氧气钢瓶引发的火灾与爆炸危险
本文来源：FIREANDEXPLOSIONHAZARDSCAUSEDBYOXYGENCYLINDERS本文聚焦氧气钢瓶的火灾和爆炸危害，阐述了氧气作为氧化性气体，其浓度增加会扩大气体和液体蒸气的易燃阈值，使固体燃烧更剧烈，还会让塑料、金属等在常态下不易燃的物质变得易燃，且氧气可能被工作服布料吸收。文中介绍了氧气钢瓶的存储与使用规范，包括存储温度、通风、位置、检查等要求，列举了日本1991年苯蒸气爆炸和印度2013年氧气钢瓶阀门损坏致员工死亡的案例，详述了相关测试项目及结果，指出钢瓶爆炸碎片的影响范围是主要危险，最大可达约200米，最后给出了结论和救援相关安全距离等信息。氧气是一种常用的压缩氧化性气体。其浓度增加会扩大气体和液体蒸气的易燃阈值，使周围的固体燃烧强度更高，产生更多热量和更高温度。在氧气环境中，塑料、金属等常态下不易点燃的物质变得易燃，且氧气可能被工作服所用的纺织材料吸收。需了解氧气钢瓶因加热、意外开启、水冷及与乙炔等其他易燃气体共存时的危险，以及救援和灭火中消除危险尝试带来的风险。1氧气钢瓶的存储与使用存储要求压缩氧气钢瓶应存放在温度低于50°C、通风良好的场所，远离易燃气体和其他易燃材料。钢瓶需垂直放置并妥善固定以防倾倒，定期检查整体状态和密封性，使用瓶帽或阀盖。存储位置应无火灾风险，远离热源或点火源，避免腐蚀环境，不得与易燃材料同存。必要时，氧气输送容器和装置需用空气或氧气冲洗，且清洗气体不得含碳氢化合物等污染物，尤其是常用的润滑材料和油类。不得用同一软管先输送易燃气体再输送氧气，以防残留易燃气体形成爆炸性混合物。运输氧气的设备需适配，尤其是密封件材料，防止气体氧化密封件。液氧只能存放在专门指定的容器中，填充需缓慢以避免结构材料遭受热冲击。使用要求氧气钢瓶的使用通道需受控，未授权人员不得操作阀门，液氧或气态氧的存储场所需清晰标识潜在危险。从事涉及液氧工作的员工不得佩戴首饰、手表等，以防液氧泄漏时冻伤。采用乙炔-氧气法进行焊接工作时，需保证场所通风良好，防止钢瓶倾倒以减少气体泄漏可能。灭火时，若有明火可用水柱，若有带电电器建议用二氧化碳灭火器；钢瓶倾倒可能导致密封失效和人员受伤。2涉及氧气钢瓶的事故案例3相关测试项目及结果测试项目：在“开发中和特定工业气瓶潜在爆炸的方法，包括火灾环境中替代动力源，供参与救援和灭火行动的救援人员使用”项目下，由相关研究和工业联盟开展了一系列测试，以确定火灾环境中包括氧气钢瓶在内的气瓶所发生的现象。测试结果（部分）如下表：|气体|加热类型|爆炸/中和前加热时间|初始压力[bar]|最终压力[bar]|爆炸/中和|碎片数量及最大范围[m]|备注||----|----|----|----|----|----|----|----||氧气|2P（两个燃烧器加热）|25'23"|150|262|P（射击中和）|1/27+33|钢瓶弹跳但未破裂||氧气|B（汽油池加热）|5'10"|155|362|W（爆炸）|4/149|其中一个碎片速度约50m/s||氧气|4P（四个燃烧器加热）|7'50"|155|329|W（爆炸）|3/198|产生冲击波||氧气|4P|5'26"|156|292|W（爆炸）|1/148|计划水冷前爆炸||氧气|4P|30'00"|159|235/164|P（射击中和）|1/48|第一中和阶段用水冷||氧气+乙炔|B|3'28"|乙炔-21|乙炔-28|P+P（射击中和）|乙炔-1/92|-|4结论与救援相关信息结论碎片的影响范围是对人员、基础设施和环境的主要危险，且最不可预测。喷射火、池火或球火相关事故的危险性最小，影响范围不超过100米。钢瓶爆炸产生的碎片造成的伤害危险性最大，根据钢瓶类型和所存气体，氧气和乙炔钢瓶碎片范围可达200米。救援相关救援行动中，救援人员可继续工作的热通量密度临界值为12.5kW/m²，超压波临界值为超过8kPa（会造成1%的耳膜损伤和碎片伤害）。易燃气体火球范围多在50米内，该区域救援人员应提前撤离，一般不会受火灾或热通量导致的烧伤。波兰化学和生态救援规则将行动分为所有消防单位执行的“基本范围”和专业化学和生态救援小组执行的“专业范围”。安全距离原则：易燃气体事故初期需保持不小于150米的距离，并确保能从事故地点撤离；其他无排放、泄漏或爆炸危险迹象的事故，距离为50米。5关键问题：问题1：氧气钢瓶在存储时有哪些关键的温度和环境要求？答案：氧气钢瓶应存储在温度低于50°C、通风良好的场所；远离易燃气体、其他易燃材料、热源或点火源，避免腐蚀环境，不得与易燃材料同存。问题2：文中所述的两个氧气钢瓶相关事故案例，其各自的主要原因是什么？答案：日本1991年事故的主要原因是液氧的存在使苯蒸气达到爆炸条件，且不锈钢铲撞击设备外壳产生机械火花引发爆炸；印度2013年事故的主要原因是氧气钢瓶阀门因腐蚀以及手动搬运时的振动受损，导致减压气体将阀门射入员工腹部。问题3：根据测试结果和结论，氧气钢瓶相关事故中最主要的危险是什么，其最大影响范围约为多少？答案：氧气钢瓶相关事故中最主要的危险是钢瓶爆炸产生的碎片，其影响范围最不可预测；根据测试和结论，氧气钢瓶爆炸碎片的最大影响范围约为200米。来源：气瓶设计的小工程师
