氧氣（液氧）儲存充裝過程中的危險、有害因素和防范措施

陳 鵬，羅麗勤

（1.北京航天試驗技術研究所，北京 100074；2.中國航天空氣動力技術研究院，北京 100074）

氧氣（液氧）在諸多領域中被廣泛使用，尤其是工業(yè)、醫(yī)療等方面的地位更是凸顯。隨著我國經濟的跨越式發(fā)展，氧氣（液氧）需要通過不同的方式進行儲存、充裝和運輸，由于氧氣（液氧）是易燃物質，在整個的過程中都充滿了危險性，應用的范圍越是廣泛則危險的范圍也就越大。本文主要針對氧氣（液氧）的儲存和存放等方面進行淺析。

1 氧氣（液氧）的危險性及有害因素分析

危險是指對于人或其他物體造成的傷害，這種傷害可能是瞬間的，也可能是一種長期性的，針對于人體的安全性威脅就是可能導致人體受到物理或化學的損傷。氧氣（液氧）的危險性和有害因素，一般都是指氧氣（液氧）可能發(fā)生的化學變化、物理攻擊、又或促成了環(huán)境的突變或打擊，以此影響了人體生理健康。氧氣的儲存和充裝主要有兩種形式，即氣態(tài)氧氣和液態(tài)氧氣，兩者可以互相轉換，在其存儲和充裝的過程中可能存在的安全性風險包含以下幾種。

1.1 易燃性和氧化性

氧氣（液氧）本身是助燃物質，是可燃物質燃燒的必要條件，因此它可以氧化大多數(shù)物質，并與其他可燃性氣體形成混合物產生爆炸。氧氣、可燃物、明火三者一旦相遇就會發(fā)生燃燒，所以在氧氣（液氧）的存儲和充裝過程中要注意可燃條件的促成與預防[1]。

1.2 富氧中毒

氧氣是人類以及動植物生存的必需品，但是對于氧氣的需求并非越多越好，當氧氣達到一定的濃度就會造成身體的損傷。例如當環(huán)境中氧氣比例超過了40%，就會發(fā)生氧中毒現(xiàn)象，氧氣濃度在40%～60%，人首先感覺胸悶咳嗽、呼吸有灼燒感，隨著時間的推移而加劇，最后會得并發(fā)癥，例如肺水腫和呼吸窘迫綜合征。

1.3 低溫凍傷

氧氣（液氧）需要在低溫下儲存和充裝，常壓時溫度為182～183℃，當出現(xiàn)氧氣（液氧）泄漏時，氧氣會迅速從液態(tài)轉化成氣態(tài)，從而帶走大量熱量，使得周圍溫度快速下降，這個時候如果人在附近，就會對人體造成凍傷，尤其是眼睛與皮膚較為脆弱的部位[2]。

1.4 靜電反應

氧氣（液氧）被存儲在金屬罐當中，當氧氣從噴扣處流出時，氣體與金屬之間產生摩擦從而誘發(fā)靜電的產生，當周圍環(huán)境干燥，而且氧氣中夾雜著金屬塵埃，靜電的電位差甚至可以達到6000～7000V。針對這樣的氧氣（液氧）存儲特性，需要對金屬儲存罐管道和噴口處設置防靜電裝置或接地裝置，以防止靜電產生的火花。

1.5 氧氣管道檢修

如果輸送氧氣（液氧）的管道出現(xiàn)問題，檢修之前必須要進行氣體置換，可以使用氮氣或空氣，防止純氧在電焊、金屬摩擦時候發(fā)生火災或者爆炸，利用惰性氣體置換可以防止火花的產生。

1.6 管道變形或損壞

輸送氧氣（液氧）的管道在自然環(huán)境下可能發(fā)生腐蝕，又或者在外力的作用下產生變形，長時間的使用加上熱脹冷縮的作用讓管道的強度降低，由此發(fā)生的管道破裂就會泄漏氧氣，在管道外環(huán)境遇到明火，則后果不堪設想。

1.7 充裝過程的危險

氧氣（液氧）槽車與低溫氧氣罐的連接需要有一個快速充裝接頭來完成，這個環(huán)節(jié)由于氧氣（液氧）壓力較大，可能造成連接頭部分的松動或脫落，連接不緊密就會形成氧氣泄漏，出現(xiàn)明火或撞擊靜電，都能引起氧氣的燃燒和爆炸。

1.8 氧氣（液氧）設備帶有缺陷

如果儲存氧氣的設備本身具有一定的缺陷，例如材質本身、結構搭配、功能缺陷等，這樣的設備在儲存氧氣的時候可能抗壓強度達不到標準，容易造成氧氣泄漏。

1.9 維護保養(yǎng)不當

所有的設備或者儲存裝置在使用過程中都會有疲勞期或損傷點，氧氣在充裝過程中由于氣體的流動會對裝置產生震動效應，不均衡的壓力和震動會讓設備受到撞擊產生功能退化，甚至是腐蝕和破損，因此日常的保養(yǎng)維修、檢測維護就非常重要。如果保養(yǎng)維護不當，就可能造成設備漏氧現(xiàn)象，氧氣泄漏不僅可能造成燃燒和爆炸，也可能在密閉空間形成富氧。

2 氧氣（液氧）儲存，充裝過程中的危險防范措施

氧氣（液氧）作為重要的危險性物品，在儲存和充裝過程中必須要加強安全性的防范，避免安全事故發(fā)生，在使用過程中要有充分的安全措施和保障。

2.1 設計滿足要求

氧氣（液氧）的儲存和充裝廠房或機構在設計上就要考慮安全性的問題，并嚴格按照國家的法律法規(guī)進行設計，委托具有相關資質的設計單位進行總體規(guī)劃，并要滿足相關的消防驗收、衛(wèi)生安全要求。

2.2 建筑符合要求

氧氣（液氧）的儲存和充裝要在符合規(guī)定的建筑物和結構物中進行，不能露天作業(yè)，同時建筑物要擁有符合要求的消防通道、防火措施、人流逃生通道等，以及滿足預防火災的必備建筑需求。

2.3 低溫液氧的儲存

低溫液氧是氧氣液化后的物質，氧氣濃度大、單位體積內含氧量多、具有流動性特點，往往需要大體積的儲罐進行低溫封存。這種低溫儲罐要有固定的基礎，基礎需要采用鋼柱埋地施工方法，并用混凝土澆筑，同時低溫儲氧罐要使用地埋螺栓進行頂固，在儲氧罐周邊設施防護網(wǎng)或防護欄桿，防止其受到外界因素影響，特別是外力撞擊等[3]。

2.4 嚴禁油脂

由于儲存和充裝氧氣（液氧）的設備和罐體是金屬材質，為了零部件的使用和拆裝，會使用油或油脂類潤滑液體，但是這樣的做法非常危險，要對設備、罐體、管道等重點部位進行脫油清洗，防止氧氣與油脂燃燒產生危險。

2.5 安全放空措施

低溫儲氧罐在使用之后處于閑置狀態(tài)，但是里面的氧氣可能不會被完全放空，余存氧氣很可能造成危險性，因此要對每一個低溫儲氧罐進行放空處理，建議采用放空管道，將其設置在高于儲氧罐4m 以上的室外，周邊不能有高溫、明火。氧氣放空會有聲波震動產生噪音，所以還要在放空口出安裝消音器，防止噪聲污染[4]。

2.6 預防超壓

氧氣需要在低溫和高壓狀態(tài)下才能成為液體，這也就造成了罐體、管道、閥門等部位內部的高壓，因此有必要在儲存和重裝的過程中安裝預防超壓的裝置，以保持設備的良好運行狀態(tài)，并要對壓力安全閥定期檢查，防止壓力過高損壞，同時也要注意報警系統(tǒng)的日常維護與檢修，保證設備的運行平穩(wěn)。

2.7 充裝報警裝置

氧氣（液氧）在充裝過程中要有超壓報警裝置，以環(huán)境氣溫20℃為標準進行壓力設置，充裝過程中不能超過允許壓力值，如果充裝過程中超過壓力紅線的行為，超壓裝置要有切斷氣體來源的聯(lián)動措施，防止氣體壓力過高造成的危險。

2.8 儲氧罐的安全裝置

儲氧罐在放置過程中可能遭受外界環(huán)境的靜電、外力、以及雷擊作用，這樣就會讓儲氧罐處于危險之中。要在儲氧罐上設置接地導線，并在裝卸氧氣罐的位置設置接地栓卡，保證儲氧罐的安全。

2.9 氧氣管道的除靜電裝置

氧氣（液氧）在儲存、充裝、運輸?shù)冗^程都需要管道進行輔助，但是氧氣在流通時會與金屬管道產生摩擦，在有明火或者高溫狀態(tài)下就容易燃燒爆炸，所以應在管道內部安全裝除靜電裝置，以降低氧氣與金屬管道造成摩擦的危險性。

3 結語

綜上所述，隨著社會的發(fā)展與進步，氧氣（液氧）將被應用在越來越多的領域和行業(yè)當中，因此氧氣（液氧）的存儲與充裝過程中的風險系數(shù)也會增大。只有秉承著科學嚴謹?shù)膽B(tài)度，更多的基于實際情況探尋降低風險的方法，在涉及到氧氣（液氧）的存儲與充裝方面，加強設計、注重設備的使用、監(jiān)管等環(huán)節(jié)、注重驗收和安裝過程，同時也鼓勵相關從業(yè)人員在工作中發(fā)現(xiàn)可進行完善和優(yōu)化的地方提出建議或意見，為可能發(fā)生的安全問題提供更好的解決辦法和應對措施，全方位、多角度地提升氧氣（液氧）儲存與充裝的安全性能。