溶解乙炔氣瓶(以下簡稱乙炔瓶)，由于具有節(jié)省能源、安全可靠、減少公害及使用方便等優(yōu)越性，故目前已在全國范圍內(nèi)推廣使用;乙炔瓶的制造、充裝、檢驗和使用單位，也都有了很大的發(fā)展。但由于乙炔瓶內(nèi)充裝乙炔，是穩(wěn)定性較差、反應(yīng)性很強的易燃?xì)怏w，所以在一定的條件下，極易發(fā)生燃燒、分解和爆炸事故，而且破壞力也較大。在實際的充裝和使用中，如果操作管理不當(dāng)，乙炔瓶的燃燒爆炸事故還是難以完全避免的。迄今為止，我國已發(fā)生過多起乙炔瓶的燃燒爆炸事故。因此，如何從這些事故中總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，加強對乙炔瓶安全技術(shù)的分析研究，制訂預(yù)事故發(fā)生的對策和措施，是確保乙炔瓶安全的一項重要課題。本文就是從這一點出發(fā)，從國內(nèi)已發(fā)生的乙炔瓶燃燒爆炸事故入手，從安全技術(shù)角度對乙炔瓶的安全性能進(jìn)行了初步分析，希望能夠“對癥下藥”，促進(jìn)乙炔瓶的安全管理。
我國自1982年有組織、有計劃地推廣使用乙炔瓶以來，曾發(fā)生了多起乙炔瓶燃燒爆炸事故。由于有關(guān)乙炔瓶事故的報告統(tǒng)計工作不夠健全，故目前尚缺乏完整的統(tǒng)計資料，現(xiàn)僅將通過各種渠道搜集到的有關(guān)乙炔瓶燃燒爆炸事故的資料，作一個不完全統(tǒng)計，我國自1993——2002年的8年間，共發(fā)生乙炔瓶燃燒爆炸事故21起，造成1人死亡、8人受傷，燒毀乙炔瓶約2300只。通過對這些事故進(jìn)行調(diào)查分析，可以發(fā)現(xiàn)乙炔瓶本身的問題是導(dǎo)致燃燒爆炸事故頻發(fā)的主要原因。因此，要想減少事故的發(fā)生就必須從乙炔瓶本身的安全技術(shù)角度入手進(jìn)行深入細(xì)致地分析研究，才能進(jìn)行有效地預(yù)防。(風(fēng)險管理世界-www.RiskMW.com)
一、 乙炔瓶填料的質(zhì)量，是影響乙炔瓶安全性能的首要因素，也是造成乙炔瓶爆炸事故的主要原因。
溶解乙炔所以較氣態(tài)乙炔安全，不僅是因為它溶解于溶劑中，而且還在于溶劑及其溶解的乙炔氣體，被均勻地分布在多孔填料的毛細(xì)孔中，填料毛細(xì)孔的阻火能力是非常有效的。目前國內(nèi)制造和大量使用的乙炔瓶，基本都是整體硅酸鈣填料，但仍有少部分活性炭和澆注混合物填料的乙炔瓶在使用。在以上幾種填料中，活性炭填料的安全性能較差，而整體硅酸鈣填料的安全性能較好。我國近八年間發(fā)生的21起乙炔瓶爆炸事故中有十起，其乙炔瓶的填料全都是自己充裝的活性炭，這除了說明活性炭填料的安全性能交差外，還說明了活動炭填料的乙炔瓶安全性能和活性炭本身的質(zhì)量及其充裝工藝有著密切關(guān)系。這是因為，在我國尚有一部分從國外進(jìn)口的活性炭填料乙炔瓶，已使用了很長時間，有的已經(jīng)幾十年了，都沒有發(fā)生事故;而自己改制的活性炭填料乙炔瓶，有的僅使用了10個月，只充了10次氣，就發(fā)生了爆炸事故。因此，對活性炭填料乙炔瓶，采取“一刀切”而一概否定，是不符合實際的。同樣，對整體硅酸鈣填料乙炔瓶，認(rèn)為在安全性能上已“萬無一失”，也是很不全面的。國內(nèi)近八年來發(fā)生的多起乙炔瓶燃燒爆炸事故中也有11起是整體硅酸鈣填料乙炔瓶。因此，乙炔瓶填料質(zhì)量對安全性能的影響，不僅取決于填料的種類，也取決于填料本身的質(zhì)量，及其充裝、反應(yīng)、成型等工藝的好壞。
二、 乙炔瓶內(nèi)存在空隙，是影響乙炔瓶安全性能的一個重要因素。
活性炭填料乙炔瓶安全性能差的一個主要原因，就是因為顆粒狀活性炭易下沉而形成空隙。在對我國發(fā)生的活性碳填料乙炔瓶爆炸事故分析中，大部分都提到了活性炭下沉面形成空隙的原因。在1980年上海發(fā)生的活性炭填料乙炔瓶爆炸事故后，曾抽查了與該爆炸瓶同批改制瓶的活性炭填料，發(fā)現(xiàn)所有被抽查的瓶，都存在程度不同的活性炭下沉現(xiàn)象。因此，活性炭填料下沉、整體硅酸鈣填料肩部軸向間隙過大、填料內(nèi)部及表面的孔洞容積過大等，都是造成乙炔瓶內(nèi)空隙的直接原因。
乙炔瓶內(nèi)空隙對安全性能的影響是很明顯的，因為在瓶中空隙內(nèi)的乙炔均為氣態(tài)，從而失去了溶解乙炔的安全性能。當(dāng)瓶中有大量高壓氣態(tài)乙炔積聚時，易分解而引起爆炸，并且其分解爆炸時動壓高、能量大又易擴散，這已被國內(nèi)的多次安全性能試驗結(jié)果所證實。如在一次作驗證性回火試驗時，當(dāng)乙炔瓶的肩部軸向間隙為3mm，測得回火試驗用引爆管內(nèi)乙炔分解時的入射波壓力為8MPa，反射波壓力為33.6MPa;而乙炔瓶的肩部軸向間隙為5-6MM時，測得入射波壓力為19.1MPa。反射波壓力為48.2MPa，乙炔分解時放出的熱量為2.26×105J/M01。因此，乙炔分解爆炸時釋放的能量，隨著瓶內(nèi)氣態(tài)乙炔量的增加而增加。
乙炔瓶內(nèi)因填料與瓶壁的間隙而形成的空隙，從目前我國實際生產(chǎn)水平看，還很難完全消除，而且也沒有必要這樣要求。至于認(rèn)為瓶內(nèi)存在空隙可以減少充填丙酮和充放氣體時的阻力的說法也不夠全面。當(dāng)前的主要問題是如何在安全可靠的基礎(chǔ)上，從生產(chǎn)實際出發(fā)，制訂一個乙炔瓶內(nèi)空隙容積的極限值。在確定這一數(shù)值時，還應(yīng)考慮檢測方便和留有余地，對此目前還缺少理論研究和實驗數(shù)據(jù)。對活性炭乙炔瓶，國外曾有肩部空隙容積不超過150cm3的數(shù)據(jù)報導(dǎo)，而對整體硅酸鈣填料乙炔瓶，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，填料與瓶壁的總間隙為：徑向不超過1mm，軸向不應(yīng)超過3mm，表面孔洞總?cè)莘e不應(yīng)超過20cm3。按公稱容積40L的瓶計算，當(dāng)徑向總間隙為1mm時，空隙容積約為300cm3;而軸向總間隙為3mm時，空隙容積也約為300cm3(包括肩部和底部)，再加上表面孔洞總?cè)莘e為20cm3，則40L瓶的總空隙容積不應(yīng)超過620cm3，而安全性能回火試驗用引爆管空隙容積僅為150cm3。顯然，這個620cm3的允許極限空隙容積是較大的，而在實際回火試驗中，卻又往往被通過。這是和試驗用瓶的實際間隙，特別是和允許間隙造成的空隙容積是否貫通有關(guān)。如果間隙造成的間隙容積全部貫通，則安全性能的回火試驗是很難通過的，這在驗證性試驗中已被證實。從國內(nèi)某廠做的547只乙炔瓶回火局部加熱試驗結(jié)果來看，其中15只不合格瓶內(nèi)有14只肩部間隙大于等于2mm，占93.3%;而在合格的39只中，只有25只肩部間隙大于等于2mm，占64.1%。在驗證性試驗中曾發(fā)生有一只瓶(日本產(chǎn))，實測肩部有徑向間隙為1mm，底部間隙為10mm，在裝立式回火管做回火試驗時不合格，而實測徑向間隙為零。肩部間隙小于等于0.5mm的瓶(國產(chǎn))，做同樣的立式回火管回火試驗時通過了。以上的這些實驗數(shù)據(jù)，都充分說明了乙炔瓶內(nèi)由于間隙造成的空隙容積，與其安全性能有著非常密切的關(guān)系，是引起乙炔瓶發(fā)生燃燒爆炸的一個重要原因。
