实验室气瓶气体安全

实验室气瓶气体安全
实验室日常使用氮气、氢气、氧气、氦气、乙炔气体性质、气瓶使用
以及紧急处理,及案例分析。

分析中心安全专题讲座
实验室日常使用氮气、氢气、氧气、氦气、乙炔气体性质、气瓶使用
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主要内容气瓶基础知识常用气体基础知识高压气瓶使用原则气瓶使用
案例分析
实验室日常使用氮气、氢气、氧气、氦气、乙炔气体性质、气瓶使用
以及紧急处理,及案例分析。

一、气瓶基础知识气瓶使用现状气瓶是我国数量最多的特种设备，据
统计2006我国在用气瓶总量已经超过1.3亿瓶，近年大约以每年7%的速
度在增加。

特种设备：特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、
压力容器(含气瓶，下同)、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型
游乐设施。

其中锅炉、压力容器(含气瓶)、压力管道为承压类特种设备；
电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施为机电类特种设备。

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气瓶使用现状作为一种移动式压力容器，虽然容量并不很大，主体结
构也不十分复杂，但是它用途广泛、用量巨大，而且与一般工业设备相比，气瓶的事故率较高，事故危害也较为严重压力容器：也称为受压容器，是
指最高工作压力大于等于0.1MPa(不含液体静压力),内径大于等于0.15m
且容积大于等于0.025m³,介质为气体、最高工作温度高于标准沸点的液
体和液化气体的密闭容器。

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气瓶定义广义定义：包括不同压力、不同容积、不同结构形式和不同
材料用以贮运永久气体、液化气体和溶解气体的一次性或可重复充气的移
动式的压力容器。

狭义定义：指在正常环境下(-40~60℃)可重复充气使用的，公称工作压力为0~30MPa(表压),公称容积为0.4~1000L的盛装永久
气体、液化气体或溶解气体等的移动式压力容器。

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气瓶类别1.按充装介质的性质分类a.永久气体气瓶：永久气体(压缩
气体)因其临界温度小于-10℃,常温下呈气态，所以称为永久气体，如氢、氧、氮、空气、煤气及氩、氦、氖、氪等。

这类气瓶一般都以较高的压力
充装气体，目的是增加气瓶的单位容积充气量，提高气瓶利用率和运输效率。

常见的充装压力为15MPa,也有充装20~30MPa。

b.液化气体气瓶：液
化气体气瓶充装时都以低温液态灌装。

有些液化气体的临界温度较低，装
入瓶内后受环境温度的影响而全部气化。

有些液化气体的临界温度较高，
装瓶后在瓶内始终保持气液平衡状态，因此，可分为高压液化气体和低压
液化气体。

c.溶解气体气瓶：是专门用于盛装乙炔的气瓶。

由于乙炔气体
极不稳定，故必须把它溶解在溶剂(常见的为丙酮)中。

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气瓶类别2.按制造方法分类a.钢制无缝气瓶:是以钢坯为原料，经冲
压拉伸制造或以无缝钢管为材料，经热旋压收口收底制造的钢瓶。

瓶体材
料为采用碱性平炉、电炉或吹氧碱性转炉冶炼的镇静钢，如优质碳钢、锰钢、铬钼钢或其它合金钢。

用于盛装永久气体(压缩气体)和高压液
化气体。

b.钢制焊接气瓶:是以钢板为原料，冲压卷焊制造的钢瓶。

瓶体
及受压元件材料为采用平炉、电炉或氧化转炉冶炼的镇静钢，材料要求有
良好的冲压和焊接性能。

这类气瓶用于盛装低压液化气体。

c.缠绕玻璃纤
维气瓶:是以玻璃纤维加粘结剂缠绕或碳纤维制造的气瓶。

一般有一个铝
制内筒，其作用是保证气瓶的气密性，承压强度则依靠玻璃纤维缠绕的外筒，这类气瓶由于绝热性能好、重量轻、多用于盛装呼吸用压缩空气，供
消防、毒区或缺氧区域作业人员随身背挎并配以面罩使用。

一般容积较小(1~10L),充气压力多为15~30MPa。

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气瓶类别3.按制造方法分类a.高压气瓶，公称工作压力有：30、20、15、12.5、8MPa。

b.低压气瓶，公称工作压力有：5、3、2、1.6、1MPa。

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气瓶结构
气体钢瓶因储存盛装物质不同而具有不同结构。

一般具有瓶体、胶围、瓶箍、瓶阀、瓶帽等部件。

氧气瓶的结构：1—瓶体2—胶围3—瓶箍4—瓶阀5—瓶帽
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思考题1:气瓶为什么要戴安全帽？如没有会在
使用中存在什么风险？因为钢瓶的瓶阀大都是用铜合金制成的，比较
脆弱，尽管有的是用钢材来制造，但由于它的结构比瓶体细小，旋在瓶体
上面使瓶颈与瓶阀接头间形成一个直角，它既是瓶体的脆弱点，又是瓶体
的突出点，最易受到机械损伤或外来的冲击。

如果在搬运、贮存、使用过
程中，由于损伤不慎，气瓶的跌倒、坠落、滚动或受到其他硬物的撞击，
易出现瓶阀接头与瓶颈连接处齐根断裂的情况。

瓶阀暴露在外面，在搬运、贮存过程中，很易侵入灰尘或油脂类物质，从而带来危险。

而戴上安全帽
就可防止灰尘或油脂类物质的沾染和侵入瓶颈或瓶阀断裂的后果，造成瓶
内的高压气体失去控制，使高压的气体喷出，其反作用力使气瓶向反方向
猛冲，能使机器设备、建筑物受到损坏，甚至造成人员伤亡，瓶内高速喷
出的气体将由气瓶内气体的性质决定而带来更加严重的二次事故(如火灾、爆炸、中毒等)。

如瓶内充装是可燃气体，由于高速喷射的激烈摩擦而产
生的静电或遇其他火源便可引起燃烧爆炸。

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二、常用气瓶气体知识气瓶颜色标识序号充装气体名称化学式瓶色字样字色
123456
乙炔氢氧氮二氧化碳氦
C2H2H2O2N2CO2He
白淡绿淡(酞)兰黑铝白银灰
乙炔不可近火大红氢氧氮大红黑淡黄
液化二氧化碳黑氦深绿
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易燃
氧化性永久或液毒性化气体，不易燃
腐蚀性
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实验室常用气
体氮气理化性质：氮在常况下是一种无色无味无臭的气体，且通常无毒。

氮气占大气总量的78.12%(体积分数),在标准情况下的气体密度是1.25g/L,氮气在水中溶解度很小，在常温常压下，1体积水中大约只溶解0.02体积的氮气。

氮气是难液化的气体。

氮气在极低温下会液化成无色液体，进一步降低温度时，更会形成白色晶状固体。

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氮气
毒害危险：空气中氮气含量过高，使吸入气氧分压下降，引起缺氧窒息。

吸入氮气浓度不太高时，患者最初感胸闷、气短、疲软无力；继而有
烦躁不安、极度兴奋、乱跑、叫喊、神情恍惚、步态不稳，称之为“氮酩酊”,可进入昏睡或昏迷状态。

吸入高浓度，患者可迅速昏迷、因呼吸和心跳停止而死亡。

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氮气
防护措施1.呼吸系统防护：一般不需特殊防护。

但当作业场所空气中氧气浓度低于18%时，必须佩戴空气呼吸器、氧气呼吸器或长管面具。

2.眼睛防护：戴安全防护面罩。

3.其它防护：避免高浓度吸入密闭操作，提供良好的自然通风条件。

操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。

防止气体泄漏到工作场所空气中。

搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。

配备泄漏应急处理设备。

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氮气应急措施迅速脱离现场至空气新鲜处。

保持呼吸道通畅。

如呼吸困难，给输氧。

如呼吸停止，立即进行人工呼吸，就医。

灭火方法本品不燃且不助燃，使用适合其周围燃烧物的灭火剂。

尽可能将容器从火场移至空旷处。

喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。

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氮气操作处置与储存操作注意事项：密闭操作，提供良好的自然通风条件。

操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。

防止气体泄漏到工作场所空气中。

搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。

配备泄漏应急处理设备。

储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。

远离火种、热源。

库温不宜超过30℃。

储区应备有泄漏应急处理设备。

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氦气理化性质：氦气无色、无味、无臭,常温下为气态的惰性气体。

空气中的含量约为百万分之5.2。

化学性质完全不活泼，通常状态下不与其它元素或化合物结合。

不能燃烧也不助燃。

毒害风险如果大量吸入氦气，会造成体内氧气被氦取代，因而发生缺氧，严重的甚至会死亡。

另外，如果是由高压气瓶中直接吸入氦气，那么其高流速就会严重地破坏肺部组织。

大量及长时间吸入氦气可导致脑损伤甚至死亡。

高浓度可引起窒息，窒息可能会造成无预警的失去意识，其速度非常快，受害人不能保护自己。

氦气有毒吗？
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氦气使用注意事项
1.不可将钢瓶内的气体全部用完，一定要保留0.05MPa以上的残留压力(减压阀表压)。

2.使用时，要把钢瓶牢牢固定，以免摇动或翻倒。

3.开关气门阀要慢慢地操作，切不可过急地或强行用力把它拧开。

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氩气理化性质：氩气是一种无色、无味的惰性气体，分子量39.938,
分子式为Ar,在标准状态下，其密度为1.784kg/m3。

其沸点为185.7℃。

在科研和工业生产中，通常用灰色钢瓶盛装氩气。

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氩气毒害风险氩本身无毒，但在高浓度时有窒息作用。

当空气中氩气
浓度高于33%时就有窒息的危险；当氩气浓度超过50%时，出现严重症状，浓度达到75%以上时，能在数分钟内死亡。

液氩可以伤皮肤，眼部接触可
引起炎症。

所以生产场所要通风，并且，从事与氩气有关的技术人员，每
年定期进行职业病体检，确保身体健康。