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、醫療等方面的地位更是凸顯。隨著我國經濟的跨越式發展，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）可能發生的化學變化、物理攻擊、又或促成了環境的突變或打擊，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，即氣態氧氣和液態氧氣，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。例如當環境中氧氣比例超過了40%，就會發生氧中毒現象，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℃，當出現氧氣（液氧）泄漏時，氧氣會迅速從液態轉化成氣態，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靜電的產生，當周圍環境干燥，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）的管道在自然環境下可能發生腐蝕，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，由此發生的管道破裂就會泄漏氧氣，在管道外環境遇到明火，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，這個環節由于氧氣（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，因此日常的保養維修、檢測維護就非常重要。如果保養維護不當，就可能造成設備漏氧現象，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進行設計，委托具有相關資質的設計單位進行總體規劃，并要滿足相關的消防驗收、衛生安全要求。

2.2 建筑符合要求

氧氣（液氧）的儲存和充裝要在符合規定的建筑物和結構物中進行，不能露天作業，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，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，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的日常維護與檢修，保證設備的運行平穩。

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、運輸等過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，隨著社會的發展與進步，氧氣（液氧）將被應用在越來越多的領域和行業當中，因此氧氣（液氧）的存儲與充裝過程中的風險系數也會增大。只有秉承著科學嚴謹的態度，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、監管等環節、注重驗收和安裝過程，同時也鼓勵相關從業人員在工作中發現可進行完善和優化的地方提出建議或意見，為可能發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。