(1)液氢危险的性质。
1)由于液氢低温引起的危险性。液氢沸点低、易气化会引起超压危险。液氢中的固态气体杂质会破坏有关设备的正常工作(如阀门卡住、管路堵塞)。液氢中存在固态氧、固态空气,极易引起爆炸。液氢溅到皮肤上会引起冻伤。
2)易燃易爆危险性。氢与空气混合物的点火能量小,燃速高,在一定条件下易引起爆轰。氢与空气(氧或其他氧化剂)可燃混合物的燃烧速度高,在封闭、半封闭条件下爆燃可转化为爆轰或爆炸。在非封闭条件下,需要有很大能量的点火源才会引起爆轰。氢火焰的灭火距离很小,只有0. 57mm,因此氢火焰有很强的穿透能力。
3)由于易泄漏和扩散引起的危险。液氢的黏度小,易泄漏,其泄漏速度比烃类燃料大100倍,比水大50倍,比液氮大10倍。氢气的泄漏速度比空气大2倍。
氢气的扩散速度比空气大3.8倍。漏出的液氢会很快蒸发形成易燃易爆的混合物。与此同时,这种易放易爆混合物消放得也很快,例如,溢出500加仑(1加仑=4.546dm³)液氢,1 min
后就扩散成为不可燃的混合物。
(2)氢一氧的爆轰效应氢一氧可燃混合物爆轰会产生冲击波,其破坏能力取决于冲击波升起的超压大小和持续时间长短。超压可由冲击波本身的峰压、动压或反射压力等引起。
氢一氧(空气)可燃混合物爆轰的TNT当量系数可用表8-6近似确定。混合物的总量乘以
表中的系数,即可求出对应的TNT当量。应当指出,这种计算方法是很不准确的,因为爆轰当量和爆轰特性、混合物的状况、封闭情况等关系极大。
冲击波对建筑物和人员的作用如下:
木结构和砖石结构的建筑物,在分别受到170~230mbar (17~23kPa)和300~330mbar(30~33kPa)峰值超压作用时,会发生中等程度到断裂性的破坏。这里所说中等程度的破坏是指对承载结构做较大修复后刁能使用,断裂性的破坏是指要对建筑物重新构筑以后才能使用的破坏。
薄的或安装不佳的玻璃窗在10mhar (1 kPa)超压作用下会破碎。35mbar (3. 5kPa)超压作用会使大部分玻璃窗破碎。
350mbar (35kPa)超压作用会使人的耳膜破裂;2.5~3.5 bar (250~350kPa)超压的致死率为1%,3.9~4.6bar (390~46O k Pa)超压的致死率为99%。
峰流超压为200mbar (20kPa)的冲击波风会吹走站立着的人。
(3)液氢安全操作在操作使用前应当对系统及设备检漏,对系统进行吹除、置换,清除系统中的气体和固体杂质。
在使用中应当对容器、管路、阀件进行正确的维护、保养,容器要定期排空,清除其中的气体和固体杂质。为了检查真空夹层的密封性,在排出容器中的低温液体并回温后,检查夹层的真空度,夹层真空度应高于5 bar。管路、阀门在使用前应检漏,使用后应清理。
液氢操作必须遵守防漏、通风和防火三原则。
在危险区,任何热表面的温度不应高于450℃,如果进行焊接、切割等动火的工作,现场必须无氢气。不允许吸烟、带火柴或打火机。采用防爆或无火花的电气设备。对于非防爆的电气设备可采用把设备封闭在箱中,箱中充以微压惰性气体,阻止可燃气体进入箱内;把设备埋设在防护材料(油或粉末)中;把设备罩在火焰消除器中,消除器能有效地防止火焰向外传播等防爆措施。所有电气设备应防雷、接地。
操作人员不许穿着易产生静电的工作服(如化纤工作服)。参加操作的人员应尽量少,但不应少于两人,操作应按规定的程序进行。