分析防爆工具在氫氣場合的應(yīng)用:
在氫氣的使用、貯送以及有氫氣存在和產(chǎn)生的場所,因其情況不同,使用防爆工具的品種也不同,各單位可根據(jù)自己的需要選擇適用的防爆工具。防爆工具的生產(chǎn)單位還可根據(jù)用戶的需要制做各種專用工具。在防爆工具的國家標(biāo)準(zhǔn)《銅合金工具防爆性能試驗方法》(GB10686-89)中規(guī)定氫氣作為 類C級的試驗用氣體,以試驗制作防爆工具銅合金的防爆性能。氫氣場合應(yīng)注意選擇用于 類C級爆炸性氣體環(huán)境使用的防爆工具。
氫氣(H2)是無色、無臭、無味、無毒的氣體,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下每升只有0.089克,僅為空氣的1/14.5,是 輕的氣體。它的粘度 小,導(dǎo)熱系數(shù) 高,化學(xué)活性、滲透性和擴散性強(擴散系數(shù)為0.63厘米2/秒,約為甲烷的3倍),因而在氫氣的生產(chǎn)、貯送和使用過程中都易出現(xiàn)泄漏。氫氣還是一種強的還原劑,可同許多物質(zhì)進行不同程度的化學(xué)反應(yīng),生成各種類型的氫化物。氫氣有著非常廣泛的用途。
氫的著火、燃燒、爆炸性能,是它的主要特性。氫是屬 類C級的爆炸性氣體,在空氣中的引燃溫度是560 。它氣中氫氣濃度達4.0-75.6%時,遇有點火源就會發(fā)生猛烈爆炸。氫氣的引燃溫度雖不是 低的。但由于它的點火能量公需0.019毫焦耳,比烷烴要低一個數(shù)量級以上,所以很容易著火爆炸。金屬撞擊或摩擦所產(chǎn)生的火花已經(jīng)氫所需的點火能量大幾倍。因此在氫的生產(chǎn)、貯送和使用中應(yīng)采取措施,盡量避免任何點火源的存在和產(chǎn)生。
由于氫氣具有很強的滲透性,所以當(dāng)鋼暴露于一定溫度和壓力的氫氣中時,溶解于鋼的晶格中的原子氫在緩緩的變形中引起脆化作用。它在鋼的微觀孔隙中與碳反應(yīng)生成甲烷,隨著甲烷生成量的增加,使孔隙擴張成裂紋,加速了碳在微觀組織中的遷移,降低了鋼的機械性能,甚至引起材質(zhì)的損壞。通常在高溫、高壓或液氮溫度下,容易引起氫脆或氫腐蝕。因此,在有氫氣的環(huán)境中工作的設(shè)備和管道因腐蝕、裂縫而造成氫氣的泄漏。氫氣的滲透性,還表現(xiàn)在若用橡膠袋盛裝氫氣,則氫氣可以穿過橡膠袋而漏出。所以利用橡膠墊作密封件的容器,也很容易產(chǎn)生氫氣的泄漏。
氫氣廣泛應(yīng)用于化學(xué)、冶金、電子等工業(yè)部門。隨著液氫生產(chǎn)的發(fā)展,也逐步地應(yīng)用于宇航、火箭事業(yè)上。近年來,在新能源的開發(fā)中,一些國家已開始重視氫能的應(yīng)用。氫在石油化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用 為廣泛。不同組分的含氫氣體可作為合成氨、甲醇、石油煉制生產(chǎn)的原料氣、加氫氣體等。在尼龍、塑料、農(nóng)藥工業(yè)中,都需加有一定純度的氫氣。在化工典型工藝中,利用鐵粉、鋅粉等金屬和酸、堿作用產(chǎn)生初生態(tài)氫,使某些物質(zhì)分子起還原反應(yīng),多用于染料、醫(yī)藥工業(yè)制備中間原料;有機合成工業(yè)和油脂化學(xué)工業(yè)制備化工原料或產(chǎn)品大都用雷內(nèi)鎳、鈀炭等為催化劑使氫活化,然后加入有機物質(zhì)。例如:苯在催化作用下經(jīng)加氫生成環(huán)已烷,植物油在鎳觸媒作用下經(jīng)加氫生成硬化油。石油化工生產(chǎn)中,還廣泛應(yīng)用加氫催化、加氫裂化、加氫脫硫等工藝。
由于氫和氧混合燃燒,火焰溫度可達2000攝氏度以上,因此工業(yè)上氫還可用作焊接熱源,廣泛應(yīng)用于水下火焰切割,以及某些有色金屬的焊接和氫原子焊等。制取氫氣的方法很多,目前工業(yè)上的制氫主要是礦物燃料轉(zhuǎn)化制氫和水電解制氫。其中礦特燃料轉(zhuǎn)化制氧主要是通過對天然氣、焦?fàn)t氣、石油煉氣廠等氣體烴中含有的甲烷進行轉(zhuǎn)化制取氫氣;或者通過對原油及其在精煉過程中所得到的輕油和重油用節(jié)氣轉(zhuǎn)化法、部分氧化法制得含氫氣體;煤氣經(jīng)過一氧化碳變換和氣本精制后也可得到氫氣。此外經(jīng)過焦?fàn)t氣及其它含氫氣體的深冷分享法也可制取氫氣。氫氣在市場上一般裝瓶供應(yīng)用戶使用。使用氫氣較多和有一定條件的企業(yè)常自己配置氫氣站或氫氧站。
氫氣在生產(chǎn)廠、氫氣站和氫氧站的氫氣轉(zhuǎn)化生成間或電解間、氫氣加壓站、充瓶及空、實瓶間、凈化間、分析間及氫氣貯氣柜閘門室、氫氣瓶維修間等處一般均勻易燃易爆危險區(qū)域。特別是氫氣壓縮機、充瓶、貯氣柜閘門室等因氫氣壓力較高和管道連接處較多,氫氣泄漏可能性較大,危險性增加。此外,轉(zhuǎn)化制取氫氣的原料也大多為可燃?xì)怏w或可燃性蒸汽也存在著爆炸的危險性。又由于氫氣具有很強的滲透性和擴散性而極易造成泄漏,所以氫氣生產(chǎn)廠(站)尤其應(yīng)注意杜絕產(chǎn)生點火源。而采用防爆工具進行生產(chǎn)操作和設(shè)備維修是避免產(chǎn)生沖撞擊火花、摩擦火花的重要措施。氫氣生產(chǎn)廠常用的防爆工具品種有:防爆活扳手,防爆呆扳手,防爆管子鉗,防爆螺絲刀,各種防爆錘子和特種工具等。對氫氣瓶也應(yīng)使用防爆氣瓶扳手進行氣瓶閥門的開啟和關(guān)閉。
在氫氣的使用場所和氫氣的貯送中也應(yīng)十分注意防火防爆問題,要杜絕任何點火源的存在和產(chǎn)生。消除造成其燃燒和爆炸的條件。氫氣的使用,許多都是在加濕和加壓情況下進行的,而氫氣的點火能量和塔炸極限又隨著溫度和壓力的不同而變化。一般情況下,壓力增加,溫度升高,則爆炸極限范圍變寬,這就更有可能發(fā)生爆炸的火災(zāi)。加上氫氣具有很強的滲透性和擴散性,又很容易造成泄漏及設(shè)備腐蝕和損壞。因此,凡是使用氫氣的場所,無論是在生產(chǎn)過程中,還是對使用氫氣的設(shè)備進行清掃、檢修也都應(yīng)十分注意使用防爆工具進行操作,以避免沖(撞)擊和摩擦火花的產(chǎn)生而引起爆炸事故。此外,在有液氫存在的場合,如:火箭發(fā)射基地通過槽車向火箭灌裝液氫時,也需注意使用防爆工具。
除了上述氫氣的生產(chǎn)、貯送、使用場所需注意使用防爆工具以外,在許多化學(xué)物質(zhì)的生產(chǎn)、貯存、使用中都需注意氫氣的產(chǎn)生和存在。如:某化工廠三名工人幫助另外一化工廠處理存放多年的金屬鉀。處理時用鐵桿在桶上打孔,在處理 后兩桶時,因桶內(nèi)產(chǎn)生的氫氣漏出,被打孔時產(chǎn)生的火花引燃立即發(fā)生爆炸燃燒,其中一人被嚴(yán)重?zé)齻瑹齻娣e達90%,搶救無效死亡。在化肥生產(chǎn)廠的合成塔,脫氣塔也都有氫氣的產(chǎn)生或存在。如某化學(xué)工業(yè)公司化肥廠合成車間,車間大修時,脫氣塔管道放水后,空氣進入管內(nèi)與洗滌水逸出的氫氣形成混合氣體,一名工人在用鐵質(zhì)工具加肓楹時產(chǎn)生火花,將混合氣體引爆,該工人被炸死。另外在一些化工生產(chǎn)過程中,由于一些聚合物不穩(wěn)定,也可能分解出氫氣。如在高壓下,乙烯聚合就能裂解產(chǎn)生氫氣。因此,在上述這樣一些場所也都需注意使用防爆工具進行操作,以避免爆炸事故的產(chǎn)生。