氧气乙炔割枪出现回火的原因

 

乙炔气作为割枪燃气，在船舶制造修理及钢结构行业应用广泛。乙炔气割枪具有预热速度快、起割容易等优点，尤其方便用于切割生锈的，带有氧化皮或严重污染的金属板和薄板。但另一方面，乙炔属于易燃易爆气体，与氧气或空气混合，遇火源会剧烈燃烧甚至爆炸。而且在一定的温度和压力条件下，乙炔会分解生成碳黑和氢气，反应释放大量热能，会导致爆炸发生。乙炔还能在一定条件下聚合生成链状或环状结构的有机化合物，如在400℃~500℃下，可以特殊性聚合反应生成苯。乙炔聚合时会放热，温度越高，聚合速度越快，热量的积聚会进一步加速聚合，同时发生聚合物分解，最终引起爆炸。

    回火是使用乙炔气割枪进行气割作业时最容易发生的事故类型之一，是乙炔气体火焰进入割枪喷嘴内逆向燃烧的现象，特征是火焰突然熄灭，割枪内发出急速的“嘶嘶”声。在使用乙炔气割枪进行切割的过程中，如果操作不当，很可能发生回火事故，轻则损坏设备工具，重则可能发生爆炸，威胁操作人员的生命安全。回火引起的事故存在很大的隐蔽性，往往不容易找出事故发生的确切原因。笔者结合多年来在船舶企业安全管理一线的工作经验，对造成乙炔割枪回火的原因进行分析，并提出回火的预防措施。

一、乙炔割枪回火

    回火有逆火和回烧两种形式：逆火是火焰向割嘴孔逆行，并且瞬时自行熄灭，同时伴有爆鸣声，也称爆鸣回火；回烧是火焰向割嘴逆行，并继续向混合室和可燃气体管路燃烧，这种回火可能烧毁割枪、管路，也称倒袭回火。

    乙炔回火十分危险，回火进入割枪，可将割枪烧损；回火进入气体软管，可导致软管烧损或爆裂；回火可经燃气分配器串至同一分配器上相连的其他割枪；严重回火可冲击主管回火器，至其破损，燃烧进入主管网，直至对供气端的气瓶产生威胁。气体汇流排

二、割枪回火形成原因

导致乙炔割枪回火的原因主要有以下5种：

    1. 割嘴过分接近加热点

如用割嘴清除熔渣等做法，会造成割嘴附近的压力增大，使混合气体难以流出，喷射速度变慢。

    2. 割嘴过热，混合气体受热膨胀

如割嘴温度超过400℃，一部分混合气体来不及流出喷嘴，就在割嘴内部燃烧，并发出“啪啪”的爆炸声。

    3. 割嘴被金属飞溅熔化物堵塞

枪内气体通道被固体炭质颗粒堵塞，使混合气难心外流，在割枪内燃烧爆炸。

    4. 乙炔气压过小

供气压力减小，软管受压、弯折或破损漏气，氧气压过大，氧气容易进入乙炔系统，在熄火的瞬间，往往因氧气或空气进入割枪的乙炔管，引起爆炸。

    5. 割枪阀门不严密或其内部结构破坏

    造成氧气倒回乙炔管道，形成可燃的混合气体，点火时即发生回火爆炸，这种情况危险性最大。

三、割枪的正确使用方法

    1. 使用前检查

    一般割枪为射吸式结构，正常使用时，氧气由射吸喷嘴喷出，进入气体混合腔，在射吸作用下吸入乙炔气并与其混合，混合气体经混合管流出。在割枪使用前，需检查供气是否正常、本体是否漏气、喷嘴是否堵塞，特别要对射吸性能进行检查确认。检查射吸性能的方法是，卸下软管，接通氧气，打开氧气阀和乙炔阀，用手指接近乙炔进气口，应感到有明显的吸力。

    射吸喷嘴脱落或射吸喷嘴与氧供气管连接处有间隙(割枪摔落或敲击物件后容易引起这样的缺陷)都会破坏射吸性能，致使压力较高的氧气进入乙炔气路，因此，一定要保证割枪内的射吸结构完好。应根据割枪及所配割嘴的型号，恰当地调节氧气阀，控制供氧压力和流量，如果助燃氧气供给过大，来不及从混合气管排出，就会从割枪内部反流入乙炔系统。另外，过大的氧气压力和氧气流量也会使加热效率和速度有所降低。

    以常用的乙炔射吸割枪G01-100为例，通常使用2^#割嘴，对应的氧气工作压力应为0.4MPa。如果氧供气压力过高，那么，氧气阀在从小到大的调节过程中，会出现射吸性能由弱变强，继而再变弱的变化，甚至从乙炔进气口排出氧气。气瓶检测设备

    2. 点火源选择

    割枪点火应使用摩擦打火机、固定的点火器或其他适宜的火种，注意避免战火瞬间火焰伤手。禁止用焊接火源点燃割枪，因为焊接火源实际上是熔融的金属或无固定方向飞溅的高温铁质颗粒，极易造成割嘴堵塞或铁质颗粒溅入割嘴内，混合气体在割嘴内部即开始燃烧引发回火。

    3. 点火开阀次序

    割枪点火通常有两种方法，先开乙炔阀、后点火、再开氧气阀，或者先开氧气阀、后开乙炔阀、再点火，各自的优缺点比较见表1。

表1   两种割枪点火方式的优缺点比较

通过以上比较我们知道，对于经验不足者，为安全起见，建议采用第1种方法；有一定经验者，或在狭小作业空间，通风不良而有多把割枪同时作业时，为改善环境卫生条件，可按第2种方法开阀点火。两种方法操作时，预热氧阀门旋动均应缓慢进行，如果太快，割枪内的射吸力会骤然加强，使乙炔供应量跟不上，从而造成回火。

工作结束熄灭火焰时，割枪应先关闭氧气源，再依次关闭乙炔、预热氧。

四、异常情况处理

1. 一般回火的处理

    当割枪发生回火时，应立即关闭乙炔阀，然后关闭预热氧气阀，尽可能缩短操作时间，动作连贯。如果熟练，可以同时完成操作。如果乙炔阀关闭速度过慢，割枪内的回火燃烧可能越过阀门进入气体软管，甚至延到乙炔分配器和与分配器相连的其他割枪；如果氧气阀关闭速度过慢，割枪内的积炭会在富氧的情况下继续燃烧，直至枪管被烧红损坏，或者回火扩散至氧气软管，致使氧气软管内壁在富氧状态下燃烧引发爆炸。

    回火熄灭后，将割枪放入水中冷却或待割枪管体不烫手后，打开氧气阀吹扫割枪内的烟灰，查出回火原因并解决后再点火使用。

2. 严重回火的处理

如果发生以下异常情况，必须立即停止作业，不得自行简单处理。

(1)割枪严重回火，割枪软管发生燃爆。

(2)点火不正常，可燃气阀开启后无气流或有气体但点不着(有可能是氧气串入可燃气管路)。

(3)割枪使用过程中气体火焰变小或熄灭，但检查割枪及软管状态正常(无碾压、扭结、破裂等现象)。

(4)割枪软管被点燃着火。

(5)其他无法准确判断处置的非正常情况。

    发生以上情况，应及时向有关管理部门报告处置。如果发生严重回火或持续点火引发多次回火，燃爆会冲击乙炔气管路上的回火防止器，造成其失效，系统的整体安全性降低；如果乙炔主管路内混入氧气，一旦点火会导致整个管网系统燃爆。供气部门应根据具体异常情况进行分析和对气体管网进行检查，采取相应的对策。

  乙炔割枪使用中，很难完全杜决回火发生，但作业者只要了解回火发生的起因，养成良好的作业习惯，严格遵守相应的操作规程，异常情况时采取恰当的处置方法，回火的发生及带来的危险是可以大大降低的。