西安標(biāo)準(zhǔn)氣體的特征與安全生產(chǎn)管理
淺談西安標(biāo)準(zhǔn)氣體的兩項(xiàng)特征
“均勻性”是標(biāo)準(zhǔn)氣體的重要特征之一。對(duì)各類氣體而言，流動(dòng)性和擴(kuò)散性是其基本的特點(diǎn)，但是在制備標(biāo)準(zhǔn)氣體時(shí)卻不得不考慮這點(diǎn)，不同氣體在壓入鋼瓶時(shí)，由于各組分氣體之前存在著差異，讓其在鋼瓶內(nèi)分別不均，嚴(yán)重的可能會(huì)產(chǎn)生分層現(xiàn)象。
常見的應(yīng)對(duì)這樣的問題，通常有兩種方法來解決充入鋼瓶內(nèi)的各種組分氣均勻性的問題。一種是“鋼瓶旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)法”，這是一種快速、簡易的方法。另一種方法是“自然擴(kuò)散法”，這種方法也能是鋼瓶內(nèi)的氣體變得均勻，只不過這種方法花費(fèi)的時(shí)間可能更長一點(diǎn)。
標(biāo)準(zhǔn)氣體的另外的一個(gè)特征是“穩(wěn)定性”。穩(wěn)定性包括兩個(gè)方面，一、含量隨時(shí)間的變化而變化；二、含量隨壓力的變化而變化。
對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氣體等級(jí)劃分，一級(jí)氣體考察時(shí)間需要一年以上，二級(jí)氣體則需要半年以上，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)才能夠?qū)⑺谱鞯臍怏w等級(jí)進(jìn)行一個(gè)劃分，確定其使用周期。標(biāo)準(zhǔn)氣體的有效期也不是隨意定的，而是必須要以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和市場對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氣體日益增長的需要，標(biāo)準(zhǔn)氣體的種類越來越多，復(fù)雜程度也越來越高，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及到石油化工、勘探、冶金、機(jī)械制造、電子、煤炭、電力、環(huán)保等領(lǐng)域（工藝氣體或標(biāo)準(zhǔn)氣體）。近年來，在標(biāo)準(zhǔn)氣體的制備過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些意想不到的事故，不僅造成了人身傷害，同事也造成了巨大的財(cái)產(chǎn)損失。因此，了解和掌握氣體及材料的性質(zhì)，合理設(shè)計(jì)充裝工藝，制定嚴(yán)格的操作程序，清楚地標(biāo)識(shí)氣瓶的危害性，才能確保制備和使用標(biāo)準(zhǔn)氣體過程中的安全。
一、充裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
不相容的氣體不能在一個(gè)充裝系統(tǒng)上充裝。要設(shè)計(jì)兩套獨(dú)立的充裝系統(tǒng)，將不相容的氣體分開。如果在一個(gè)匯流排上同時(shí)連接不相容的氣體，當(dāng)閥門泄漏時(shí)，高壓的氣體會(huì)流入低壓不相容的氣體氣瓶中引起反應(yīng)而發(fā)生燃燒或爆炸，同時(shí)，操作者錯(cuò)誤的操作也可能導(dǎo)致不堪設(shè)想的危險(xiǎn)，酸性氣體不能和堿性氣體同時(shí)接入一個(gè)系統(tǒng)中。
二、氣體的不相容性
1、氧化性氣體和可燃?xì)怏w是不相容的。常見的氧化性氣體包括：氧氣（O2）、笑氣（N2O）、一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）、三氟化氮（NF3）、氟氣（F2）、氯氣（CL2）等。常見的可燃?xì)怏w包括：氫氣（H2）、甲烷（CH4）、其他碳?xì)浠衔铮ㄍ闊N、烯烴、炔烴等）、一氧化碳（CO）、氨（NH3）、硫化氫（H2S）。
2、酸性氣體和堿性氣體是不相容的。常見的酸性氣體包括：氯化氫（HCL）、溴化氫（HBr）、二氧化硫，常見的堿性氣體包括氨（NH3）、胺（RNH2）。
3、氧化性氣體和還原性氣體是不相容的。
三、氣體成分與材料的不相容性
氣體在某種條件下與氣瓶、閥門、管路材料不相容可導(dǎo)致如下危險(xiǎn)：
1、腐蝕
1）濕氣腐蝕
例如HCL、CL2在有水存在時(shí)很容易腐蝕鋼瓶，水分的引入可能來源于客戶使用，沒有關(guān)閉閥門，也可能在充裝過程中或水壓檢驗(yàn)中；NH3、SO2、H2S也有類似的腐蝕。即使是干燥的氯化氫和氯氣，高濃度時(shí)也不能儲(chǔ)存在鋁合金氣瓶中。
2）應(yīng)力腐蝕
在CO、CO2、H2O共存時(shí)，極易腐蝕碳鋼瓶。因此在制備含有CO和CO2的標(biāo)準(zhǔn)氣體時(shí)，氣瓶要進(jìn)行烘干處理，原料氣體也要使用高純氣體或不含水分的氣體。
2、生成危險(xiǎn)的化合物
1）乙炔和含銅大于70%的銅合金反應(yīng)生成金屬有機(jī)化合物。
2）單鹵代烴CH3CL、C2H5CL、CH3Br等不能盛裝在鋁合金氣瓶中，它們會(huì)與鋁緩慢形成金屬有機(jī)鹵化物，遇水爆炸。如果氣瓶中含有水分，配制后的標(biāo)準(zhǔn)氣體中可以檢測出烷烴和氫氣。3、爆炸反應(yīng)因氣體與閥門密封材料或管路材料不相容引起爆炸反應(yīng)。如氧化性氣體不能選用可燃密封材料的閥門。在標(biāo)準(zhǔn)氣體配制時(shí)這一點(diǎn)容易被忽視。其中包括如何計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)氣體的氧化性。
四、不相容的氣體在制備中的事故回顧與分析
以下是所知道的近年來發(fā)生的事故： 1996-中國臺(tái)灣，N2O/H2， 爆炸/人員傷亡；1997-加拿大，CO/Air， 爆炸；1997-英國，CH4/Air ， 爆炸/人員傷亡；1997-南美，CH4/Air， 壓力表炸毀；1997-美國，4% H2/Air，隱患事故；2003-德國，N2O/CO，人員受傷；2004-法國，鹵代烴/Air ，隱患事故；2007-中國蘭州，CH4/Air， 人員傷亡。
以上事故中，多數(shù)是配制空氣中的可燃?xì)怏w，這類氣體大多用在化工廠、煤礦中環(huán)境氣體的檢測中，事故的原因或者是錯(cuò)誤的操作；或者是不相容的氣體同時(shí)接入一個(gè)系統(tǒng)中，由于閥門漏氣產(chǎn)生倒灌；或者是濃度計(jì)算錯(cuò)誤；或者是錯(cuò)誤的充裝順序造成的。對(duì)于一氧化碳混合氣的爆炸事故分析，人們往往重視一氧化碳的毒性而忽略了其可燃性?？諝庵锌扇夹詺怏w的制備經(jīng)常發(fā)生，因此制定嚴(yán)格的操作程序是非常重要的。
五、標(biāo)準(zhǔn)氣體潛在的危險(xiǎn)分析
1、標(biāo)識(shí)不清或沒有警示標(biāo)識(shí)
1）標(biāo)準(zhǔn)氣體的氣瓶應(yīng)該和純氣一樣貼警示標(biāo)簽。關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)氣體可燃性或氧化性的計(jì)算目前國內(nèi)尚無標(biāo)準(zhǔn)遵循。ISO 10156為如何計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)氣體的可燃性和氧化性提供了可以遵循的方法。
2）標(biāo)準(zhǔn)氣體應(yīng)和純氣一樣有成分和濃度標(biāo)簽。
3）不應(yīng)留有和氣體或濃度不符的標(biāo)簽，殘留的上次充裝的標(biāo)簽要清理干凈。
2、標(biāo)準(zhǔn)氣體的閥門出口螺紋應(yīng)遵循的規(guī)則
標(biāo)準(zhǔn)氣體的閥門出口螺紋應(yīng)遵循：可燃標(biāo)準(zhǔn)氣體-左旋，不燃標(biāo)準(zhǔn)氣體-右旋；目前市場上大多數(shù)生產(chǎn)廠提供的標(biāo)準(zhǔn)氣體閥門出口螺紋沒有什么區(qū)別，全部采用右旋；標(biāo)準(zhǔn)氣體應(yīng)和純氣一樣，可燃標(biāo)準(zhǔn)氣體使用出口螺紋右旋的閥門，防止在生產(chǎn)過程中和客戶使用時(shí)錯(cuò)接；
3、氣體接近爆炸限或充裝過程中經(jīng)過爆炸區(qū)間，沒有濃度和壓力限制作為標(biāo)準(zhǔn)氣體生產(chǎn)廠家，不僅僅提供給客戶的最終產(chǎn)品濃度在可燃（爆炸）下限以下，而且在充裝過程中也要確保操作人員的安全，對(duì)于在充裝過程中經(jīng)過爆炸區(qū)間的標(biāo)準(zhǔn)氣體，應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格計(jì)算控制充裝壓力和進(jìn)樣順序，制定嚴(yán)格的操作程序，操作者應(yīng)該接受培訓(xùn)，培訓(xùn)合格后才可充裝此類氣體。
六、液態(tài)混合物的潛在危險(xiǎn)
遵從和氣態(tài)混合物同樣的規(guī)則，還應(yīng)考慮：
1、充裝不能超量；
2、確認(rèn)氣瓶中無余量；
3、電子秤要校準(zhǔn)；
4、虹吸管的材質(zhì)和充裝的成分要相容。
七 生產(chǎn)過程中環(huán)境氣體的監(jiān)測
標(biāo)準(zhǔn)氣體品種繁多，成分復(fù)雜，易燃易爆和有毒有害氣體的泄漏，都可能產(chǎn)生事故，因此室內(nèi)安裝報(bào)警器是實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的必要條件，安全生產(chǎn)，預(yù)防為主。
總之，在標(biāo)準(zhǔn)氣體制備過程中，必須對(duì)制備的標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行研究，制定合理的充裝工藝和安全操作程序，提供必要的安全生產(chǎn)條件，將安全生產(chǎn)放在首位，減少人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失，這樣才能創(chuàng)造和諧的社會(huì)環(huán)境。
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