安全使用低温绝热钢瓶

低温绝热钢瓶又称低温液体钢瓶、焊接绝热钢瓶，用于贮存液氧、液氮、液氩等低温液体，能连续提供气态和液态存储介质，是一种新型移动式低温液体容器。低温绝热钢瓶与传统的气瓶气体贮存方式相比，有贮运效率高、运行成本低、使用方便、劳动者劳动强度低等优点。而且液氧使用成本比气态氧便宜近一半，因此低温绝热钢瓶在机械加工、医药、化工、卫生等领域得到广泛应用。

低温液体具有极低的温度和极高的蒸发率，因此低温绝热钢瓶的使用要求比较严格。目前，相当部分企业对低温绝热钢瓶和低温液体的特性和危险性不了解，将盛装有低温液体的低温绝热钢瓶作为普通气瓶使用，存在严重的安全隐患。2004年1月6日，昆明一家企业在搬运液氧低温绝热钢瓶的过程中发生爆炸事故，造成1死3伤。2006年10月，青岛某企业由于液氧低温绝热钢瓶使用不当，造成汇流排爆炸事故。

下面以使用比较广泛的液氧低温绝热钢瓶为例，分析低温绝热钢瓶的安全问题和安全使用要点。

钢瓶结构及液氧特性

低温液体钢瓶用于盛装温度低于-90℃的低温液化气体，容积多在80～450L之间，设计压力在2.5MPa左右。其结构分为4部分：不锈钢内外胆、高真空绝热夹层、内置式蒸发器和阀门管路安全系统(如图)。其中安全装置由安全阀和爆破片组成。钢瓶正常使用漏热或真空夹层破坏造成急速漏热，会导致盛装介质的钢瓶内胆压力上升，如果超过规定压力，安全阀会自动开启泄放气态介质，若安全阀失灵，爆破片将受压爆破泄压，确保瓶内压力不超过设定值。

液氧作为低温液体，具有低温和高蒸发率的特性。液氧或冷态氧蒸汽与人体皮肤、眼睛接触会造成严重冻伤，与碳钢、塑料、橡胶等材料接触，会使其失去弹性变脆易破裂。常压0℃时，单位体积液氧可以蒸发成800单位体积的氧气。由于液氧极易气化，即使在隔热良好的低温绝热钢瓶里，也会因不断吸收外界热量蒸发变为气态氧，使钢瓶内压力逐步升高，若达到设计压力而不及时泄压，将造成钢瓶超压爆炸，因此要求盛装液氧的钢瓶安全装置必须经常自动开启和关闭，使钢瓶保持在额定压力下工作。

氧是一种强氧化剂、强助燃剂。液氧与油、润滑脂和沥青等有机物质，或可燃物接触，会发生剧烈反应，造成爆炸事故。液氧或富氧(氧浓度超过23%)与难燃物接近，遇明火可引发剧烈燃烧。另外，当人处于富氧区时，衣服和头发吸附大量氧，吸饱了氧的衣服很容易被点燃，且燃烧剧烈。此外，当常压氧气浓度超过40%时，人还会出现咳嗽、呼吸困难、昏迷等症状，甚至死亡。

现存安全隐患

目前，多数使用单位对低温绝热钢瓶的结构和危险性不了解，缺乏钢瓶验收、检验、维护、使用和管理方面的知识和经验，很多企业将液氧低温绝热钢瓶作为普通氧气瓶使用，液氧低温绝热钢瓶使用中存在随意放置、搬运和操作钢瓶时不采取防护措施，供氧管路不采用低温元件和控温措施等问题，造成隐患突出。使用液氧低温绝热钢瓶存在的突出问题，主要有以下4个方面。

1.标准和操作规程不完善

目前国家尚未制定低温绝热钢瓶的统一标准，低温绝热钢瓶的操作使用也无具体规定。造成各企业制造的低温绝热钢瓶规格和标号、钢瓶的使用环境和工作压力等参数要求，以及操作中的安全要求都不统一，致使低温绝热鋼瓶制造、使用管理混乱。

2.随意放置，安全距离不足

使用过程中，许多企业随意放置液氧低温绝热钢瓶，不考虑周围环境和安全距离，极易发生事故。

低温绝热钢瓶使用过程中漏热是不可避免的，液氧具有极高的蒸发率，致使钢瓶内液氧不断蒸发变为气态氧。为防止钢瓶超压，安全阀需要经常自动开启，排出部分氧气泄压，造成钢瓶周围易形成富氧区，而普通氧气瓶正常使用时基本不存在氧气泄放问题，因此液氧低温绝热钢瓶必须严格执行安全距离。根据《氧气及相关气体安全技术规程》《建筑防火设计规范》，储存和使用的液氧低温绝热钢瓶，禁止设置在狭窄空间内，不准靠近热源，防止阳光曝晒，保证通风良好。低温绝热钢瓶周围10m内不得有易燃、易爆物，距明火不小于10m，且钢瓶周围应设有使用液氧的安全警示标志。

3.供氧管路设计不合理

由于液氧低温绝热钢瓶可以直接提供氧气，许多用户将气体使用阀提供的氧气直接与用气设备相连，易造成橡胶管老化、钢管变脆破裂、常温元件封不严，发生氧气泄漏事故。

虽然液氧低温绝热钢瓶有内置式蒸发器，但蒸发器的效率仅为每天2%左右，按175L钢瓶计算，理论蒸发的氧气量约为9m3/h，如果大量使用氧气，超过内置蒸发器的蒸发量，会有液氧进入气体使用管路。另外，即使用气量在内置蒸发器的设计范围内，钢瓶气体使用阀处氧气的温度也极低，经现场测量：在环境温度20℃时，钢瓶增压器调至0.5MPa，自钢瓶气体使用阀用紫铜管引出氧气，在气体使用阀后5m处，测得紫铜表面温度为-29.3℃。这表明，钢瓶气体使用阀处氧气温度要远低于-29.3℃(受测量设备量程局限，无法直接测量气体使用阀阀口温度)，达不到《氧气及相关气体安全技术规程》“汽化器后氧气温度不低于0℃”的要求，因此单纯靠低温绝热钢瓶内的内置汽化器无法满足正常供气需要，常温元件无法直接使用钢瓶提供的气体，所以在使用低温绝热钢瓶的气体使用阀接口时，必须在其后方加装氧气升温装置。

低温绝热钢瓶结构图

4.违章操作低温绝热钢瓶

个别操作人员在搬运和使用低温绝热钢瓶过程中，不佩戴防低温的防护用品，采取滚动或旋转方式移动钢瓶，这可能造成钢瓶内胆受力不均而破裂，真空绝热层失效，瓶内液氧迅速汽化，钢瓶压力巨增，大量液氧涌出，造成人员冷伤事故。由于低温绝热钢瓶内胆采用悬挂式支承，175L钢瓶灌装液氧后重达350kg，所以在搬运和使用过程中必须使用起重设备，保持瓶体垂直。

安全使用要点

要保证液氧低温绝热钢瓶使用安全，必须从钢瓶的采购、验收、使用、检验、报废等各个环节强化管理。

1.有关部门应尽快制定和完善低温绝热钢瓶的制造、使用等方面的标准和规程。

2.企业必须购买有制造许可证的合格低温绝热钢瓶，瓶体上应按GB7144《气瓶颜色标志》涂淡蓝色标、标注“液氧”字样和制造、检验标记，并粘贴符合GB16804《气瓶警示标签》规定的警示标签。

3.液氧低温绝热钢瓶应放置在通风良好、人员走动少的区域。地面要求平坦、坚实稳固，不得置于沥青地面上。钢瓶安全距离应严格遵守GBJ16《建筑防火设计规范》周围10m内禁止有可燃物和明火，防止阳光曝晒。

4.使用液氧低温绝热钢瓶气体时，不得直接将气体使用阀后氧气作为气源使用，用户应根据用气量设置独立的蒸发或气体升温装置，保证装置后方的氧气温度在0℃以上，钢瓶与装置之间的所有元件必须采用低温元件。对用气量不稳定的用户，应在供气管路中设置防低温联锁保护系统。供气管路中使用的阀门、仪表、管道等元器件，使用前必须进行脱脂去油处理。

5.液氧低温绝热钢瓶必须保持垂直，搬运中要使用起重设备，防止倾斜。钢瓶充装液氧时，不准满瓶储液，最大充装量为几何容积的95%。使用钢瓶时，瓶内液氧不得用尽，必须留有不小于0.05MPa的剩余压力。

6.应对液氧低温绝热钢瓶操作人员进行安全操作和应急措施的培训教育。人员进行钢瓶操作时，应佩戴防护面罩、干净宽松的隔热或皮手套，穿着无翻边的长袖衣服。

7.应经常对低温绝热钢瓶使用情况进行外观检查，发现有问题，及时联系有资质单位进行维修，每3年请专业检验机构对钢瓶进行1次检验。

编辑王 璇