氧气（液氧）储存充装过程中的危险、有害因素和防范措施

陈 鹏，罗丽勤

（1.北京航天试验技术研究所，北京 100074；2.中国航天空气动力技术研究院，北京 100074）

氧气（液氧）在诸多领域中被广泛使用，尤其是工业、医疗等方面的地位更是凸显。随着我国经济的跨越式发展，氧气（液氧）需要通过不同的方式进行储存、充装和运输，由于氧气（液氧）是易燃物质，在整个的过程中都充满了危险性，应用的范围越是广泛则危险的范围也就越大。本文主要针对氧气（液氧）的储存和存放等方面进行浅析。

1 氧气（液氧）的危险性及有害因素分析

危险是指对于人或其他物体造成的伤害，这种伤害可能是瞬间的，也可能是一种长期性的，针对于人体的安全性威胁就是可能导致人体受到物理或化学的损伤。氧气（液氧）的危险性和有害因素，一般都是指氧气（液氧）可能发生的化学变化、物理攻击、又或促成了环境的突变或打击，以此影响了人体生理健康。氧气的储存和充装主要有两种形式，即气态氧气和液态氧气，两者可以互相转换，在其存储和充装的过程中可能存在的安全性风险包含以下几种。

1.1 易燃性和氧化性

氧气（液氧）本身是助燃物质，是可燃物质燃烧的必要条件，因此它可以氧化大多数物质，并与其他可燃性气体形成混合物产生爆炸。氧气、可燃物、明火三者一旦相遇就会发生燃烧，所以在氧气（液氧）的存储和充装过程中要注意可燃条件的促成与预防[1]。

1.2 富氧中毒

氧气是人类以及动植物生存的必需品，但是对于氧气的需求并非越多越好，当氧气达到一定的浓度就会造成身体的损伤。例如当环境中氧气比例超过了40%，就会发生氧中毒现象，氧气浓度在40%～60%，人首先感觉胸闷咳嗽、呼吸有灼烧感，随着时间的推移而加剧，最后会得并发症，例如肺水肿和呼吸窘迫综合征。

1.3 低温冻伤

氧气（液氧）需要在低温下储存和充装，常压时温度为182～183℃，当出现氧气（液氧）泄漏时，氧气会迅速从液态转化成气态，从而带走大量热量，使得周围温度快速下降，这个时候如果人在附近，就会对人体造成冻伤，尤其是眼睛与皮肤较为脆弱的部位[2]。

1.4 静电反应

氧气（液氧）被存储在金属罐当中，当氧气从喷扣处流出时，气体与金属之间产生摩擦从而诱发静电的产生，当周围环境干燥，而且氧气中夹杂着金属尘埃，静电的电位差甚至可以达到6000～7000V。针对这样的氧气（液氧）存储特性，需要对金属储存罐管道和喷口处设置防静电装置或接地装置，以防止静电产生的火花。

1.5 氧气管道检修

如果输送氧气（液氧）的管道出现问题，检修之前必须要进行气体置换，可以使用氮气或空气，防止纯氧在电焊、金属摩擦时候发生火灾或者爆炸，利用惰性气体置换可以防止火花的产生。

1.6 管道变形或损坏

输送氧气（液氧）的管道在自然环境下可能发生腐蚀，又或者在外力的作用下产生变形，长时间的使用加上热胀冷缩的作用让管道的强度降低，由此发生的管道破裂就会泄漏氧气，在管道外环境遇到明火，则后果不堪设想。

1.7 充装过程的危险

氧气（液氧）槽车与低温氧气罐的连接需要有一个快速充装接头来完成，这个环节由于氧气（液氧）压力较大，可能造成连接头部分的松动或脱落，连接不紧密就会形成氧气泄漏，出现明火或撞击静电，都能引起氧气的燃烧和爆炸。

1.8 氧气（液氧）设备带有缺陷

如果储存氧气的设备本身具有一定的缺陷，例如材质本身、结构搭配、功能缺陷等，这样的设备在储存氧气的时候可能抗压强度达不到标准，容易造成氧气泄漏。

1.9 维护保养不当

所有的设备或者储存装置在使用过程中都会有疲劳期或损伤点，氧气在充装过程中由于气体的流动会对装置产生震动效应，不均衡的压力和震动会让设备受到撞击产生功能退化，甚至是腐蚀和破损，因此日常的保养维修、检测维护就非常重要。如果保养维护不当，就可能造成设备漏氧现象，氧气泄漏不仅可能造成燃烧和爆炸，也可能在密闭空间形成富氧。

2 氧气（液氧）储存，充装过程中的危险防范措施

氧气（液氧）作为重要的危险性物品，在储存和充装过程中必须要加强安全性的防范，避免安全事故发生，在使用过程中要有充分的安全措施和保障。

2.1 设计满足要求

氧气（液氧）的储存和充装厂房或机构在设计上就要考虑安全性的问题，并严格按照国家的法律法规进行设计，委托具有相关资质的设计单位进行总体规划，并要满足相关的消防验收、卫生安全要求。

2.2 建筑符合要求

氧气（液氧）的储存和充装要在符合规定的建筑物和结构物中进行，不能露天作业，同时建筑物要拥有符合要求的消防通道、防火措施、人流逃生通道等，以及满足预防火灾的必备建筑需求。

2.3 低温液氧的储存

低温液氧是氧气液化后的物质，氧气浓度大、单位体积内含氧量多、具有流动性特点，往往需要大体积的储罐进行低温封存。这种低温储罐要有固定的基础，基础需要采用钢柱埋地施工方法，并用混凝土浇筑，同时低温储氧罐要使用地埋螺栓进行顶固，在储氧罐周边设施防护网或防护栏杆，防止其受到外界因素影响，特别是外力撞击等[3]。

2.4 严禁油脂

由于储存和充装氧气（液氧）的设备和罐体是金属材质，为了零部件的使用和拆装，会使用油或油脂类润滑液体，但是这样的做法非常危险，要对设备、罐体、管道等重点部位进行脱油清洗，防止氧气与油脂燃烧产生危险。

2.5 安全放空措施

低温储氧罐在使用之后处于闲置状态，但是里面的氧气可能不会被完全放空，余存氧气很可能造成危险性，因此要对每一个低温储氧罐进行放空处理，建议采用放空管道，将其设置在高于储氧罐4m 以上的室外，周边不能有高温、明火。氧气放空会有声波震动产生噪音，所以还要在放空口出安装消音器，防止噪声污染[4]。

2.6 预防超压

氧气需要在低温和高压状态下才能成为液体，这也就造成了罐体、管道、阀门等部位内部的高压，因此有必要在储存和重装的过程中安装预防超压的装置，以保持设备的良好运行状态，并要对压力安全阀定期检查，防止压力过高损坏，同时也要注意报警系统的日常维护与检修，保证设备的运行平稳。

2.7 充装报警装置

氧气（液氧）在充装过程中要有超压报警装置，以环境气温20℃为标准进行压力设置，充装过程中不能超过允许压力值，如果充装过程中超过压力红线的行为，超压装置要有切断气体来源的联动措施，防止气体压力过高造成的危险。

2.8 储氧罐的安全装置

储氧罐在放置过程中可能遭受外界环境的静电、外力、以及雷击作用，这样就会让储氧罐处于危险之中。要在储氧罐上设置接地导线，并在装卸氧气罐的位置设置接地栓卡，保证储氧罐的安全。

2.9 氧气管道的除静电装置

氧气（液氧）在储存、充装、运输等过程都需要管道进行辅助，但是氧气在流通时会与金属管道产生摩擦，在有明火或者高温状态下就容易燃烧爆炸，所以应在管道内部安全装除静电装置，以降低氧气与金属管道造成摩擦的危险性。

3 结语

综上所述，随着社会的发展与进步，氧气（液氧）将被应用在越来越多的领域和行业当中，因此氧气（液氧）的存储与充装过程中的风险系数也会增大。只有秉承着科学严谨的态度，更多的基于实际情况探寻降低风险的方法，在涉及到氧气（液氧）的存储与充装方面，加强设计、注重设备的使用、监管等环节、注重验收和安装过程，同时也鼓励相关从业人员在工作中发现可进行完善和优化的地方提出建议或意见，为可能发生的安全问题提供更好的解决办法和应对措施，全方位、多角度地提升氧气（液氧）储存与充装的安全性能。