏。(3)焊工在使用焊炬、割炬前应检查焊炬、割炬的射吸能力、气密性等技术性能及其气路通畅情况。此外，做定期检查维护。(4)禁止用焊炬、割炬的嘴头与平面摩擦的方法来清除嘴头堵塞物。,(5)焊、割炬零件烧损、磨损后，要用符合标准的零件更换。(6)在切割机上的电
47、气开关应与切割机头上的割炬气阀门隔离，以防被电火花引爆。(7)装在切割机上的燃气开关箱(阀)，应使空气流通并保证气路连接处紧密不泄漏，以防可燃气积聚引爆。(8)大功率焊炬、割炬，应采用摩擦点火器或其他专用点火器，禁止用普通火柴点火，以防止烧伤。,习题九 一、判断题 1气焊是利用气体火焰作为热源的一种熔化焊接方法。2气焊过程中并不需要填充金属。3利用气割可以在钢板上的各种位置进行切割和在钢板上切割各种外形复杂的零件。4气割过程中的切割氧不要求高纯度。5目前切割主要用于切割各种碳钢和普通低合金钢。6气焊或气割使用的乙炔、液化石油气、氢气等都是易燃易爆气体。,7气焊或气割使用的气体发生器都属于压力容
48、器，不可能造成爆炸和火灾事故。8气割时氧气射流的喷射，使火星、熔珠和铁渣四处飞溅，易造成烫伤事故。9气焊与气割铅、镁、铜等有色金属及其他合金时，环境中的有毒气体、烟尘不可能造成焊工中毒。10氧一乙炔火焰中乙炔气体为可燃气体，氧气为助燃气体。11氧一乙炔火焰中火焰的性质是不可调的。12碳化焰中氧与乙炔的比例小于1。13气焊时一般采用中性焰，中性焰由焰心、内焰、外焰三部分组成。,14气焊气割工艺中使用的焊丝直径根据焊件的厚度和坡口形式来选择。15在气焊气割工艺中火焰能率根据焊件的厚度、母材的熔点和导热性及焊缝的空间位置进行选择。16气割的工艺参数主要是根据切割速度来确定的。17工业用乙炔中因为混有
49、硫化氢及磷化氢等杂质，具有特殊的臭味。18乙炔燃烧失火时绝对禁止使用四氯化碳灭火，宜用二氧化碳灭火器或干粉灭火器灭火。19在任何情况下，应注意避免在容器和管道里形成乙炔一空气或乙炔一氧气混合气。,20乙炔发生器中可以使用含铜质量分数超过70的铜合金、银材质的配件。21装盛乙炔的容器或管道不得随便进行焊补或切割。22液化石油气作为气割用气源时，和乙炔焰相比，其切割质量较好，但在切割多层迭板时，切割速度比乙炔慢。23普通橡胶导管和衬垫可用做液化石油气瓶的配件。24石油气点火时，要先点燃引火物后再开气。25氧气不能燃烧，但能助燃，是强氧化剂，与可燃气体混合燃烧可以得到高温火焰。26可以使用火焰或可能
50、引起火星的工具开电石桶。,27电石运输、储存和使用过程中严禁包装破损、受潮。28冬季使用乙炔发生器时如果发生冻结，只能用热水或蒸汽解冻，严禁用明火及红铁烘烤，更不准用铁器等易产生火花的物体敲击。29固定式乙炔发生器可由未经受过专门培训的专职人员管理。30气瓶运输(含装卸)时，瓶必须佩戴好瓶帽(有防护罩的除外)，并要拧紧。31气瓶运输(含装卸)时，轻装轻卸，避免剧烈震动，严禁抛、滑、滚、冲击，以防气体膨胀爆炸，最好备有波浪形的瓶架，垫上橡皮或其他软物，以减小震动。,32运输气瓶的车、船不得在繁华市区、重要机关附近停靠，车、船停靠时，司机与押运人员不得同时离开。33气瓶储存时，可不放置于专用仓库储
