气瓶基础知识

第一章  气瓶的基本概念

 第一节 气瓶的定义和范围

      气瓶属于移动式的可重复充装的压力容器 ，因它在使用上存在一些特殊问题，所以要保证安全使用，除了要求它符合压力容器的一般要求外，还需要有一些特殊要求。为了区别起见，一般把容积不超过1000升（常用的为35~60升），用于储存和运输永久气体、液化气体、溶解气体或吸附气体的瓶式金属或非金属密闭容器叫做气瓶。

        对于不作储存和运输上述气体而用做压力容器的瓶式容器都不算是气瓶，而算是压力容器。

        《条例》中气瓶的含义：盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa·L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶。

        《气瓶安全监察规程》对于气瓶的适用范围：适用于正常环境温度（-40~60 ℃）下使用的、公称工作压力为1.0~30MPa（表压，下同）、公称容积为0.4~3000L、盛装永久气体、液化气体或混合气体的无缝、焊接和特种气瓶。（“特种气瓶”指车用气瓶、低温绝热气瓶、纤维缠绕气瓶和非重复充装气瓶等，其中低温绝热气瓶的公称工作压力的下限为0.2MPa）。

      《溶解乙炔气瓶安全监察规程》的适用范围：适用于钢质瓶体内装有多孔填料和溶剂，可重复充装乙炔气的移动式乙炔瓶。

第二节  气瓶的分类

一、按构造分类（共分为五类）

        1、无缝气瓶

        1）通用的无缝气瓶的形式为：筒体呈圆柱形，一端为凸形、凹形或H形的瓶底，而另一端为带颈的球形瓶肩。在瓶颈上面有一个带锥形螺纹的瓶口，用来装配瓶阀。

        常用的瓶体形式有：1）凹形底；2）凸形带底座；3）凸形底；4）H形底；5）无底双口形。

      对于凸形底、容积大于或等于12升的气瓶，为了使其能直立于地面上，通常装有一个筒状或四角状的底座。底座的套装和尺寸要求：它是在赤热状态下套装在气瓶上的，其接地平面与瓶底凸面的最高点间的距离，按标准要求不应小于10mm。

        在容积等于或大于5升的盛装永久气体和液化气体的气瓶上，为安装保护瓶阀用的瓶帽或保护罩，在瓶颈的外侧套有一个带外螺纹的颈圈。

        瓶帽分为固定式和可卸式两种。

        2）大直径、大容积、高压的气瓶一般为两端开口形，安装有安全装置、装卸系统和排污系统。目前大容积（80升以上）的高压 无缝气瓶尚无专门的国家标准和行业标准。制造上述气瓶的单位只能起草相应的企业标准。

　　2、焊接气瓶

    焊接气瓶有两块结构式和三块结构式两种。两块结构式是用两个直边很长的封头焊制成的，有的有筒体，有的无筒体。三块结构式的焊接气瓶，其圆筒形筒体是用钢板冷卷经焊接成型，两端分别焊有热旋压成型的椭圆形封头。

     焊接气瓶的装卸和安全装置：焊接气瓶的上封头顶部开孔焊有两个装配瓶阀的阀座。两个瓶阀一个接气相，一个接液相。焊接气瓶的阀座外侧车有螺纹，，以便装配阀帽。有的外螺纹不是在阀座上直接车出来的，而是套一个带外螺纹的环，以便装配阀帽。瓶内的气相导管和液相导管分别焊于阀座的锥螺纹下端，末端分别指向瓶顶和瓶底。

     为使焊接气瓶直立和保护瓶阀，在下封头和上封头分别焊有底座和护罩（小型焊接气瓶的护罩是用螺栓固定在瓶耳上，如民用液化气瓶），这些都是用钢板卷制的。在底座和护罩与瓶体封头交接处，均留有缺口，以便排除潮气和积水，同时还可以作为吊孔提吊。

     三块结构的焊接气瓶筒体和封头的连接环焊缝一般内部带有垫板。也有筒体收口作为垫板形式的。焊接气瓶的上下封头上分别焊有易熔塞，当然有毒介质安装的是螺塞，不带易熔合金。   

3、溶解乙炔气瓶

     溶解乙炔气瓶的外形与上述无缝气瓶和焊接气瓶基本相同，不同的是溶解乙炔气瓶的内部不是中空的，而是装有溶解和分散乙炔用的溶剂和多孔性填料。

      我国常用和常见的溶解乙炔气瓶，大都是采用无缝结构的，瓶体上不装易熔合金塞。美、日、澳大利亚、韩国等国制造的溶解乙炔气瓶，都是采用焊接结构的。在焊接结构的溶解乙炔气瓶上，都装有易熔合金塞。

      溶解乙炔气瓶内充填溶剂和多孔性填料的目的是在一定条件下，阻止乙炔发生分解作用，以保障溶解乙炔气瓶安全运输。

      用于溶解乙炔气瓶内的溶剂，目前在工业上实用的有丙酮和二甲替酰胺两种。这两种溶剂在乙炔溶解量以及溶解乙炔后阻爆性能等方面均相仿。二甲替酰胺与丙酮比较，虽然具有沸点高、蒸汽压低、蒸发速度慢等优点，但在溶解乙炔气瓶内易受碱性多孔物和乙炔中微量水以及硫化氢等酸性物质作用而分解变质。它的毒性虽然不高，但对呼吸道和皮肤的刺激性较强，且又易通过皮肤引起中毒。另外，在价格上又高于丙酮，所以至今尚未被广泛使用。溶解乙炔气瓶内的多孔性填料具有毛细管作用，能够均匀潴留溶剂，以使充入瓶内的乙炔溶解于溶剂并均匀的分散在其中。

      目前使用的多孔性填料为固态的具有体积密度小、抗压强度高、气体穿透性好和化学性能稳定的硅酸钙。这种硅酸钙固型多孔性填料具有孔隙率大、轻质、抗震、耐火、阻火、耐久以及不与乙炔、溶剂和气瓶发生化学反应等优点。

4、吸附气瓶

      吸附气瓶又称固态高纯储氢气瓶。通常情况下，氢气是以压缩状态或深冷液化状态储运的。吸附气瓶的组成：主要由外壳、填料（吸附剂）、热交换器和瓶阀组件组成。

      虽然吸附气瓶内有填料，但和溶解乙炔气瓶有所不同。后者是溶解在丙酮中扩散到多孔物填料空隙内，这是一个物理溶解的过程，而吸附气瓶是一个化学吸附过程，所以，才有吸附气瓶与溶解气瓶之分 。固态储运氢气在压力、重量、体积、节能和安全性方面，都优于压缩状态和深冷液化状态储运氢气。

        1）压力低

        吸附气瓶的公称工作压力为4MPa；压缩氢气瓶的公称工作压力为15、20、30MPa。

        2）重量轻、容积小、储量大。

        3）气体纯度高。

        4）气体纯度高。

        5）安全、经济

5、玻璃钢气瓶

     玻璃钢气瓶是以无碱玻璃纤维为增强材料，环氧—酚醛树脂为粘接剂，采用铝内衬机械缠绕成型的气瓶。玻璃钢集中了玻璃纤维和合成树脂的优点，具有重量轻、强度高、耐腐蚀和成型工艺简单等优异特性。玻璃钢气瓶的重量较同容积同压力的钢质无缝气瓶轻50%左右。

二、气瓶按压力和容积分类

1、气瓶和常规压力容器不同，取消了“设计压力”的概念，而采用“公称工作压力”的概念。

      公称工作压力对永久气瓶是指在基准温度时（一般为20℃）所盛装气体的限定充装压力，对液化气体气瓶是指在最高使用温度时（60 ℃)瓶内压力的限定值。

气瓶的工作压力与公称工作压力的含义是不同的。国家气瓶标准是采用气瓶试验压力设计。

如：试验压力Ph=1.5×150=225kgf/cm2   （150为20 ℃时的工作压力），其最高工作压力（即允许达到的最高压力）为：0.8 Ph=0.8 ×225=180kgf/ cm2。此压力即为公称工作压力。

2、气瓶按压力分类