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气 体 基 本 知 识

徐州市恒扬化工有限公司
二○○九年七月

目 录

第一章 氧气
第二章 氮气
第三章 氩气
第四章 焊接用二氧化碳
第五章 混合气
第六章 溶解乙炔
第七章 丙烷
第八章 气瓶的常用标志
第九章 常用术语

第一章 氧 气
一、氧气的物化性质
分子式：O2，分子量：32，无色、无臭的气体。它比空气稍重，在标准状态下的密度为1.429kg/m3,气体比重1.105（空气为1），熔点为-218.4℃，在0.1013Mpa压力下氧的液化温度为-182.83℃，液态氧呈浅蓝色、透明且易于流动。其化学性质极为活泼，是强氧化剂，不能燃烧，能助燃，能与可燃物和还原物质发生猛烈反应，有着火和爆炸危险。油脂与压缩氧气接触，温度超过燃点时可发生燃烧。
二、氧气的制取方法
我公司采用深度冷冻法，将空气在低温下（≤-120℃）进行液化和精馏，利用氧组分与氮组分沸点温度的不同（在0.1013Mpa压力下氧沸点为-182.83℃，氮沸点为-195.8℃），达到把空气分离为氧、氮。
三、氧气的用途
1、应用于机械工业，氧气与可燃气体燃烧放出的热量能作为机械工业中切割与焊接的热源，如丙烷与氧气燃烧火焰温度可达2600℃，乙炔和氧气的燃烧火焰温度可达3200℃左右。
2、应用于钢铁工业，主要是强化冶炼过程。
3、应用于医院，抢救窒息的病人、临危病人。
四、技术指标
1、工业氧
项　　目
GB/T3863-2008
Q/320302GAW01-2007
氧含量,10－2(v/v)　　≥
99.2
99.2
游离水
无
无
压力 （20℃）MPa
≥14.5
12.5～14.5
2、医用氧（中国药典2005版）
项　　目
指　　标
性状
应为无色气体；无臭，无味。
鉴别
应呈正反应
氧含量，10-2（v/v）　　　≥
99.5
二氧化碳　　　　　　　　
符合规定
二氧化碳
符合规定
酸碱度
符合规定
其他气态氧化物质
符合规定
五、包装、标志、储存、运输及安全警示
1、盛装氧气的气瓶，其瓶体、瓶阀等不得沾染油脂或其他可燃物。
2、氧气气瓶的充气速度不得大于8m3/h（标准状态气体）且充装的时间不应少于45分钟。
3、气瓶与瓶阀螺纹连接处，气阀出口及阀杆间隙处不得泄露，气瓶出厂应戴瓶帽。
4、返回生产厂的空瓶，瓶内余压不得低于0.2Mpa。没有余压以及定期试验后的气瓶，在充装前应进行处理。
5、瓶装氧气的体积计算： V=KV1
V—瓶内气态氧的体积，m3；
K—换算为20℃、0.1013Mpa状态下氧气体积的系数，可由GB/T3863-2008附录B查得。（瓶内气体温度20℃，压力15.0Mpa时，K为0.156）；
V1—气瓶的水容积，L。
9、液态工业用氧的质量换算为20℃、0.1013Mpa状态下气态氧的体积V2的计算方法： V2=M/1.3317
V2—氧气的体积，m3；
M—液态氧的质量，kg；
1.3317—氧气的密度，kg/ m3。
10、液态氧气化时体积迅速膨胀，1L液态氧可气化为（0℃、0.1013Mpa下）800L气态氧。在密闭容器内液氧气化将使容器内压力升高有引起超压、爆炸危险。
11、工业氧出厂时应附有质量合格证及警示标签，质量合格证内容包括：
a.产品名称、生产厂名称、危险化学品生产许可证编号；
b. 生产日期或批号、包装压力、产品技术指标；
c. 本标准的编号、检验员号等。
六、常见故障及其排除方法
序号
故障现象
原　因
排　除　方　法
1
瓶阀关不严
关闭不紧
关紧瓶阀
密封垫损坏
送充气单位修配或更换密封垫
2
阀杆周围漏气
瓶阀未开足
开足瓶阀
密封垫损坏
送充气单位修配或更换密封垫
3
压盖螺母周围漏气
螺母松动
拧紧螺母
密封垫损坏
送充气单位修配或更换密封垫
4
安全泄压装置漏气
螺母松动
卸压后拧紧螺母
密封垫损坏
送充气单位修配或更换密封垫
膜片损坏
送充气单位更换膜片
5
活动式瓶帽拧不动或卸不下来
太紧或丝扣锈蚀
用锺头敲击丝扣周围或机械破坏瓶帽
有异物卡在瓶阀一侧
倒立气瓶，用锺头敲击瓶帽使异物
颈环松动
用锺头敲击丝扣周围或机械破坏瓶帽
6
安全膜片爆破
受低温影响膜片脆化
送充气单位更换膜片
膜片老化
这里特别提醒：
1、不了解或不完全了解瓶阀的构造和修配方法，绝不允许拆除瓶阀。
2、对实瓶应特别慎重，没有条件修配的最好送充气单位修配。

第二章 氮 气
一、氮气的物化性质及作用
分子式：N2，分子量：28，无色、无臭的惰性气体。在标准状态下的密度为1.25kg/ m3, 气体比重0.9674（空气为1），熔点为-209.8℃，在0.1013Mpa压力下的沸点为-195.8℃，临界温度-147.0℃。化学性质不活泼，不能燃烧，人处于含氮量高于82%的环境中生活和工作，有发生窒息的危险。液体氮无色透明且易于流动，比重为0.807（水为1）。
二、氮气的用途
1、氮肥工业的主要原料。
2、冶金工业中用作保护气，如轧钢、镀锌、镀铬、热处理、连续铸造等都要用它做保护气。
3、氮作为洗涤气和保护气，也广泛应用于电子工业、化学工业、石油工业和玻璃工业。
4、液氮是一个较方便的低温源，可用于食品冷藏。
三、技术指标
1、工业氮
项　　目
GB/T3864-2008
Q/320302GAW04-2007
氮气含量　10－2　（V/V）　≥
99.2
99.2
氧气含量　10－2　（V/V）　≤
0.8
0.8
游离水　　　　
无
无
压力 （20℃） MPa
≥14.5
12.5～14.5
2、纯氮
项 目
GB/T8979-2008
Q/320302GAW07-2007
氮气纯度，10-2（v/v） ≥
99.99
99.99
氧含量， 10-6（v/v） ≤
50
50
水含量， 10-6（V/V） ≤
15
15
压力 （20℃） MPa
≥14.5
12.5～14.5
四、包装、安全
1、气瓶的充气速度不得大于8m3/h（标准状态气体）且充装的时间不应少于45分钟。
2、气瓶与瓶阀螺纹连接处，气阀出口及阀杆间隙处不得泄露，气瓶出厂应戴瓶帽。
3、返回生产厂的空瓶，瓶内余压不得低于0.2Mpa。没有余压以及定期试验后的气瓶，在充装前应进行处理。
4、瓶装氮气若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸危险。
5、液态氮气化时体积迅速膨胀，1 m3的液氮可气化643 m3的氮气。在密闭容器内液态氮气化将使容器内压力升高，有引起超压、爆炸危险。
6、应在20℃、0.1013Mpa状态下，气瓶中气态氮的体积V2(m3),按式计算：V2=KV3
式中：K—氮气体积换算系数，可有GB/T3864-2008 查得；
V3—氮气气瓶的水容积，L。
7、液态氮的质量换算为20℃、0.1013Mpa状态下，气瓶中气态氮的体积V2(m3),按式计算：V2=m ×1000/1.165
式中：m—液态氮的质量，t；
1.165—氮气的密度，kg/m3。
8、空气中氮含量增高时，人会因缺氧而窒息。工作场所的空气中氧的体积浓度不应小于19%。
9、为了避免车间氮浓度增大，不允许氮气排放于室内。在有大量氮气存在的场所工作时，应戴氧气呼吸器。
10、氮气出厂时应附有质量合格证及警示标签，质量合格证内容包括：
a.产品名称、生产厂名称、危险化学品生产许可证编号；
b. 生产日期或批号、包装量（m3）、产品技术指标；
c. 标准的编号、检验员号等。

第三章 氩 气
一、物化性质
分子式Ａr，分子量：40，是一种无色无臭的气体。空气中的体积含量为0.932%。在标准状态下的密度为1.784kg/ m3，熔点为-189.2℃，在0.1013 Mpa压力下的沸点为-185.9℃，临界温度-122.4℃。不活泼，不能燃烧，也不能助燃。液态氩是一种无色、无臭、呈透明的流体。
二、纯氩的制取
氩气用深冷法从空气、合成氨尾中提取的气态和液态纯氩。
三、用途
1、用于金属焊接切割，作为保护性气体。
2、用于特殊金属的冶炼。
3、利用氩气具有高密度和较低的热导性，充进灯泡内可以延长灯泡寿命和增加亮度，所以被用于照明工业和充填各种放电器。
四、技术指标
1、纯氩
项　　　　目
GB/T4842-2006
Q/320302GAW03-2007
氩纯度，10－2（v/v）　　≥
99.99
99.99
氢含量，10－6（v/v）　　≤
5
5
氧含量，10－6（v/v）　　≤
10
10
氮含量，10－6（v/v）　　≤
50
50
总碳含量（以甲烷计），10－6　≤
10
10
水分含量，10-6 ≤
15
15
压力 （20℃） MPa
15.0±0.5
12.5～14.5
　　2、灯泡用氩气（HG/T2863-1997）
项　　　　目
指　　　　标
氩含量，10-2
84-88
氮含量，10-2
12-16
氢含量，10-6　　　　　　　　≤
5
氧含量，10-6　　　　　　　　≤
10
四、包装、贮存及运输
1、瓶装纯氩的充装压力20℃时为15.0±0.5 Mpa。
2、气瓶瓶阀螺纹连接处，气阀出口及阀杆间隙处不得泄漏，气瓶出厂应戴瓶帽。
3、测定瓶装纯氩的压力应在确认气体温度与环境温度相近时进行，测量用的压力表精度不低于2.5级，量程为0-25.0Mpa。
4、返回生产厂的空瓶要求瓶内余压不得低于0.2Mpa，没有余气的气瓶以及经水压试验的气瓶，在充装前必须经过处理后方可充装。
5、由于氩气属于窒息性气体，储存和使用时，要有足够的通风。
6、将液态纯氩质量换算为为20℃、0.1013Mpa状态下气态纯氩的体积,按式计算：V=m /1.662
式中：V—液态纯氩换算成气态纯氩的体积，m3；
m—液态纯氩的质量，㎏；
1.662—纯氩的密度，kg/m3。
7、纯氩出厂时 附有质量合格证及警示标签，质量合格证内容包括：
a.产品名称； b.生产厂名称； c.生产日期或批号；
d.纯氩的体积（m3）、压力（MPa）、或质量（kg）；
e.标准的代号。

第四章 焊接用二氧化碳
一、物化性质
分子式：CO2；分子量：44；在通常状况下是一种无色、无臭、无味的气体能溶于水，溶解度为0．144g/100g水（25℃）。在1个标准大气压下，沸点为-78℃，临界温度为31℃。在20℃时，将二氧化碳加压到607 Pa即可变成无色液体，一般压缩在钢瓶中贮存，在－56．6℃、554 Pa时变为固体，即俗你“干冰”。二氧化碳比空气重，在标准状况下密度为1．977g/L，约是空气的1．5倍。二氧化碳无毒，但是一种窒息性气体。
二、制取及用途
从粮食发酵中提（制）取二氧化碳。
三、技术指标
项　　目
HG/T2537-93
二氧化碳，10－2（v/v） ≥
99.5
液态水
不得检出
油
不得检出
水蒸汽+乙醇含量，m/m, 10－2 ≤
0.05
气味
无异味
四、包装、贮存及运输
1、返回生产厂的空瓶要求瓶内余压不得低于0.5Mpa，没有余气的气瓶以及经水压试验的气瓶，在充装前必须经过处理后方可充装。
2、气瓶瓶阀螺纹连接处，气阀出口及阀杆间隙处不得泄漏，气瓶出厂应戴瓶帽。
3、焊接用二氧化碳出厂时，应附有质量合格证及警示标签，合格证内容至少应包括：
a.产品名称；
b.标准号、产品等级、组分含量；
c.生产日期、生产批号；
d.产品净重；
e.生产厂名；
f.高压液化气体及安全标志等。

第五章 混合气
一、制取及用途
由纯氩和二氧化碳配制而成，主要用作焊接保护。
二、技术指标
项　　目
HG/T3728-2004
Q/320302GAW05-2007
二氧化碳，10－2（v/v）
≤50
14.0±1.0
19.0±1.0
氩，10－2（v/v）
—
86.0±1.0
81.0±1.0
氧含量，10－6（v/v）≤
—
10
水份，10－6 ≤
50
—
压力，（20℃） MPa
13.5±0.5
12.5～14.5
三、包装、标志、贮存及运输
1、返回生产厂的空瓶要求瓶内余压不得低于0.05Mpa，没有余气的气瓶以及经水压试验的气瓶，在充装前必须经过处理后方可充装。
2、气瓶瓶阀螺纹连接处，气阀出口及阀杆间隙处不得泄漏，气瓶出厂应戴瓶帽。
3、气瓶上半段漆色标记与二氧化碳相同，为铝白色，下半段漆色标记与氩气相同，为银灰色。气瓶上应有深绿色的“Ａr—CO2混合气体”字样。
4、焊接用混合气体出厂时，应附有质量合格证及警示标签，合格证内容至少应包括：
a.产品名称和级别；
b.生产厂名称、生产日期；
c. 混合气气体的组成含量；
d.标准的代号。

第六章 溶解乙炔
一、物化性质
分子式：C2H2；分子量：26；一种无色的易燃易爆气体，略轻于空气。纯净的乙炔气体是没有臭味的。标准状态下，比重为0.9057（空气为1）；密度为1.172㎏/ m3；临界温度35.2℃；临界压力6.17 MPa；熔点-81.5℃；凝固点-83.6℃；爆炸极限2.5-100%（体积比）；溶解度（15℃、0.1013 MPa）在水中1：1.1，在丙酮中1：25。
二、制造工艺
在工业上乙炔一般都是通过电石与水作用或天然气裂解制得粗乙炔气，经净化、压缩、干燥、溶解于丙酮中，贮存在充满多孔填料气瓶内的乙炔气。
三、溶解乙炔的用途
1.工业上用于金属的切割、焊接和加工。
　使用时利用其与氧气燃烧放出的大量的热而进行各种作业。
2.化工生产的基本原料
　利用乙炔的不稳定性来制备多种化工原料和化工中间体。
四、技术指标（GB6819-2004）
项 目
指 标
乙炔的体积分数，% ≥
98.0
硫化氢、磷化氢试验
硝酸银试纸不变色
40L气瓶充装量（净含量），㎏
5.0～7.0
五、包装、贮存及运输
1、乙炔瓶内气体严禁用尽，必须留有不低于0.05MPa的剩余压力。
2、对无剩余压力或经内部检查后首次充装的乙炔瓶，必须用符合质量标准的乙炔气进行置换，置换的压力不应超过0.05Mpa。置换后的乙炔瓶，按国家标准规定的方法和技术条件进行乙炔纯度的分析，乙炔纯度≥98%，方能进行充装乙炔气。
3、对于容积40L以上的乙炔瓶，如乙炔瓶实重减去剩余乙炔重量后，气值高于乙炔瓶重0.5㎏，则该瓶应进行妥善处理，否则严禁充装。
4、乙炔的充灌过程实质上就是乙炔在加压条件下溶解于丙酮的过程。乙炔在丙酮中的溶解度，随着乙炔瓶内压力升高，溶解度增大，随着温度升高，溶解度减小。比如40L容积的乙炔瓶其填料孔隙率为90%，丙酮充装量为14㎏，在15℃时，只有压力达到1.47 MPa，才能使乙炔充装量达到7㎏。而常压下乙炔的充装量只有0.5㎏。所以加压充灌（最大压力2.50 MPa）才能达到乙炔瓶的标准充装量。
5、乙炔瓶最高使用温度40℃，最高充装压力2.5 MPa.。
6、乙炔瓶内乙炔充装量应小于等于乙炔瓶内乙炔最大充装量。乙炔瓶内乙炔最大充装量按式计算： MAmax=0.2δV
式中：MAmax ——乙炔瓶力最大乙炔充装量㎏；
δ——填料空隙缝，%;
V——钢瓶实际容积，L;
7、凡出厂的溶解乙炔均应附有产品合格证及警示标签，产品合格证要注明：产品名称、生产标准编号、主要技术指标、生产许可证号、商标、充装量（净含量）、生产名称、厂址、生产日期或批号等内容。
8、溶解乙炔气瓶上的阀门，易熔塞等处用肥皂水检漏气现象，否则不准出厂。
9、乙炔气瓶不允许与易燃物一起储存，应选择通风良好的场所储存并标示“严禁烟火”。
10、乙炔气瓶的运输、储存时，要有防止气瓶跌倒、撞击的措施。
11、贮存的溶解乙炔气瓶应避免太阳直射，贮存时的温度不能超过40℃。
六、常见故障及其排除方法
1、溶解乙炔气瓶常见故障及排除方法
序号
故障现象
原因
排除方法
1
瓶阀关不严
关闭不紧
关紧阀门
密封垫损坏
送充气单位修配或更换密封垫
2
阀杆周围漏气
瓶阀未开足
开足阀门
密封垫损坏
送充气单位修配或更换密封垫
3
压紧螺母松动
螺母松动
拧紧螺母
密封垫损坏
送充气单位修配或更换密封垫
4
安全泄压装置漏气
螺母松动
拧紧螺母
密封垫损坏
送充气单位修配或更换密封垫
易熔合金栓损坏
送充气单位修配
2、使用过程中溶解乙炔气瓶出现事故及其处理方法
⑴受了热的乙炔瓶的处理。
a、如条件允许，将气瓶移至空地，放入水中，冷却4-5小时。
b、就地用水冷却瓶体。
c、气瓶内温度高，一般从肩部开始，不能把瓶阀蕊轴打开，否则气体跑出，就可能加速内部乙炔的分解
⑵漏气处理
a、减压器与瓶阀、乙炔交管连接处泄露，应关闭瓶阀。检查接触面，加以排除。
b、瓶阀蕊轴处渗漏，可全开蕊轴，也可更换或增加瓶阀内垫圈。
c、易熔栓松动漏气，旋紧即可消除，处理适应选择通风良好的地方，要防止撞击。
⑶着火处理
a、易熔栓熔化并由于静电作用或其他原因引起着火，立刻关上闭锁器，直接灭火。如不能将漏气位置堵住时，可用石棉布等物隔离，使火焰不波及其它容器，或用二氧化碳，干粉灭火剂等灭火。
b、减压器与瓶阀，乙炔胶管连接处及其本身发生着火，应立即停止作业，关闭瓶阀蕊轴。若不易接近，应先灭火，在关闭瓶阀蕊轴，用水冷却着火部位。

第七章 丙烷
一、物化性质
分子式：C3H8；分子量：44；比空气重。在0.1013Mpa压力下的沸点为-42.2℃，临界温度96.67℃。所以在常压下，液态的丙烷会很快的变为蒸汽并且由于空气中水的凝结而显白色。
二、制造工艺
从炼油厂催化裂化气中提取或油气开采、石油加工过程中取得。
三、用途
1.金属的切割。
2. 铜、铝等有色金属、碳钢薄板（小于等于2mm）焊接。
四、技术指标
项　　目
HG/T3661.2-1999
Q/320302GAW05-2007
丙烷含量10－2（V/V） ≥
95.0
60.0
总硫含量　mg/m3　 ≤
15
343
C5及其以上组分含量，% ≤
——
3.0
蒸气压（37.8℃），Mpa ≤
——
1.38
游离水
——
无
五、包装、安全.
1、使用时，应放置在距明火10m以外，并应避开放射性射线源。
2、气瓶内气体不应用尽，返回充装的气瓶中应留有不低于0.05Mpa的余压。
3、丙烷出厂时应附有质量合格证，其内容包括：
产品名称、生产厂名称、 生产日期及批号、产品的质量（㎏、标准号。

第八章 气瓶的常用标志
一、装常用气体的气瓶颜色标志见下表：
序号
充装气体名称
化学式
瓶色
字 样
字色
1.
乙炔
HC≡CH
白
乙炔不可近火
大红
2.
氧
O2
淡（酞）兰
氧
黑
3.
氮
N2
黑
氮
淡黄
4.
空气

黑
空气
白
5.
二氧化碳
CO2
铝白
液化二氧化碳
黑
6.
丙烷
CH3CH2CH3
棕
液化丙烷
白
7.
氩
Ａr
银灰
氩
深绿
8.
氢
H2
淡绿
氢
大红
二、气瓶的制造钢印（参照《气瓶安全监察规程》
1、充装气体名称或化学分子式； 7、瓶体设计壁厚（S），㎜
2、气瓶编号； 8、单位代码和制造年月；
3、水压试验压力（Tp），Mpa； 9、监督检验标记；
4、公称工作压力（Wp），Mpa； 10、气瓶制造单位许可证编号；
5、实际重量（W），㎏； 11、产品标准号。
6、实际容积（V），L；
三、气瓶检验钢印标记（参照《气瓶安全监察规程》
各类气瓶的检验周期：盛装一般性气体的气瓶，每三年检验一次，盛装惰性气体的气瓶，每五年检验一次。
1、检验日期—下次检验日期；
2、检验单位代号，如K01代表恒扬公司。
四、气瓶检验色标：应按检验年份涂检验色标，检验色标颜色和形状见下表：
检验年份
颜 色
形 状
2009
深绿色
矩 形
2010
粉红色
椭圆形
2011
铁红色
2012
铁黄色
2013
淡紫色
2014
深绿色
2015
粉红色
矩 形
2016
铁红色
2017
铁黄色
2018
淡紫色
2019
深绿色
注：检验色标每10年为一个循环周期。

第九章 常用的术语
常用的基本术语定义如下：
1、压缩气体 永久气体、液化气体和溶解气体的统称。
2、永久气体 临界温度低于-10℃的气体。如：氧气、空气、氮气、氢气、氩气等。
3、液化气体 临界温度大于或等于-10℃的气体，是高压液化气体和低压液化气体的统称。
4、高压液化气体 临界温度大于或等于-10℃且小于或等于70℃的气体。如：二氧化碳、二氧化氮（笑气）等。
5、低压液化气体 临界温度大于70℃的气体。如：丙烷、二氧化硫等。
6、溶解气体 在压力下溶解于气瓶内溶剂中的气体。如：乙炔。
7、混合气体 含有两种或两种以上有效组分，或虽属非有效组分但其含量超过规定限量的气体。
8、充装温度 气瓶充装气体结束时瓶内气体的实际温度。
9、最高使用温度 气瓶在正常贮存、运输和使用过程中受环境条件的影响，瓶内气体可能达到的最高温度。
10、公称压力 对于盛装永久气体的气瓶，系指在基准温度（一般为20℃）时，所盛气体的限定充装压力；对于盛装液化气体的气瓶，系指在温度为60℃时瓶内气体压力的上限值。
11、充装压力 气瓶充装气体结束时瓶内气体的压强。根据GB14194-93标准，氧气与氩气在充装温度为5℃、气瓶工作压力为15 Mpa时最高充装压力是14.0 Mpa.
12、许用压力 为保证气瓶安全，允许瓶内达到的最高压强。根据规定，国产气瓶的许用压力为水压试验压力的0.8倍。
13、剩余压力 气瓶充装前瓶内所剩余的气体压强。
14、无缝气瓶 瓶体无焊缝的气瓶。
15、焊接气瓶 瓶体有焊缝的气瓶。
16、瓶口 气瓶的介质进出口。
17、筒体 瓶体上的圆柱壳体部分。
18、瓶颈 无缝气瓶瓶口部位的瓶体缩颈部分，通常有内螺纹用以连接瓶阀。
19、瓶肩 气瓶筒体与瓶颈之间的上封头部分。
20、防震圈 套装在气瓶筒体上使瓶体免受直接冲撞的橡胶圈。
21、瓶帽 保护瓶阀用的帽罩式安全附件的统称。按其结构形式可分为固定式瓶帽和拆卸式瓶帽。
22、易熔合金塞 为防止瓶内介质因升温超压发生事故而设置，由易熔合金作为动作部件的熔化泄放型气瓶安全附件，简称易熔塞。