常用气瓶的结构和使用安全要求

一、气瓶结构

用于气割与气焊的氧气瓶和氢气瓶属于压缩气瓶，乙炔瓶属于溶解气瓶，石油气瓶属于液化气瓶。 (一)氧气瓶

1．氧气瓶的构造

氧气瓶是贮存和运输氧气的专用高压容器，其构造如图2—15所示。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，用以区别其它气瓶。为使氧气瓶平稳直立的放置，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1．5倍，即：

15MPa×1．5＝22．5MPa

图2—15 氧化气瓶的构造

1—瓶体 2—胶围 3—瓶箍 4—瓶阀 5—瓶帽

氧气瓶一般使用三年后应进行复验，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2—16、2—17所示。

图2—16 氧气瓶肩部标记

图2—17 复验标记

目前，我国生产的氧气钢瓶规格(详见表2—6)，最常见的容积为40L，当瓶内压力为15MPa表压时，该氧气瓶的氧气贮存量为6000L，即6m3。

表2—6氧气瓶规格 工作压力 容积 外径尺寸 瓶体高度 重量 水压试验 颜色 采用瓶阀规格 (MPa) (L) (mm) (mm) (kg) 压力(MPa) 天蓝 15 33 40 44 Φ219 1150±20 1370±20 1490±20 45±2 55±2 57±2 22.5 QF-2型铜阀 2．氧气瓶阀

氧气瓶阀是控制氧气瓶内氧气进出的阀门。国产的氧气阀门构造分为二种：一种是活瓣式，另一种是隔膜式。隔膜式阀门气密性好，但容易损坏，使用寿命短。因此目前多采用活瓣式阀门，其结构如图2—18所示。

图2—18 活瓣式氧气瓶阀

活瓣式瓶阀结构主要有阀体、密封垫圈、手轮、压紧螺母、阀杆、开关片、活门及安全装置等组成。除手轮、开并片、密封垫圈外，其余都是由黄铜或青铜压制和机加工而成的。为使瓶口和瓶阀紧密结合，将阀体和氧气瓶口结合的一端，加工成锥形管螺纹，以旋入气瓶口内；阀体的出气口处，加工成定型螺纹，用以连接减压器。阀体的出气口背面，装有安全装置。

使用氧气时，将手轮逆时针方向旋转，是开启氧气阀门。旋转手轮时，阀杆也随之转动，再通过开关片使活门一起转动，造成活门向上或向下移动。活门向上移动，气门开启，瓶内的氧气从出气口喷出。活门向下压紧时，由于活门内嵌有用尼龙材料制成的气门垫，因此可以使活门密闭。瓶阀活门上下移动的范围为1．5～3mm。 (二)乙炔气瓶

1．乙炔气瓶的构造

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(1．12m)、直径略粗(250mm)，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2—19所示。

图2—19 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椎形不锈钢网，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的放置，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。乙炔气瓶的设计压力为3MPa，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、制造年月、最高工作压力、试验压力等内容。使用期间，要求每三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40L，一般乙炔瓶中能溶解6～7kg乙炔。使用乙炔时应控制排放量，不能任意罚暾，否则会连同丙酮一起喷出，造成危险。 2．乙炔瓶阀

乙炔瓶阀是控制乙炔瓶内乙炔进出的阀门，它的构造如图2—20A所示。

图2—20A 乙炔阀门的构造

1—阀杆 2—压紧螺母 3—密封圈 4—活门 5—尼龙垫 6—阀体 7—过滤件

它主要包括阀体、阀杆、密封垫圈、压紧螺母、活门和过滤件等几部分。乙炔阀门没有手轮，活门开启和关闭是靠方孔套筒扳手完成的。当方形套筒反手按逆时针方向旋转阀杆上端的方形头时，活门向上移动是开启阀门，反之则是关闭。乙炔瓶阀体是由低碳钢制成的，阀体下端加工成Φ27．8×14牙／英寸螺纹的锥形尾，以使旋入瓶体上口。由于乙炔瓶阀的出气口处，无螺纹，因此使用减压器时必须带有夹紧装置与瓶阀结合。 (三)氢气瓶

1．氢气瓶的构造

氢气瓶是贮存和运输氢气的高压容器，气瓶的承装压力为15MPa，其构造与氧气瓶相同。不同的是瓶体涂深绿色漆，并用红漆标明“氢气”，瓶阀出气口处螺纹为反向。 2．氢气瓶的安全使用 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10kg、15kg、36kg等多种规格，如企业用量较大，还可以制造容量为1t、2t或更大的贮气罐。气瓶材质选用16锰钢或优质碳素钢，气瓶的最大工作压力为1．6MPa，水压试验3MPa。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。具体规格参见表2—7，型式如图2—20B所示，瓶阀结构如图2—21所示。

表2—7 液化石油气瓶规格 规格 ysp—10 ysp—15 ysp—50 参数

钢瓶内直径(mm) 水容积(L) 底座外直径(mm) 护罩外直径(mm) 钢瓶高度(mm) 充装重量(kg) 314 >23.5 300 190 535 ≤10 314 >35.5 300 190 680 ≤15 400 >118 400 190 1215 ≤50 1—底座；

图2—20B 液化石油气瓶

2—下封头； 3—上封头；4—瓶阀座； 5—护罩， 6—瓶阀；8—瓶帽

图2—21 液化石油气瓶阀

7—筒体；

二、气瓶发生爆炸事故的原因

气瓶发生爆炸主要有以下几种原因：

(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，受日光曝晒、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100kPa，石油气瓶在零下40℃时压力为100kPa，在20℃时为700kPa，在40℃时压力即上升达2MPa，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。

氧气瓶一般是在温度为20℃，压力在15MPa的条件下充灌的。随瓶温的增高，瓶内气压的增加可用下式计算

(MPa)27320

(3)在搬运装卸时，气瓶从高处坠落、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。

P（压力）15273t（温度）

三、气瓶运输、储存、充灌、使用的安全要求 (一)气瓶运输(含装卸)时的安全要求

(1)装运气瓶的车辆应有“危险品”的安全标志。

(2)气瓶必须配戴好瓶帽(有防护罩的除外)，并要拧紧，防止摔断瓶阀造成事故。

(3)要轻装轻卸，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，垫上橡皮或其它软物，以减小震动。

(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，则不超过五层；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；城市的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)装有液化石油气的气瓶不应长途运输。 (二)气瓶储存时的安全要求

(1)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，毒性气体气瓶和瓶内气体相互接触能引起燃烧、爆炸，产生毒物的气瓶，应分室存放，并在附近设置防毒用具或灭火器材。 (5)气瓶放置时要配戴好瓶帽，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；横放时，

头部朝同一方向，垛高不宜超过五层。 (三)气瓶充灌时的安全要求

(1)气瓶充灌前，应有专人对气瓶进行检查，如发现有下列情况之一的应先进行妥善处理，否则严禁充装：

1)钢印标记、颜色标记不符合规定及无法判定瓶内气体的； 2)改装不符合规定的或用户自行改装的； 3)附件不全、损坏或不符合规定的； 4)瓶内无剩余压力的； 5)超过检验期限的；

6)经外观检查，存在明显损伤，需进一步进行检查的； 7)氧化或强氧化性气体气瓶沾有油脂的；

8)易燃气体气瓶的首次充装，事先未经置换和抽真空的。

(2)气瓶充灌时应控制流速，不能过快，否则会引起气瓶过热，压力剧增，造成危险。 (3)充灌场地应有安全防护设施或装备。

(4)液化石油气充装不得过量，必须按规定留出气化空间；严禁从液化石油气槽车直接向气瓶灌装；充装后应逐只检查，发现有泄漏或其他异常现象，应及时妥善处理。 (四)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10m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)瓶内气体不得用尽，必须留有剩余压力(永久气体气瓶的剩余压力应不小于0．05MPa；液化气体气瓶应留有不少于0．5％～1．0％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、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，可用热水或水蒸汽解冻，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分钟后，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，焊接修理。 (五)气瓶定期检查

气瓶在使用过程中必须根据国家《气瓶安全监察规程》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，每二年检验一次； (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，每二年检验一次；

(4)盛装惰性气体的气瓶，每五年检验一次。

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。 气瓶定期检验，必须逐只进行。各类气瓶定期检验的项目和要求应符合相应的国家标准。如：

GB13004—91《钢质无缝气瓶定期检验与评定》； GB13075—91《钢质焊接气瓶定期检验与评定》； GB13076—91《溶解乙炔气瓶定期检验与评定》；

GB8334—87《液化石油气钢瓶定期检验与评定》；

1、气焊火焰调节氧气、乙炔气体的不同混合比例可得到中性焰、氧化焰和碳化焰三种性质不同的火焰，如下图：

1）中性焰 氧与乙炔充分燃烧，混合比例为1.1~1.2，没有氧与乙炔过剩，内焰具有一定还原性，燃烧所产生的CO2和CO对熔池有保护作用，颜色为蓝白色。最高温度3050~3150℃。焊接时，焰芯末端离熔池3～5mm.主要用于焊接低碳钢、低合金钢、高铬钢、不锈钢、紫铜、锡青铜、铝及其合金等。

2）氧化焰 氧气和乙炔的混合比大于1.2，氧过剩火焰，有氧化性，焊钢件时焊缝易产生气孔和变脆。最高温度3100~3300℃。主要用于焊接黄铜、青铜等。

3）碳化焰 混合比小于1.1，乙炔过剩，具有较强的还原性，火焰中有游离状态碳及过多的氢，焊接时会增加焊缝含氢量，焊低碳钢有渗碳现象，内焰为淡白色。最高温度2700~3000℃。焊接时，焰芯离熔池3～5mm.主要用于高碳钢、高速钢、硬质合金、铝、青铜及铸铁等的焊接或焊补。

2、气焊设备

1）氧气瓶容积40L，工作压力15MPa，外表天蓝色，黑漆“氧气”。保管和使用时应防止沾染油污；放置时必须平稳可靠，不应与其他气瓶混在一起；不许曝晒、火烤及敲打，

以防爆炸。使用氧气时，不得将瓶内氧气全部用完，最少应留100~200kPa，以便在再装氧气时吹除灰尘和避免混进其他气体。

2）乙炔瓶容积40L，工作压力1.5MPa.外表白色，红漆“乙炔”、“不可近火”。在瓶体内装有浸满丙酮的多孔性填料，可使乙炔稳定而又安全地贮存在瓶内。使用乙炔瓶时，除应遵守氧气瓶使用要求外，还应该注意：瓶体的温度不能超过30~40℃；搬运、装卸、存放和使用时都应竖立放稳，严禁在地面上卧放并直接使用，一旦要使用已卧放的乙炔瓶，必须先直立后静止20min，再连接乙炔减压器后使用；不能遭受剧烈的震动等。

3）减压器将高压气体降为低压气体的调节装置。对不同性质的气体，必须选用符合各自要求的专用减压器 .通常，气焊时所需的工作压力一般都比较低，如氧气压力一般为0.2~0.4MPa，乙炔压力最高不超过0.15MPa.因此，必须将气瓶内输出的气体压力降压后才能使用。减压器的作用是降低气体压力，并使输送给焊炬的气体压力稳定不变，以保证火焰能够稳定燃烧。减压器在专用气瓶上应安装牢固。各种气体专用的减压器，禁止换用或替用。

4）回火保险器正常气焊时，火焰在焊炬的焊嘴外面燃烧，但当气体供应不足、焊嘴阻塞、焊嘴太热或焊嘴离焊件太近时，火焰会沿乙炔管路往回燃烧。这种火焰进入喷嘴内

逆向燃烧的现象称为回火。如果回火蔓延到乙炔瓶，就可能引起爆炸事故。回火保险器的作用就是截留回火气体，保证乙炔瓶的安全。

5）焊炬焊炬的作用是将乙炔和氧气按一定比例均匀混合，由焊嘴喷出，点火燃烧，产生气体火焰。常用的氧乙炔射吸式焊炬如图4-21所示。各种型号的焊炬均配备3~5个大小不同的焊嘴，以便焊接不同厚度的焊件时使用。

3、气焊材料及准备1）焊丝气焊时要使用焊丝作填充金属；一种是含有脱氧元素的焊丝，如丝201、202；另一种是一般的紫铜丝和母材的切条，采用气剂301作助熔剂。气焊紫铜时应采用中性焰。

2）气焊熔剂是气焊时使用的助熔剂，其作用是保护熔池金属，去除焊接过程中形成的氧化物，增加液态金属的流动性。除低碳钢外，其它金属材料（如铸铁、不锈钢、耐热钢、铜、铝等）气焊时必须使用气焊熔剂。

3）工件表面准备钎焊前必须仔细地清除工件表面的氧化物、油脂、脏物及油漆等，清除干净焊缝两侧10mm内的铁锈、油污，焊缝表面可采用锉刀、金属刷、砂纸等进行打磨，去除零件表面的氧化膜。因为熔化了的钎料不能润湿未经清理的零件表面，也无法填充接头间隙。

4）清除油污可用有机溶剂如酒精、四氯化碳、汽油、三氯化烯、二氯乙烷及三氯乙烷等去除。铜和铜合金零件可在50g磷酸三钠，50g碳酸氢纳加1L水的溶液内清洗，溶液温度为60~80°C.当零件表面能完全被水润湿时，表明表面油脂已去除干净。

4、紫铜焊接特点1）高导热率的影响。铜的热导热率比碳钢大7~11倍，当采用的工艺参数与焊接同厚度碳钢差不多时，则铜材很难熔化，填充金属和母材也不能很好地熔合。

2）焊接接头的热裂倾向大。焊接时，熔池内铜与其中的杂质形成低熔点共晶物，使铜及铜合金具有明显的热脆性，产生热裂纹。

3）产生气孔的缺陷比碳钢严重得多，主要是氢气孔。

4）焊接接头性能的变化。晶粒粗化，塑性下降，耐蚀性下降等。

5）纯铜表面可形成氧化铜和氧化亚铜，易被还原性气体还原，也容易被钎剂去除。为防止发生氢脆现象，不能在含氢的还原气氛中进行钎焊。只含有锌元素的黄铜，表面可生成氧化亚铜或氧化锌两种氧化物，氧化锌虽然比较稳定，但也不难去除。锰黄铜表面的氧化锰比较稳定，很难去除，应采用活性强的钎剂以保证钎料的润湿性。焊接时间不要太长，尽量一次完成。

5、气焊安全要求气焊过程若发生回火，先关乙炔阀，后关氧气阀。消除故障继续施焊时，应重新熔化原熔池，焊接重叠部分不小于6mm.正常操作时先开氧气阀吹气并关闭，再开乙炔阀，点火后再开氧气阀调节火焰。用毕先关乙炔阀，后关氧气阀。

6、气焊工艺1）焊咀倾角：气焊时焊咀与工件之间要倾斜一定的角度。对于熔点高，导热性好的材料，角度要大些；始焊时为迅速加热焊件，应用80°~90°的角，然后再逐渐减小，收尾时应减小倾角，焊咀提高。其中壁厚1mm以下焊咀倾角为10°，1~3mm为20°。

2）焊时先将金属加热到熔融状态，再填充焊丝，焊丝与焊件表面倾斜20°~40°，且焊时焊咀和焊丝要交叉均匀摆动，以避免焊接缺陷。焊接时应尽量减小变形，采用对称焊或分段反向焊。

3）根据焊缝位置采用相应的操作技术。

平焊应使焰心的末端与工件表面保持2~6mm的距离，施焊时要兼顾焊件与焊丝的加热。

立焊应用比平焊小的火焰能率，严格控制熔池温度，防止液态金属下流，焊咀向上倾斜，与焊件的角度为60°~80°。

横焊要用较小的火焰能率，焊咀向上与焊件保持70°~80°夹角，一般采用左焊法。 仰焊应用较小的火焰能率，较细的焊丝，并严格控制熔池温度、形状和大小，使液态金属处于粘稠状。仰焊时要用右焊法，焊丝后倾，与焊件的夹角为70°~80°。