[科普中国]-气瓶

气瓶是指在正常环境下（-40~60℃）可重复充气使用，公称工作压力为1.0~30MPa（表压），公称容积为0.4～1 000 L的盛装永久性气体、液化气体或溶解气体的移动式压力容器。1

简述气瓶是指在正常环境温度（-40～60℃）下可重复充气使用的，公称工作压力大于或等于0.2 MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或等于1.0 MPa·L的盛装气体、液化气体和标准沸点等于或低于60℃的液体的移动式压力容器。气瓶应用非常广泛，无论是在生产领域，还是在生活领域，几乎都离不开气瓶。

气瓶是一种承压设备，具有爆炸危险，且其承装介质一般具有易燃、易爆、有毒、强腐蚀等性质，使用环境又因其移动、重复充装、操作使用人员不固定和使用环境变化的特点，比其他压力容器更为复杂、恶劣。气瓶一旦发生爆炸或泄漏，往往发生火灾或中毒，甚至引起灾难性事故，带来严重的财产损失、人员伤亡和环境污染。

要保证气瓶的安全使用，除了要求它符合压力容器的一般要求外，还需要有一些专门的规定和要求。2

分类一、按制造方法分类

按制造方法，气瓶可分为以下四类。

(1)焊接气瓶

焊接气瓶由用薄钢板卷焊的圆柱形筒体和两端的封头组焊而成。焊接气瓶多用于盛装低压液化气体，例如液化二氧化硫等。

(2)管制气瓶

管制气瓶是用无缝钢管制成的无缝气瓶。它两端的封头是将钢管加热放在专用机床上通过旋压或挤压等方式收口成形的。

(3)冲拔拉伸制气瓶

它是将钢锭加热后先冲压出凹形封头，后经过拉拔制成敞口的瓶坯，再按照管制气瓶的方法制成顶封头及接口管等。

(4)缠绕式气瓶

此气瓶是由铝制的内筒和内筒外面缠绕一定厚度的无碱玻璃纤维构成的。铝制内筒的作用是保证气瓶的气密性。气瓶的承压强度依靠内筒外面缠绕成一体的玻璃纤维壳壁（用环氧酚醛树脂等作为黏结剂）。壳体纤维材料容易“老化”，所以使用寿命一般不如钢制气瓶。

二、按盛装介质的物理状态分类

气瓶可按盛装介质的物理状态分为以下三类。

(1)永久性气体气瓶

临界温度低于-10℃的气体称为永久性气体，盛装永久性气体的气瓶称为永久性气体气瓶。例如盛装氧气、氮气、空气、一氧化碳及惰性气体等的气瓶均属此类。其常用标准压力系列为15 MPa、20 MPa、30 MPa。

(2)液化气体气瓶

临界温度等于或高于-10℃的各种气体，它们在常温、常压下呈气态，而经加压和降温后变为液体。在这些气体中，有的临界温度较高（高于70℃），如硫化氢、氨、丙烷、液化石油气等，称为高临界温度液化气体，也称为低压液化气体。储存这些气体的气瓶为低压液化气体气瓶。在环境温度下，低压液化气体始终处于气液两相共存状态，其气相的压力是相应温度下该气体的饱和蒸气压。按最高工作温度为60℃考虑，所有高临界温度液化气体的饱和蒸气压均在5 MPa以下，所以，这类气体可用低压气瓶充装。其标准压力系列为1.0 MPa、1.6 MPa、2.0 MPa、3.0 MPa、5.0 MPa。

(3)溶解气体气瓶

这种气瓶是专门用于盛装乙炔的气瓶。由于乙炔气体极不稳定，特别是在高压下，很容易聚合或分解，液化后的乙炔稍有振动即会引起爆炸，所以不能以压缩气体状态充装，必须把乙炔溶解在溶剂（常用丙酮）中，并在内部充满多孔物质（如硅酸钙多孔物质等）作为吸收剂。溶解气体气瓶的最高工作压力一般不超过3.0 MPa，其安全问题具有特殊性，如乙炔气瓶内的丙酮喷出，会引起乙炔气瓶带静电，造成燃烧、爆炸、丙酮消耗量增加等危害。1

参数(1)气瓶公称工作压力

对于盛装永久气体的气瓶，公称工作压力是指在基准温度时（一般为20℃）所盛装气体的限定充装压力。对于盛装液化气体的气瓶，公称工作压力是指温度为60℃时瓶内气体压力的上限值。

根据《气瓶安全监察规程》（质技监局锅发[2000]250号）的规定，气瓶的公称工作压力已经系列化。盛装高压液化气体的气瓶，其公称工作压力不得小于8MPa。盛装有毒和剧毒危害的液化气体的气瓶，其公称工作压力的选用应适当提高。

(2)水压试验压力、设计压力与许用压力

钢质气瓶的水压试验压力是检验气瓶强度的耐压试验压力，根据《钢质无缝气瓶》（GB 5099-1994）、《钢质焊接气瓶》（GB 5100-2011）的规定，钢瓶的水压试验压力为公称工作压力的1.5倍。

钢质气瓶的设计压力是用于设计计算瓶体壁厚的压力，设计压力的大小等于水压试验压力。

气瓶许用压力是允许气瓶承受的最高压力，它应不小于瓶内介质60℃时的介质压力。钢质气瓶的许用压力不得超过水压试验压力的0.8倍。

(3)气瓶的公称容积

气瓶的公称容积是指气瓶规程和标准规定的气瓶容积的分级系列，公称容积和公称工作压力一样是一个名义值，而不是准确的实际值。为安全计，气瓶的实际容积必须大于公称容积，允差为+5%。可见，公称容积虽是一个称谓的名义值，但限制得很严格，不能随便称呼。比如公称容积为40L的无缝气瓶，其实际容积应在40L至42L之间。

为了便于管理，我国将气瓶的公称容积划分为大、中、小三类：12L（含12L）以下为小容积，12L以上至100L（含100L）为中容积，100L以上为大容积。

钢质无缝气瓶的容积，以40L气瓶为最常见，但也有小到0.4L大到80L的。

钢质焊接气瓶的容积，作为溶解乙炔钢瓶，以40L钢瓶最为普遍，液氨与液氯气瓶以800L和400L最为普及。因为按液氯1.25 kg/L的充装系数计算，它们的介质质量正好为1 t和0.5t。

液化石油气钢瓶的容积，以35.5L用量最多。因为以0.42 kg/L充装系数计算，此类气瓶正好充装15kg液化石油气，是一般家庭一个月的消耗量。

(4)气瓶的最高使用温度与最低使用温度

气瓶的最高使用温度是指气瓶在充装气体以后，可能达到的最高温度。根据《钢质无缝气瓶》(GB 5099-1994)、《钢质焊接气瓶》（GB 5100-2011）及《气瓶安全监察规程》的规定，60℃为气瓶的最高使用温度，-40℃为气瓶的最低使用温度。

(5)气瓶的颜色

《气瓶颜色》（GB 7144-1999）对气瓶颜色作了明确规定。例如：乙炔气瓶为白色、氮气瓶为黑色、氧气瓶为淡蓝色、氨气瓶为淡黄色、二氧化碳气瓶为铝白色，等等。3

充装气瓶的正确充装是保证气瓶安全使用的关键之一。充装不当，如气体混装、超量充装都是危险的。

气体混装是指同一气瓶装入两种气体或液化气体。最常见的混装现象是氧气等助燃气体与可燃气体混装，如原来充装可燃气(如氢、甲烷等)的气瓶，未经过置换、清洗等处理，并且瓶内还有余气，又用来充装氧气。若此两种介质在适宜的条件下发生化学反应，将会造成严重的爆炸事故。因此，绝不允许气体混装。

超装也是气瓶破裂爆炸的常见原因。充装过量的气瓶受到周围环境温度的影响，尤其是在夏天，气瓶内的液化气体因升温体积迅速膨胀，使瓶内压力急剧增大，造成气瓶破裂爆炸。

为防止气瓶超装，应做好以下方面的工作。充装工作应由专人负责，充装人员应定期接受安全教育和考核；充装人员应认真操作，不得擅自离岗，同时注意抽空余液，核实瓶重。用于液化气体灌装的称量器具至少每3个月校验1次，所用称量器具的最大称量值为常用量值的1.5~3倍。按瓶立卡，认真记录。灌装钢瓶应有专人负责重复过磅。装置自动计量设备的，超量能自动报警并切断阀门。1

安全使用防止气瓶受热。使用中的气瓶不应放在烈日下暴晒，不要靠近火源及高温区，距明火不应小于10 m；不得用高压蒸汽直接喷吹气瓶；禁止用热水解冻及明火烘烤，严禁用温度超过40℃的热源对气瓶加热。

气瓶立放时应采取防止倾倒的措施；开阀时要慢慢开启，防止附件升压快产生高温；对可燃气体的气瓶，不能用钢制工具等敲击钢瓶，防止产生火花；氧气瓶的瓶阀及其附件不得沾油脂，手或手套上沾有油污后，不得操作氧气瓶。

气瓶使用到最后应留有余气，主要用以防止混入其他气体或杂质而造成事故。气瓶用于有可能产生回流(倒灌)的场合，必须有防止倒灌的装置，如单向阀、止回阀、缓冲罐等。液化石油气气瓶内的残余油气，应用有安全措施的设施回收，不得自行处理。

加强气瓶的维护。气瓶外壁的油漆层既能防腐，又是识别的标志，可防止误用和混装，要保持好漆面的完整和标志的清晰。瓶内混进水分会加速气瓶内壁的腐蚀，在充装前一定要对气瓶进行干燥处理。气瓶使用单位不得自行改变充装气体的品种、擅自更换气瓶的颜色标志。确实需要更换时应提出申请，由气瓶检验单位负责对气瓶进行改装。负责改装的单位根据气瓶制造钢印标志和安全状况，确定气瓶是否适合于所要换装的气体。改装时，应对气瓶的内部进行彻底清理、检验、打钢印和涂检验标志，换装相应的附件，更换改装气体的字样、色环和颜色。1

定期检查对各类气瓶的检验周期有如下规定。

①盛装腐蚀性气体的气瓶，每2年检验1次。

②盛装一般气体的气瓶，每3年检验1次。

③液化石油气瓶，使用未超过20年的，每5年检验1次；超过20年的，每2年检验1次。

④盛装惰性气体的钢瓶，每5年检验1次。

⑤低温绝热气瓶，每3年检验1次。

⑥车用液化石油气钢瓶每5年检验1次，车用压缩天然气钢瓶每3年检验1次。汽车报废时，车用气瓶在使用过程中发现有严重腐蚀、损伤或对其安全可靠性有怀疑的，应提前进行检验。库存和停用时间超过一个检验周期的气瓶，启用前进行检验。1

本词条内容贡献者为:

何星 - 副教授 - 上海交通大学