电石和乙炔发生器(站)的使用安全要求

电石和乙炔发生器电石和乙炔发生器 站站 的使用安全的使用安全 要求要求 一 电石的使用安全要求一 电石的使用安全要求 一 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 其反应式 为 将溶液注入钢锭模中 并在模中凝固 再按所需大小进行 粉碎 然后装入电石桶 一般电石块的大小为 2 80mm 小于 2mm 的电石很少使用 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 1 电石与水的化合作用 电石属于遇水燃烧危险品 电石与水化合极为活跃 同时 生成乙炔气和氢氧化钙 熟石灰 并放出大量的热 可以使乙炔 燃烧引起火灾和爆炸 电石与水的化合反应式为 这里应当指出 电石和水有很大的化学亲合力 它甚至能 使空气中的水蒸汽或含在盐类中的结晶水分解 因此 当水量 不足 化学反应过程得不到很好的冷却时 上述电石分解的热 量可能使反应区的温度上升很高 如果温度不超过 200 就可 能按下列反应生成 cao 在这种情况下 电石因夺去 ca oh 2 中所含的水分而分解 熟石灰成密实的外皮包围着电石块 能使它们淤积并且剧烈地 过热 当温度超过 300 压力超过 150kpa 就可引起乙炔的 燃烧爆炸 实际上在这种情况下 电石表面温度可达 800 1000 考虑到上述各种原因 分解一公斤电石实际上一般需要 5 15 公斤水 包括分解用水和冷却用水 这就是要安全使用乙 炔发生器 就必需及时换水和供给足够水量的道理 2 电石的分解速度 电石与水作用的分解速度 或乙炔气生成速度 是以每公斤电 石在分解时间内所产生的乙炔气体 升 来说明的 它与电石的纯 度 粒度及水的纯度和温度有关 电石及水的纯度高 分解速度比较快 水的温度高也能加 速分解 水中混有 ca oh 2 会使电石的分解减缓 电石块的尺寸大小 粒度 是影响分解速度的最主要因素 电 石块的尺寸越小 分解速度越快 当块的尺寸加大时 分解速 度随之减缓 而每公斤电石的乙炔总生成量则增加 最大的分 解速度发生在电石与水接触的最初 2 4 分钟内 而后因为电石 表面逐渐粘附熟石灰 分解速度逐步减缓 通常以电石发生乙 炔总量的 98 作为其完全分解的时间 对每边尺寸为 2 8 至 50 80mm 的电石来说 其完全分解的时间变动于 5 5 13 分 钟之间 其关系如表 2 5 表表 2 5 电石粒度与分解时间的关系电石粒度与分解时间的关系 从表中得知 不同粒度的电石 其分解时间也不同 因此 在设计乙炔发生器时 应考虑并规定电石颗粒的尺寸 如果违 反规定采用小颗粒电石 则发生器内的气体压力迅速增大 部 分乙炔就经安全阀排入大气中 造成浪费 当安全阀失效时 就会发生事故 反之 大块电石分解速度缓慢 气体压力不稳 定 影响焊接工作的顺利进行 此外 在一般结构的发生器内 严禁使用电石粉 俗称芝麻 电石 因为这种电石粉遇水后立即分解 发生高热并结块 可 能促使乙炔自燃 当发生器内存有空气时 更会引起燃烧和爆 炸 3 硅铁杂质 电石一般含有硅铁杂质 硅铁摩擦碰撞容易产生火花 往 往成为乙炔燃烧爆炸的火源 发生意外的事故 硅铁来源于制 造电石原料中的杂质 如石灰中含有硅酸以及电炉的电极外壳 的铁质落入炉料内等 4 电石的毒性 电石的毒性主要表现在电石具有腐蚀作用 接触皮肤后会 引起发炎和溃烂 象被石灰腐蚀一样 电石掉入眼睛中是危险 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 二 电石发生爆炸失火的原因 1 由于包装不严 电石受潮 桶内空间形成乙炔与空气的 爆炸性混合气 2 桶内电石含有硅铁 装运时互相摩擦碰撞 产生火花 或是开启电石桶方法和使用工具不当 在操作中撞击而产生火 花 3 贮存电石的场所地面太低 潮湿或漏水等 电石受潮分 解 4 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 三 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 电石的储存 1 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 2 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 库房屋顶应采用不 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 10m 以上 禁止地下室作电石仓库 3 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 4 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 5 电石在进库之前 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 6 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 泡沫灭火器作用时的化学反应式为 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机扑 救 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 故二氧化碳适用于空旷地域的 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 时 人的呼吸就会发生困难 超过 10 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 畅的场合 喷射后应立即通风 3 电石的使用 1 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 含铜量要低于 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 2 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 为了保障操作工人的人身安全 防止工伤事故发生和减少 经济损失 国家标准 gb9448 焊接与切割安全 中在电石 电 石坑方面做了一些明文规定 我们在日常工作当中要严格遵守 千万不可大意 二 乙炔发生器二 乙炔发生器 站站 的使用要求的使用要求 一 乙炔发生器的种类和构造 乙炔发生器是利用电石和水相互作用以制取乙炔的设备 1 种类 乙炔发生器的种类很多 可根据实际生产所需要的乙炔消 耗量和乙炔的工作压力 选用一定型号的乙炔发生器 乙炔发生器按所制取乙炔压力的不同 可分为低压式 乙炔 压力在 0 007mpa 以下 和中压式 乙炔压力为 0 007 0 15mpa 两种 按其发气量不同 可分为 0 5 1 3 5 至 10m3 h 五种 一般是前两种制成移动式 后三种制成固定式 按工作原理可分为排水式 滴水式 排水 与滴水联合式等几种 2 构造 各种乙炔发生器 不论其型式及生产能力如何 皆应具有 下列各主要部分 1 气体发生器 一个或数个 2 气体收集器 贮气罐 3 安全设备 一个或数个 用以防止压力升高至允许压力 以上 4 安全液封 用以防止回火火焰及制气时空气和氧气进入 发生器内 目前我国广泛采用的排水式中压乙炔发生器 主要由发气 室 回火防止器 贮气罐和发生器外壳等组成 下部装有小轮 可移动常用的 q3 1 型排水式中压乙炔发生器结构如图 2 10 所示 1 手柄 2 泄压膜 3 外壳 4 电石篮 5 发气室 6 挤压室 7 电石篮调节杆 8 出渣口 9 压力表 10 回 火防止器 11 贮气桶 12 溢水阀 排水式中压乙炔发生器的作用原理是电石装在发气室电石 篮内 电石与水接触后即产生乙炔气体 当乙炔压力增高时 发气室内的水被排挤到隔层中去 使发气室内的电石与水脱离 停止产生乙炔 乙炔压力降低时 隔层内的水流回发气室 使 水与电石重新接触 这种发生器的优点是使用方便 压力也比较稳定 发气室 和贮气罐都装有泄压膜 比较安全可靠 电石篮浸入水中后 电石与水能充分接触 冷却条件好 乙炔含硫量少 电石分解 过程中熟石灰不断沉积底部 不容易形成熟石灰外壳而导致电 石过热 缺点是装电石时需要中断生产 每次装的数量也不多 而且乙炔的温度较高 二 乙炔发生器着火爆炸的原因和分类 1 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 1 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 2 缺少必要的安全装置 如安全阀 回火防止器等 或安全 装置失灵 3 发生器罐体或胶管连接处漏气 4 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 5 在发生器罐体或胶管中形成乙炔与空气或乙炔与氧气的 爆炸性混合气 6 由于回火而引起 7 由于电石质量差 含磷过多 颗粒太细或一次加料过多 8 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 1 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 2 换料时的爆炸事故 换料时往往由于电石过热 遇到其它明火 碰撞产生的火 花或磷化氢自燃引起发气室内乙炔与空气的混合气爆炸 3 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 1 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 工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 三 乙炔发生器的安全装置 乙炔发生器的安全装置包括有 a 阻火装置 其作用是发生回火时防止火焰进入贮气罐 主罐或进入乙炔管道内 例如水封式或干式回火防止器 b 防爆泄压装置 其作用是当发生器的压力升高而超过一 定压力时 或是发生爆炸而产生压力时 能及时自动泄出气体 降低压力 从而防止发生器罐体的破裂 例如安全阀 泄压膜 等 c 指示装置 其作用是显示乙炔的压力 水与乙炔的温度 及水量等 例如压力表 温度计和水位指示器等 1 回火防止器 回火防止器是发生器不可缺少的安全装置 回火防止器的 主要作用是在焊割过程中 当焊炬或割炬发生回火时 能有效 的堵截回火火焰窜入发生器内 从而防止乙炔发生器发生爆炸 事故 若在乙炔通路中没有回火防止器或回火防止器工作状态 不正常 则不允许进行焊割工作 当使用瓶装乙炔时 可不必另行装置回火防止器 因为乙 炔瓶内的压力较高 发生火焰倒燃的可能性较小 1 对回火防止器的基本要求 能可靠地阻止回火和爆炸波的传播 并且能迅速地使爆 炸气体排除到大气中去 应具有泄压装置 能满足焊接工艺的要求 例如不影响火焰温度 气体流 量等 容易控制 检查 清洗和维修 在发生回火时最好能自动切断气源 2 回火防止器的分类 按工作压力分为低压式 0 01mpa 以下 中压式 0 01 0 15mpa 回火防止器 按作用原理可分为水封式和干式回火防止器 按装置部位不同可分为集中式和岗位式回火防止器 3 回火防止器的构造 目前国内大多使用水封式回火防止器 图 2 11 所示为一种安全性能较好的中压水封式回火防止 器 它主要是通过防止器底部的球体逆止阀 8 和水封阻止火焰 进入发生器内 顶部有足够面积的泄压膜 2 当发生回火爆炸 时能及时泄出爆炸压力 并能自动切断气源 1 出气管 2 泄压膜 3 分水管 4 分水板 5 水位阀 6 简体 7 分气板 8 逆止阀 9 进气管 水封式回火防止器的使用应注意下列安全要求 器内水量不得少于水位计标定的要求 水位也不宜过高 以免乙炔带水过多 影响火焰温度 每次发生回火后应随时检 查水位并补足 此外 回火防止器使用时应垂直挂放 冬季使用时 工作结束后应把水全部放净 以免冻结 如发生冻结现象 只能用热水或蒸汽解冻 严禁用明火或红铁 烘烤 每个岗位回火防止器只能供一把焊炬或割炬单独使用 乙炔容易产生带粘性油质的杂质 因此应经常检查逆止 阀的密封性 使用前应先排净器内乙炔与氧气的混合气体 图 2 12 是中压干式回火防止器 其特点是不采用水封 而装有膜座 膜盖及防爆膜片组成的防爆装置 由于出气管离 防爆膜很近 在发生回火的瞬间 要求防爆膜立即被冲破 使 燃烧气体很快地散发到大气中去 1 进气管 2 盖 3 逆止阀 4 简体 5 膜座 6 膜盖 7 防 爆膜 8 出气口 当发生回火时 倒燃的火焰从出气管烧入爆炸室 使爆炸 室中的压力立即增高 防爆膜瞬间被冲破 燃烧气体就散发到 大气中去 同时 由于阀体内腔的压力也随即增高 使逆止阀 密闭 暂时停止供气 所以起到防止回火的作用 但由于逆止 阀的关闭是暂时的 当爆炸室泄压后 具有一定压力的乙炔又 会将逆止阀顶开继续供气 因此 此时必须关闭乙炔总阀 被 冲破的防爆膜经更换后才能使用 这种回火防止器比水封式回火防止器优越些 但其最大缺 点是当发生回火时不能切断气源 2 泄压膜 1 泄压膜的工作原理 乙炔与空气 或氧气 混合气的爆炸虽然是在瞬间产生 但从 起爆到气体激烈膨胀 到最后结束 还是有一个过程的 亦即 释放出热量和气体由少到多 温度由低到高 爆炸压力由小到 大的发展过程 根据这一特点所以在乙炔发生器的发气室 贮 气室和回火防止器等罐体的适当部位设置一定面积的泄压膜 脆 性材料 构成薄弱环节 当爆炸发生时最薄弱处在起爆后较小 的爆破压力作用下就首先遭受破坏 将大量气体和热量释放出 去 从而保住容器主体避免设备损失和在场人员的伤亡 2 泄压膜的安全要求 发生器工作时 泄压膜片长期承受工作压力 高温和气体 的腐蚀 还要保证设备的气密性 然而遇到爆炸增压时必须立 即破裂 这就要求泄压膜片除要有一定的面积和适当的装设部 位外 还要有足够的强度 以承受工作压力 一般在 0 15mpa 以下 良好的耐热 耐腐蚀性 同时又有脆性 当受到爆炸波 冲击时易于破裂 厚度要尽可能地薄 但气密性要好等 3 泄压膜的材料 目前制作泄压膜片的材料有铝箔片 薄铝板 橡胶片 胶 片 x 光片 赛璐珞片 和有机玻璃片等 但其中有的在压力和温 度作用下变形较大 有的易燃 很不理想 比较起来 泄压膜 孔径小于 100mm 时 用 0 1 0 15mm 厚的铝箔片作泄压膜 较理想 铝箔片的特点是延伸性和弹性都小 脆性大 并有足 够的强度 使用时间长 气密性好 试验证明 直径 110mm 厚 0 10mm 的铝片能承受 0 25mpa 以上的静压力 完全可以 满足发生器工作压力的要求 当发生爆炸时 不但能及时顺利 泄压 而且破裂的膜片也不会伤人 3 安全阀 当乙炔压力超过正常工作压力时 乙炔发生器安全阀即自 动开放 把发生器内部的气体排出一部分 直至压力降到低于 工作压力后才自行关闭 以防发生爆炸事故 安全阀开放时气 体从阀中喷出 发出吱吱的响声 从而起到自动报警的作用 图 2 13 是乙炔发生器一般采用的弹簧式安全阀 它是利 用乙炔压力与弹簧压力之间的压力差变化 来达到自动开启或 关闭的要求 调节螺丝 5 用来调节弹簧 1 的压力 以调整安全 阀的开放压力 为使安全阀经常保持灵敏有效 在乙炔发生器运行中应经 常保持安全阀的清洁 并定期作排气试验 防止安全阀的排气 管 阀体弹簧等被乙炔中的灰渣 粘性杂质及其它脏物堵塞 并经常检查安全阀是否漏气或是否排气顺利等 发现故障 应 及时检修 禁止拧紧调节螺栓 甚至用铁丝捆死阀门或使用失 效安全阀的错误做法来消除泄漏 4 压力表 乙炔发生器装设压力表 是用以直接指示发生器内部的乙 炔压力值 常用的是单弹簧管式压力表 其结构如图 2 14 所 示 弹簧 1 的一端牢固地焊在支座 2 上 支座则固定在表壳 3 内 接头 4 与乙炔导管相连 当乙炔流入弹簧弯管时 由于内 压作用 使变管向外伸展 发生角位变形 通过拉杆 6 和扇形 齿轮 7 带动小齿轮 8 转动 小齿轮轴上装有指针 指示乙炔的 压力 表盘上最高工作压力的刻度处 标出红色标记 例如中 压乙炔发生器的压力表 在 0 15mpa 处为红色刻度线 为使 压力表保持灵敏准确 在使用过程中应经常维护和检查 并定 期校验 1 压力表应保持洁净 表盘上的玻璃明亮清晰 指针指出 的压力值能清楚易见 如表盘玻璃碎或表盘刻度模糊 应停止 使用 2 压力表的连接管要定期吹洗 以免堵塞 要经常检查压 力表的指针的转动与波动是否正常 3 压力表必须定期检验 已经超过应校期限的压力表应停 止使用 如果在发生器正常运行时发现压力表指示不正常或有 其它可疑迹象 应立即检验校正 四 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 禁安置在锻打 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 及可能由高处上方 如烟囱 高空作业点等 飞出烟火和受坠落物 打击处 乙炔发生器与明火 散发火花的地点 高压电源线以 及其它热源应保持水平距离 10m 以上 不准安放在剧烈震动的 工作台和设备上 夏季使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入没有任何油污或其它杂质的洁净水 装电石时应根据发生器要求的定量来装 不能过满 其充装量 一般不超过电石篮容积的 2 3 电石