氣瓶

氣瓶是指在正常環境下（-40~60℃）可重複充氣使用，公稱工作壓力為1.0~30MPa（表壓），公稱容積為0.4～1 000 L的盛裝永久性氣體、液化氣體或溶解氣體的移動式壓力容器。

基本介紹

• 中文名：氣瓶
• 外文名：air bottle
• 公稱工作壓力：1.0～30MPa
• 公稱容積：0.4～1 000 L
• 引用：工業生產等
• 學科：冶金學

簡述

氣瓶是指在正常環境溫度（-40～60℃）下可重複充氣使用的，公稱工作壓力大於或等於0.2 MPa（表壓），且壓力與容積的乘積大於或等於1.0 MPa·L的盛裝氣體、液化氣體和標準沸點等於或低於60℃的液體的移動式壓力容器。氣瓶套用非常廣泛，無論是在生產領域，還是在生活領域，幾乎都離不開氣瓶。

氣瓶是一種承壓設備，具有爆炸危險，且其承裝介質一般具有易燃、易爆、有毒、強腐蝕等性質，使用環境又因其移動、重複充裝、操作使用人員不固定和使用環境變化的特點，比其他壓力容器更為複雜、惡劣。氣瓶一旦發生爆炸或泄漏，往往發生火災或中毒，甚至引起災難性事故，帶來嚴重的財產損失、人員傷亡和環境污染。

要保證氣瓶的安全使用，除了要求它符合壓力容器的一般要求外，還需要有一些專門的規定和要求。

分類

一、按製造方法分類

按製造方法，氣瓶可分為以下四類。

(1)焊接氣瓶

焊接氣瓶由用薄鋼板卷焊的圓柱形筒體和兩端的封頭組焊而成。焊接氣瓶多用於盛裝低壓液化氣體，例如液化二氧化硫等。

(2)管制氣瓶

管制氣瓶是用無縫鋼管制成的無縫氣瓶。它兩端的封頭是將鋼管加熱放在專用工具機上通過旋壓或擠壓等方式收口成形的。

(3)沖拔拉伸制氣瓶

它是將鋼錠加熱後先衝壓出凹形封頭，後經過拉拔製成敞口的瓶坯，再按照管制氣瓶的方法製成頂封頭及接口管等。

(4)纏繞式氣瓶

此氣瓶是由鋁製的內筒和內筒外面纏繞一定厚度的無鹼玻璃纖維構成的。鋁製內筒的作用是保證氣瓶的氣密性。氣瓶的承壓強度依靠內筒外面纏繞成一體的玻璃纖維殼壁（用環氧酚醛樹脂等作為黏結劑）。殼體纖維材料容易“老化”，所以使用壽命一般不如鋼製氣瓶。

二、按盛裝介質的物理狀態分類

氣瓶可按盛裝介質的物理狀態分為以下三類。

(1)永久性氣體氣瓶

臨界溫度低於-10℃的氣體稱為永久性氣體，盛裝永久性氣體的氣瓶稱為永久性氣體氣瓶。例如盛裝氧氣、氮氣、空氣、一氧化碳及惰性氣體等的氣瓶均屬此類。其常用標準壓力系列為15 MPa、20 MPa、30 MPa。

(2)液化氣體氣瓶

臨界溫度等於或高於-10℃的各種氣體，它們在常溫、常壓下呈氣態，而經加壓和降溫後變為液體。在這些氣體中，有的臨界溫度較高（高於70℃），如硫化氫、氨、丙烷、液化石油氣等，稱為高臨界溫度液化氣體，也稱為低壓液化氣體。儲存這些氣體的氣瓶為低壓液化氣體氣瓶。在環境溫度下，低壓液化氣體始終處於氣液兩相共存狀態，其氣相的壓力是相應溫度下該氣體的飽和蒸氣壓。按最高工作溫度為60℃考慮，所有高臨界溫度液化氣體的飽和蒸氣壓均在5 MPa以下，所以，這類氣體可用低壓氣瓶充裝。其標準壓力系列為1.0 MPa、1.6 MPa、2.0 MPa、3.0 MPa、5.0 MPa。

(3)溶解氣體氣瓶

這種氣瓶是專門用於盛裝乙炔的氣瓶。由於乙炔氣體極不穩定，特別是在高壓下，很容易聚合或分解，液化後的乙炔稍有振動即會引起爆炸，所以不能以壓縮氣體狀態充裝，必須把乙炔溶解在溶劑（常用丙酮）中，並在內部充滿多孔物質（如矽酸鈣多孔物質等）作為吸收劑。溶解氣體氣瓶的最高工作壓力一般不超過3.0 MPa，其安全問題具有特殊性，如乙炔氣瓶內的丙酮噴出，會引起乙炔氣瓶帶靜電，造成燃燒、爆炸、丙酮消耗量增加等危害。

參數

(1)氣瓶公稱工作壓力

對於盛裝永久氣體的氣瓶，公稱工作壓力是指在基準溫度時（一般為20℃）所盛裝氣體的限定充裝壓力。對於盛裝液化氣體的氣瓶，公稱工作壓力是指溫度為60℃時瓶內氣體壓力的上限值。

根據《氣瓶安全監察規程》（質技監局鍋發[2000]250號）的規定，氣瓶的公稱工作壓力已經系列化。盛裝高壓液化氣體的氣瓶，其公稱工作壓力不得小於8MPa。盛裝有毒和劇毒危害的液化氣體的氣瓶，其公稱工作壓力的選用應適當提高。

(2)水壓試驗壓力、設計壓力與許用壓力

鋼質氣瓶的水壓試驗壓力是檢驗氣瓶強度的耐壓試驗壓力，根據《鋼質無縫氣瓶》（GB 5099-1994）、《鋼質焊接氣瓶》（GB 5100-2011）的規定，鋼瓶的水壓試驗壓力為公稱工作壓力的1.5倍。

鋼質氣瓶的設計壓力是用於設計計算瓶體壁厚的壓力，設計壓力的大小等於水壓試驗壓力。

氣瓶許用壓力是允許氣瓶承受的最高壓力，它應不小於瓶內介質60℃時的介質壓力。鋼質氣瓶的許用壓力不得超過水壓試驗壓力的0.8倍。

(3)氣瓶的公稱容積

氣瓶的公稱容積是指氣瓶規程和標準規定的氣瓶容積的分級系列，公稱容積和公稱工作壓力一樣是一個名義值，而不是準確的實際值。為安全計，氣瓶的實際容積必須大於公稱容積，允差為+5%。可見，公稱容積雖是一個稱謂的名義值，但限制得很嚴格，不能隨便稱呼。比如公稱容積為40L的無縫氣瓶，其實際容積應在40L至42L之間。

為了便於管理，我國將氣瓶的公稱容積劃分為大、中、小三類：12L（含12L）以下為小容積，12L以上至100L（含100L）為中容積，100L以上為大容積。

鋼質無縫氣瓶的容積，以40L氣瓶為最常見，但也有小到0.4L大到80L的。

鋼質焊接氣瓶的容積，作為溶解乙炔鋼瓶，以40L鋼瓶最為普遍，液氨與液氯氣瓶以800L和400L最為普及。因為按液氯1.25 kg/L的充裝係數計算，它們的介質質量正好為1 t和0.5t。

液化石油氣鋼瓶的容積，以35.5L用量最多。因為以0.42 kg/L充裝係數計算，此類氣瓶正好充裝15kg液化石油氣，是一般家庭一個月的消耗量。

(4)氣瓶的最高使用溫度與最低使用溫度

氣瓶的最高使用溫度是指氣瓶在充裝氣體以後，可能達到的最高溫度。根據《鋼質無縫氣瓶》(GB 5099-1994)、《鋼質焊接氣瓶》（GB 5100-2011）及《氣瓶安全監察規程》的規定，60℃為氣瓶的最高使用溫度，-40℃為氣瓶的最低使用溫度。

(5)氣瓶的顏色

《氣瓶顏色》（GB 7144-1999）對氣瓶顏色作了明確規定。例如：乙炔氣瓶為白色、氮氣瓶為黑色、氧氣瓶為淡藍色、氨氣瓶為淡黃色、二氧化碳氣瓶為鋁白色，等等。

充裝

氣瓶的正確充裝是保證氣瓶安全使用的關鍵之一。充裝不當，如氣體混裝、超量充裝都是危險的。

氣體混裝是指同一氣瓶裝入兩種氣體或液化氣體。最常見的混裝現象是氧氣等助燃氣體與可燃氣體混裝，如原來充裝可燃氣(如氫、甲烷等)的氣瓶，未經過置換、清洗等處理，並且瓶內還有餘氣，又用來充裝氧氣。若此兩種介質在適宜的條件下發生化學反應，將會造成嚴重的爆炸事故。因此，絕不允許氣體混裝。

超裝也是氣瓶破裂爆炸的常見原因。充裝過量的氣瓶受到周圍環境溫度的影響，尤其是在夏天，氣瓶內的液化氣體因升溫體積迅速膨脹，使瓶內壓力急劇增大，造成氣瓶破裂爆炸。

為防止氣瓶超裝，應做好以下方面的工作。充裝工作應由專人負責，充裝人員應定期接受安全教育和考核；充裝人員應認真操作，不得擅自離崗，同時注意抽空餘液，核實瓶重。用於液化氣體灌裝的稱量器具至少每3個月校驗1次，所用稱量器具的最大稱量值為常用量值的1.5~3倍。按瓶立卡，認真記錄。灌裝鋼瓶應有專人負責重複過磅。裝置自動計量設備的，超量能自動報警並切斷閥門。

安全使用

防止氣瓶受熱。使用中的氣瓶不應放在烈日下暴曬，不要靠近火源及高溫區，距明火不應小於10 m；不得用高壓蒸汽直接噴吹氣瓶；禁止用熱水解凍及明火烘烤，嚴禁用溫度超過40℃的熱源對氣瓶加熱。

氣瓶立放時應採取防止傾倒的措施；開閥時要慢慢開啟，防止附屬檔案升壓快產生高溫；對可燃氣體的氣瓶，不能用鋼製工具等敲擊鋼瓶，防止產生火花；氧氣瓶的瓶閥及其附屬檔案不得沾油脂，手或手套上沾有油污後，不得操作氧氣瓶。

氣瓶使用到最後應留有餘氣，主要用以防止混入其他氣體或雜質而造成事故。氣瓶用於有可能產生回流(倒灌)的場合，必須有防止倒灌的裝置，如單向閥、止回閥、緩衝罐等。液化石油氣氣瓶內的殘餘油氣，套用有安全措施的設施回收，不得自行處理。

加強氣瓶的維護。氣瓶外壁的油漆層既能防腐，又是識別的標誌，可防止誤用和混裝，要保持好漆面的完整和標誌的清晰。瓶內混進水分會加速氣瓶內壁的腐蝕，在充裝前一定要對氣瓶進行乾燥處理。氣瓶使用單位不得自行改變充裝氣體的品種、擅自更換氣瓶的顏色標誌。確實需要更換時應提出申請，由氣瓶檢驗單位負責對氣瓶進行改裝。負責改裝的單位根據氣瓶製造鋼印標誌和安全狀況，確定氣瓶是否適合於所要換裝的氣體。改裝時，應對氣瓶的內部進行徹底清理、檢驗、打鋼印和塗檢驗標誌，換裝相應的附屬檔案，更換改裝氣體的字樣、色環和顏色。

定期檢查

對各類氣瓶的檢驗周期有如下規定。

①盛裝腐蝕性氣體的氣瓶，每2年檢驗1次。

②盛裝一般氣體的氣瓶，每3年檢驗1次。

③液化石油氣瓶，使用期為15年，每4年檢驗1次；最後一次檢驗為3年。

④盛裝惰性氣體的鋼瓶，每5年檢驗1次。

⑤低溫絕熱氣瓶，每3年檢驗1次。

⑥車用液化石油氣鋼瓶每5年檢驗1次，車用壓縮天然氣鋼瓶每3年檢驗1次。汽車報廢時，車用氣瓶在使用過程中發現有嚴重腐蝕、損傷或對其安全可靠性有懷疑的，應提前進行檢驗。庫存和停用時間超過一個檢驗周期的氣瓶，啟用前進行檢驗。