氧氣乙炔割槍出現回火的原因

 

乙炔氣作為割槍燃氣，在船舶制造修理及鋼結構行業應用廣泛。乙炔氣割槍具有預熱速度快、起割容易等優點，尤其方便用于切割生銹的，帶有氧化皮或嚴重污染的金屬板和薄板。但另一方面，乙炔屬于易燃易爆氣體，與氧氣或空氣混合，遇火源會劇烈燃燒甚至爆炸。而且在一定的溫度和壓力條件下，乙炔會分解生成碳黑和氫氣，反應釋放大量熱能，會導致爆炸發生。乙炔還能在一定條件下聚合生成鏈狀或環狀結構的有機化合物，如在400℃~500℃下，可以特殊性聚合反應生成苯。乙炔聚合時會放熱，溫度越高，聚合速度越快，熱量的積聚會進一步加速聚合，同時發生聚合物分解，最終引起爆炸。

    回火是使用乙炔氣割槍進行氣割作業時最容易發生的事故類型之一，是乙炔氣體火焰進入割槍噴嘴內逆向燃燒的現象，特征是火焰突然熄滅，割槍內發出急速的“嘶嘶”聲。在使用乙炔氣割槍進行切割的過程中，如果操作不當，很可能發生回火事故，輕則損壞設備工具，重則可能發生爆炸，威脅操作人員的生命安全?；鼗鹨鸬氖鹿蚀嬖诤艽蟮碾[蔽性，往往不容易找出事故發生的確切原因。筆者結合多年來在船舶企業安全管理一線的工作經驗，對造成乙炔割槍回火的原因進行分析，并提出回火的預防措施。

一、乙炔割槍回火

    回火有逆火和回燒兩種形式：逆火是火焰向割嘴孔逆行，并且瞬時自行熄滅，同時伴有爆鳴聲，也稱爆鳴回火；回燒是火焰向割嘴逆行，并繼續向混合室和可燃氣體管路燃燒，這種回火可能燒毀割槍、管路，也稱倒襲回火。

    乙炔回火十分危險，回火進入割槍，可將割槍燒損；回火進入氣體軟管，可導致軟管燒損或爆裂；回火可經燃氣分配器串至同一分配器上相連的其他割槍；嚴重回火可沖擊主管回火器，至其破損，燃燒進入主管網，直至對供氣端的氣瓶產生威脅。氣體匯流排

二、割槍回火形成原因

導致乙炔割槍回火的原因主要有以下5種：

    1. 割嘴過分接近加熱點

如用割嘴清除熔渣等做法，會造成割嘴附近的壓力增大，使混合氣體難以流出，噴射速度變慢。

    2. 割嘴過熱，混合氣體受熱膨脹

如割嘴溫度超過400℃，一部分混合氣體來不及流出噴嘴，就在割嘴內部燃燒，并發出“啪啪”的爆炸聲。

    3. 割嘴被金屬飛濺熔化物堵塞

槍內氣體通道被固體炭質顆粒堵塞，使混合氣難心外流，在割槍內燃燒爆炸。

    4. 乙炔氣壓過小

供氣壓力減小，軟管受壓、彎折或破損漏氣，氧氣壓過大，氧氣容易進入乙炔系統，在熄火的瞬間，往往因氧氣或空氣進入割槍的乙炔管，引起爆炸。

    5. 割槍閥門不嚴密或其內部結構破壞

    造成氧氣倒回乙炔管道，形成可燃的混合氣體，點火時即發生回火爆炸，這種情況危險性最大。

三、割槍的正確使用方法

    1. 使用前檢查

    一般割槍為射吸式結構，正常使用時，氧氣由射吸噴嘴噴出，進入氣體混合腔，在射吸作用下吸入乙炔氣并與其混合，混合氣體經混合管流出。在割槍使用前，需檢查供氣是否正常、本體是否漏氣、噴嘴是否堵塞，特別要對射吸性能進行檢查確認。檢查射吸性能的方法是，卸下軟管，接通氧氣，打開氧氣閥和乙炔閥，用手指接近乙炔進氣口，應感到有明顯的吸力。

    射吸噴嘴脫落或射吸噴嘴與氧供氣管連接處有間隙(割槍摔落或敲擊物件后容易引起這樣的缺陷)都會破壞射吸性能，致使壓力較高的氧氣進入乙炔氣路，因此，一定要保證割槍內的射吸結構完好。應根據割槍及所配割嘴的型號，恰當地調節氧氣閥，控制供氧壓力和流量，如果助燃氧氣供給過大，來不及從混合氣管排出，就會從割槍內部反流入乙炔系統。另外，過大的氧氣壓力和氧氣流量也會使加熱效率和速度有所降低。

    以常用的乙炔射吸割槍G01-100為例，通常使用2^#割嘴，對應的氧氣工作壓力應為0.4MPa。如果氧供氣壓力過高，那么，氧氣閥在從小到大的調節過程中，會出現射吸性能由弱變強，繼而再變弱的變化，甚至從乙炔進氣口排出氧氣。氣瓶檢測設備

    2. 點火源選擇

    割槍點火應使用摩擦打火機、固定的點火器或其他適宜的火種，注意避免戰火瞬間火焰傷手。禁止用焊接火源點燃割槍，因為焊接火源實際上是熔融的金屬或無固定方向飛濺的高溫鐵質顆粒，極易造成割嘴堵塞或鐵質顆粒濺入割嘴內，混合氣體在割嘴內部即開始燃燒引發回火。

    3. 點火開閥次序

    割槍點火通常有兩種方法，先開乙炔閥、后點火、再開氧氣閥，或者先開氧氣閥、后開乙炔閥、再點火，各自的優缺點比較見表1。

表1   兩種割槍點火方式的優缺點比較

通過以上比較我們知道，對于經驗不足者，為安全起見，建議采用第1種方法；有一定經驗者，或在狹小作業空間，通風不良而有多把割槍同時作業時，為改善環境衛生條件，可按第2種方法開閥點火。兩種方法操作時，預熱氧閥門旋動均應緩慢進行，如果太快，割槍內的射吸力會驟然加強，使乙炔供應量跟不上，從而造成回火。

工作結束熄滅火焰時，割槍應先關閉氧氣源，再依次關閉乙炔、預熱氧。

四、異常情況處理

1. 一般回火的處理

    當割槍發生回火時，應立即關閉乙炔閥，然后關閉預熱氧氣閥，盡可能縮短操作時間，動作連貫。如果熟練，可以同時完成操作。如果乙炔閥關閉速度過慢，割槍內的回火燃燒可能越過閥門進入氣體軟管，甚至延到乙炔分配器和與分配器相連的其他割槍；如果氧氣閥關閉速度過慢，割槍內的積炭會在富氧的情況下繼續燃燒，直至槍管被燒紅損壞，或者回火擴散至氧氣軟管，致使氧氣軟管內壁在富氧狀態下燃燒引發爆炸。

    回火熄滅后，將割槍放入水中冷卻或待割槍管體不燙手后，打開氧氣閥吹掃割槍內的煙灰，查出回火原因并解決后再點火使用。

2. 嚴重回火的處理

如果發生以下異常情況，必須立即停止作業，不得自行簡單處理。

(1)割槍嚴重回火，割槍軟管發生燃爆。

(2)點火不正常，可燃氣閥開啟后無氣流或有氣體但點不著(有可能是氧氣串入可燃氣管路)。

(3)割槍使用過程中氣體火焰變小或熄滅，但檢查割槍及軟管狀態正常(無碾壓、扭結、破裂等現象)。

(4)割槍軟管被點燃著火。

(5)其他無法準確判斷處置的非正常情況。

    發生以上情況，應及時向有關管理部門報告處置。如果發生嚴重回火或持續點火引發多次回火，燃爆會沖擊乙炔氣管路上的回火防止器，造成其失效，系統的整體安全性降低；如果乙炔主管路內混入氧氣，一旦點火會導致整個管網系統燃爆。供氣部門應根據具體異常情況進行分析和對氣體管網進行檢查，采取相應的對策。

  乙炔割槍使用中，很難完全杜決回火發生，但作業者只要了解回火發生的起因，養成良好的作業習慣，嚴格遵守相應的操作規程，異常情況時采取恰當的處置方法，回火的發生及帶來的危險是可以大大降低的。