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分析防爆工具在氢气场合的应用:

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分析防爆工具在氢气场合的应用:

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来源:
2012-11-10
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      在氢气的使用、贮送以及有氢气存在和产生的场所,因其情况不同,使用 防爆工具的品种也不同,各单位可根据自己的需要选择适用的防爆工具。防爆工具的生产单位还可根据用户的需要制做各种专用工具。在防爆工具的国家标准《铜合金工具防爆性能试验方法》(GB10686-89)中规定氢气作为 类C级的试验用气体,以试验制作防爆工具铜合金的防爆性能。氢气场合应注意选择用于 类C级爆炸性气体环境使用的防爆工具。
 
       氢气(H2)是无色、无臭、无味、无毒的气体,在标准状态下每升只有0.089克,仅为空气的1/14.5,是最轻的气体。它的粘度最小,导热系数最高,化学活性、渗透性和扩散性强(扩散系数为0.63厘米2/秒,约为甲烷的3倍),因而在氢气的生产、贮送和使用过程中都易出现泄漏。氢气还是一种强的还原剂,可同许多物质进行不同程度的化学反应,生成各种类型的氢化物。氢气有着非常广泛的用途。

       氢的着火、燃烧、爆炸性能,是它的主要特性。氢是属 类C级的爆炸性气体,在空气中的引燃温度是560 。它气中氢气浓度达4.0-75.6%时,遇有点火源就会发生猛烈爆炸。氢气的引燃温度虽不是最低的。但由于它的点火能量公需0.019毫焦耳,比烷烃要低一个数量级以上,所以很容易着火爆炸。金属撞击或摩擦所产生的火花已经氢所需的点火能量大几倍。因此在氢的生产、贮送和使用中应采取措施,尽量避免任何点火源的存在和产生。
由于氢气具有很强的渗透性,所以当钢暴露于一定温度和压力的氢气中时,溶解于钢的晶格中的原子氢在缓缓的变形中引起脆化作用。它在钢的微观孔隙中与碳反应生成甲烷,随着甲烷生成量的增加,使孔隙扩张成裂纹,加速了碳在微观组织中的迁移,降低了钢的机械性能,甚至引起材质的损坏。通常在高温、高压或液氮温度下,容易引起氢脆或氢腐蚀。因此,在有氢气的环境中工作的设备和管道因腐蚀、裂缝而造成氢气的泄漏。氢气的渗透性,还表现在若用橡胶袋盛装氢气,则氢气可以穿过橡胶袋而漏出。所以利用橡胶垫作密封件的容器,也很容易产生氢气的泄漏。

       氢气广泛应用于化学、冶金、电子等工业部门。随着液氢生产的发展,也逐步地应用于宇航、火箭事业上。近年来,在新能源的开发中,一些国家已开始重视氢能的应用。氢在石油化学工业生产中应用最为广泛。不同组分的含氢气体可作为合成氨、甲醇、石油炼制生产的原料气、加氢气体等。在尼龙、塑料、农药工业中,都需加有一定纯度的氢气。在化工典型工艺中,利用铁粉、锌粉等金属和酸、碱作用产生初生态氢,使某些物质分子起还原反应,多用于染料、医药工业制备中间原料;有机合成工业和油脂化学工业制备化工原料或产品大都用雷内镍、钯炭等为催化剂使氢活化,然后加入有机物质。例如:苯在催化作用下经加氢生成环已烷,植物油在镍触媒作用下经加氢生成硬化油。石油化工生产中,还广泛应用加氢催化、加氢裂化、加氢脱硫等工艺。

       由于氢和氧混合燃烧,火焰温度可达2000摄氏度以上,因此工业上氢还可用作焊接热源,广泛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。制取氢气的方法很多,目前工业上的制氢主要是矿物燃料转化制氢和水电解制氢。其中矿特燃料转化制氧主要是通过对天然气、焦炉气、石油炼气厂等气体烃中含有的甲烷进行转化制取氢气;或者通过对原油及其在精炼过程中所得到的轻油和重油用节气转化法、部分氧化法制得含氢气体;煤气经过一氧化碳变换和气本精制后也可得到氢气。此外经过焦炉气及其它含氢气体的深冷分享法也可制取氢气。氢气在市场上一般装瓶供应用户使用。使用氢气较多和有一定条件的企业常自己配置氢气站或氢氧站。

        氢气在生产厂、氢气站和氢氧站的氢气转化生成间或电解间、氢气加压站、充瓶及空、实瓶间、净化间、分析间及氢气贮气柜闸门室、氢气瓶维修间等处一般均匀易燃易爆危险区域。特别是氢气压缩机、充瓶、贮气柜闸门室等因氢气压力较高和管道连接处较多,氢气泄漏可能性较大,危险性增加。此外,转化制取氢气的原料也大多为可燃气体或可燃性蒸汽也存在着爆炸的危险性。又由于氢气具有很强的渗透性和扩散性而极易造成泄漏,所以氢气生产厂(站)尤其应注意杜绝产生点火源。而采用防爆工具进行生产操作和设备维修是避免产生冲撞击火花、摩擦火花的重要措施。氢气生产厂常用的防爆工具品种有:防爆活扳手,防爆呆扳手,防爆管子钳,防爆螺丝刀,各种防爆锤子和特种工具等。对氢气瓶也应使用防爆气瓶扳手进行气瓶阀门的开启和关闭。

       在氢气的使用场所和氢气的贮送中也应十分注意防火防爆问题,要杜绝任何点火源的存在和产生。消除造成其燃烧和爆炸的条件。氢气的使用,许多都是在加湿和加压情况下进行的,而氢气的点火能量和塔炸极限又随着温度和压力的不同而变化。一般情况下,压力增加,温度升高,则爆炸极限范围变宽,这就更有可能发生爆炸的火灾。加上氢气具有很强的渗透性和扩散性,又很容易造成泄漏及设备腐蚀和损坏。因此,凡是使用氢气的场所,无论是在生产过程中,还是对使用氢气的设备进行清扫、检修也都应十分注意使用防爆工具进行操作,以避免冲(撞)击和摩擦火花的产生而引起爆炸事故。此外,在有液氢存在的场合,如:火箭发射基地通过槽车向火箭灌装液氢时,也需注意使用防爆工具。
除了上述氢气的生产、贮送、使用场所需注意使用防爆工具以外,在许多化学物质的生产、贮存、使用中都需注意氢气的产生和存在。如:某化工厂三名工人帮助另外一化工厂处理存放多年的金属钾。处理时用铁杆在桶上打孔,在处理最后两桶时,因桶内产生的氢气漏出,被打孔时产生的火花引燃立即发生爆炸燃烧,其中一人被严重烧伤,烧伤面积达90%,抢救无效死亡。在化肥生产厂的合成塔,脱气塔也都有氢气的产生或存在。如某化学工业公司化肥厂合成车间,车间大修时,脱气塔管道放水后,空气进入管内与洗涤水逸出的氢气形成混合气体,一名工人在用铁质工具加肓楹时产生火花,将混合气体引爆,该工人被炸死。另外在一些化工生产过程中,由于一些聚合物不稳定,也可能分解出氢气。如在高压下,乙烯聚合就能裂解产生氢气。因此,在上述这样一些场所也都需注意使用防爆工具进行操作,以避免爆炸事故的产生。