焊接防火防爆综述

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1、焊接火灾防控综述姜迪宁 编写目录 一、焊接火灾案例 二、焊接分类原理 三、焊接危险辨识 四、焊接事故原因 五、常见动火方式一、典型火灾案例 1、唐山林西百货商场火灾（1993年） 2、香港嘉利商业大厦火灾（1996年） 3、河南洛阳东都商厦火灾（2000年） 4、上海教师公寓火灾（2010年）唐山林西百货商场火灾 1993年2月14日下午13时15分左右，位于唐山市东矿区的 林西百货商场发生火灾。 火灾是由于建筑物改造过程中违章进行电焊溅落的火星引 燃了海绵床垫引起的。 附近的营业员发现后，找来了一只灭火器，但不会使用， 致使未能控制这一初期火灾。营业员想报警，但大楼的电 话被锁住了，只好到附

2、近一家商店打119报警，而此时火 势已相当大了。大火延续了3个多小时才基本扑灭。 火灾中死亡80人，伤53人，直接财产损失约401万元。 唐山市有关人民法院经调查，分别对相关责任人进行处 理。以重大责任事故罪判处岳江、黄建平有期徒刑各7年 ，张风文、王福林有期徒刑各6年；以玩忽职守罪判处孟 玉珍。张玉仅有期徒刑各5年，王洪图有期徒刑4年。香港嘉利商业大厦火灾 1996年11月20日下午4时49分，香港九龙嘉利商业大厦 燃 起冲天大火。消防处出动消防车、泵浦车、急救车50辆， 云梯车5辆，直升机2架，消防和救护人员300多人，扑救 了21个小时，至次日下午l时才将大火扑灭。后根据此事拍 摄电视剧

3、烈火雄心。 事故原因：电焊引发可燃垃圾所致。 事故死伤：大火烧死40人，烧伤18人（内消防员死l人，伤 11人），另有40多人下落不明。 建筑概况：建筑高度18层。n n发生时间：2000年12月25日（圣诞夜）19时n发生地点：河南洛阳东都商厦n起火原因：违章电焊熔渣火花落入沙发起火 n火灾伤亡：死亡309人河南洛阳东都商厦火灾 基本情况 东都商厦始建于1988年12月，1990年12月4日开业，位于 洛阳市老城区中州东路，6层建筑，地上4层、地下2层， 占地3200m2，总建筑面积17900m2，东北、西北、东南、 西南角共有4部楼梯。 商厦地下一、二层经营家具，地上一层经营百货、家电 等

4、，二层经营床上用品、内衣、鞋帽等，三层经营服装， 四层为东都商厦办公区和东都娱乐城。发生时间：2010年11月15日14时许发生地点：上海市胶州路教师公寓 事故原因：违章动火引燃周围聚氨酯材料并导致整座脚手架 燃烧 事故后果：造成58人死亡、70人受伤、40人失踪基本情况：起火建筑位于上海市胶州路728弄1号，28层，高度85米， 为钢筋混凝土结构，建筑面积18472平方米，1997年12月竣 工，1998年3月入住。大楼底层为商铺，2至28层为住宅， 其中有5家单位、156户居民，实有户籍人口440余人。当时 ，住宅公寓有280人。 上海教师公寓火灾高层住宅 28层、85米楼梯被烟火全部封堵

5、 只有唯一通路脚手架 典型火灾案例典型火灾案例二、焊接分类原理 焊接过程中，工件和焊焊料熔化形成熔融区域，熔池冷却凝 固后便形成材料之间的连接。这一过程中，通常还需要施 加压压力。焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电电弧、 激光、电电子束、摩擦和超声波等。 19世纪纪末之前，唯一的焊焊接工艺艺是铁铁匠沿用了数百年的 金属锻焊。 最早的现代焊焊接技术术出现在19世纪末，先是弧焊和氧燃气 焊，稍后出现了电电阻焊焊。 20世纪早期，随着第一次和第二次世界大战战开战，对军用 器材廉价可靠的连接方法需求极大，故促进了焊接技术的 发展。 1、焊接分类 焊接技术主要应用在金属母材上，常用的有电弧焊，氩弧

6、焊，CO2保护焊，氧气-乙炔焊，激光焊接，电渣压力焊等 多种，塑料等非金属材料亦可进行焊接。 金属焊接方法有40种以上，主要分为：熔焊、压焊和钎焊 三大类。 2、焊接原理 （1）电焊原理 通过常用的220V电压或者380V的工业用电，通过电焊机里 的减压器降低了电压，增强了电流，并使电能产生巨大的 电弧热量融化钢铁。而焊条的融入使钢铁之间的融合性更 高。 电弧温度在60008000左右，熔滴平均温度达到2000 ，溶池平均温度达到1750。 （2）气焊原理 气焊是用气体火焰为热源的一种焊接方法。应用最多的是 以乙炔气作燃料的氧乙炔火焰。由于设备简单使操作 方便，但气焊加热速度及生产率较低，热影

7、响区较大，且 容易引起较大的变形。气焊可用于很多黑色金属、有色金 属及合金的焊接。一般适用于维修及单件薄板焊接。 氧乙炔火焰温度约为3000左右。三、焊接危险辨识 1、焊接熔渣 焊接熔渣是在焊接过程中，主要由焊条药皮或焊剂形成 的，起冶金处理、机械保护金属和改善焊接工艺性能的 作用。焊接熔渣的主要组成是各种氧化物，还有氟化 物、氯化物和硼酸盐类。根据焊接熔渣的成分，可以把 焊接熔渣分为以下三大类： （1）盐型熔渣 主要由金属的氟盐、氯盐组成，如 CaF2NaF、CaF2BaCl2NaF等。这类熔渣的氧化性很小， 主要用于焊接铝、钛和其它活性金属及合金。 （2）盐-氧化物型熔渣 主要由氟化物和强

8、金属氧化物所 组成，如CaF2CaO-A12O3、CaF2CaO-Al2O3SiO2等，这类溶 渣的氧化性也不大，主要用于焊接高合金钢及合金。 （3）氧化物型熔渣 主要由各种金属氧化物所组成，如 MnO-SiO2、FeO-MnO-SiO2、CaO-TiO2SiO2等。这类熔渣 的氧化性较强，主要用于焊接低碳钢和低合金结构钢。 熔渣温度：500-800， 熔渣数量：可达到数百颗粒。 熔渣范围：无风时，几米，五级以上风，可达十几米。 2、溶解乙炔 将生产的气态乙炔压缩充装至填有多孔填料的溶剂（一般 采用丙酮）的钢瓶内，使乙炔气体溶解于丙酮液体中，当 使用时将乙炔气体从丙酮中放出，这样的乙炔称“溶解

9、乙 炔”，溶解乙炔能达到安全贮存、运输和使用方便的目 的。乙炔的限定充装量为瓶内溶剂丙酮规定充装量的50% ，乙炔充装过量易引发爆炸事故。 乙炔（acetylene）最简单的炔烃，又称电石气。 CAS No.：74-86-2。 EINECS号：200-816-9 InChI：InChI=1/C2H2/c1-2/h1-2H 结构式 H-CC-H，结构简式 CHCH，最简式 HCCH ， 分子式 C2H2。 电子式 HCCH 乙炔分子量 264 ， 气体比重 0.91（ Kg/m3）， 火焰温度3150 ， 热值12800 （千卡/m3）， 在氧气中燃烧速度 7.5m/s ， 爆炸极限(体积分数)

10、为2.1%80.0%， 最小点火能为0.2 mJ， 纯乙炔在空气中燃烧2100左右，在氧气中燃烧可达 3600。 可燃性：2CHCH+5O2 4CO2+2H2O 现象：火焰明亮、带浓烟 ， 燃烧时火焰温度很高（ 3000），用于气焊和气 割。其火焰称为氧炔焰。 四、焊接事故原因 1、焊接切割作业时，尤其是气体切割时，由于使用压缩 空气或氧气流的喷射，使火星、熔珠和铁渣四处飞溅（较 大的熔珠和铁渣能飞溅到距操作点5m以外的地方），当 作业环境中存在易燃、易爆物品或气体时，就可能会发生 火灾和爆炸事故。 2、在高空焊接切割作业时，对火星所及的范围内的易燃 易爆物品未清理干净，作业人员在工作过程中乱

11、扔焊条头 ，作业结束后未认真检查是否留有火种。 3、气焊、气割的工作过程中未按规定的要求放置乙炔发发 生器，工作前未按要求检查焊（割）炬、橡胶管路和乙炔 发生器的安全装置。 4、气瓶存在制定方面的不足，气瓶的保管充灌、运输、 使用等方面存在不足，违反安全操作规程等。 5、乙炔、氧气等管道的制定、安装有缺陷，使用中未及 时发现和整改其不足。 6、在焊补燃料容器和管道时，未按要求采取相应措施。 在实施置换焊补时，置换不彻底，在实施带压不置换焊补 时压力不够致使外部明火导入等。 五、常见动火方式 可分为：置换动火和带压不置换动火。 1、置换动火 所谓置换动火就是将燃料容器与管道中的可燃物完全置换 出

12、去后再进行焊补作业。根据爆炸下限原理，可燃气体与 空气形成爆炸混合物，低于爆炸下限以下时，遇火源不燃 不爆。 （1）将动火部位可靠隔离，在未采取可靠的隔离措施前不 得动火焊补。 可靠隔离的一种措施是在厂区或车间内划定固定动火区。 凡可拆卸并有条件搬移到固定动火区焊补的物件，必须移 到固定动火区进行焊补，从而尽可能减少在防爆车间及厂 房内的动火操作。 可靠隔离的另一种措施是采取具有足够强度的盲板将焊补 的容器、管道与其它相连管路、设备截断，使其与生产部 分完全隔离。 （2）认真清洗、置换，严格控制可燃气体浓度。未经清 洗、置换，或虽已清洗置换但未分析化验可燃气体浓度是 否合格的容器、管道，均不得

13、随意动火焊补。 焊补前，设备、管道内外都必须认真清洗，通常采用蒸汽 蒸煮并用介质置换等方法将容器内部的可燃物和有毒物质 置换排出、常用的置换介质有氮气、二氧化碳、水蒸气或 水等。在置换过程中要不断取样分析，区至使可燃气浓度 达到安全浓度（远小于爆炸下限）以下为止，这是置换焊 补防爆的关键。 （3）空气分析和监视。在置换作业过程中和检修动 火开始前半小时内，必须从容器内外不同部位、地点 取气样进行化验分析，待可燃气体符合要求后才可以 开始焊补。在动火过程中，要继续用仪表监视，如发 现可燃气体浓度上升接近危险浓度时，要立即暂停动 火，进行处理。 （4）保证泄压面积。对密封容器进行焊补时，应先 打开

14、容器入孔、手孔、清扫孔和放空管等，严禁焊补 未开孔洞的密封容器。 （5）作好动火的安全组织管理工作。如按规定进行 必要的审批、联系、监护等工作。动火前还必须准备 好适用的消防器材，保证必要的照明条件等。 2、带压不置换动火 带压不置换动火，是指在一定条件下对生产、储存易燃可 燃物质的设备、管道等装置，在未经惰性介质置换的情况 下直接进行的动火作业。根据爆炸上限原理，可燃气体与 空气形成爆炸混合物，高于爆炸上限以上时，遇火源不燃 不爆，如有空气进入会形成稳定燃烧。这种方法在理论上 讲是很安全的。使用这种方法在动火过程中要注意两点： 一是要严格控制动火系统内部的含氧量，使其不超过安全 值，不能形成

15、爆炸性混合气。二是要保证设备内部处于正 压状态，以使设备泄漏出的可燃气体遇到明火后只能在设 备的外部燃烧，不会爆炸。 （1）极限含氧量 当含氧量低于该值时混合气达不到爆炸极限，不会发生爆 炸。这个极限值就叫做安全值，也称为极限含氧量。 根据生产实践经验，国家有关部门规定，在贮存氢气、一 氧化碳、乙炔及石油气等的容器内，极限含氧量以不超过 1%作为安全值，这个数值在实际动火工作中具有一定的安 全性，是非常可靠的。 例如：氢气的爆炸下限为4.0%，上限为75%（容积百分比 ），当氢气在容器中的含量达到75%时，空气的含量便占 25%（不考虑其它气体成分的含量），这时的氧含量为 5.2%，即当氧的含量低于5.2%时，就不会形成达到爆炸极 限的混合气。 又如甲烷的爆炸下限为5.0%，上限为15%，当甲烷含量达 到15%，空气的含量占85%，这时氧的含量为17.85%，即 当氧的含量低于17.85%时，便不会形成达到爆炸极限的混 合气。这两个数值说明，25%的空气当中，只含有5.2%的 纯氧气（不考虑其它惰性气体），85%的空气中，只含有 17.85%的纯氧气，当氢气和甲烷气的含量超过爆炸上限时 ，它的含氧量便会低于5.2%和17.85%，因此，便不会形成 爆炸性混合气。 （2）压力控制 在选择压力时要 尽可能留有一些 安全裕度，一般 控制在1550kPa （约150 500m