实验室安全必修课(上: 气体篇)
实验室是科研创新的核心阵地,而气体作为实验中不可或缺的能源和介质,其安全使用直接关系到人员安全和实验成败。本文由费尔曼安全科技有限公司整理,围绕实验室常用四大类气体—— 燃气类、助燃类、保护类、标准类 ——从气体特性、安全规范、存放管理到应急处理进行全面解析,助您筑牢实验室用气安全防线!
燃气类气体:易燃易爆,严控风险
气 体 知 识
甲烷(CH₄)
特性:天然气主要成分,无色无味,爆炸极限5%-15%,密度小于空气,易积聚在通风不良区域。
危险性:遇明火或高温易爆炸,泄漏后可能引发“气云爆炸”。
丙烷(C₃H₈)
特性:液化石油气(LPG)主要成分,易燃且密度大于空气,泄漏后易在地面扩散。
危险性:与空气混合浓度达2.1%-9.5%时遇火源爆炸。
液化石油气(LPG)
特性:含丙烷、丁烷等,液态时压力高(约815MPa),气化后体积膨胀250倍。
危险性:钢瓶超压或高温易引发物理爆炸。
氢气(H₂)
特性:爆炸极限4%-75%(体积比),扩散速度极快,最小点火能仅0.019mJ。
危险性:与氧气混合易形成爆炸性混合物,静电火花即可引燃。
用气安全规范
使用前检查:确认管道无泄漏(可用肥皂水检测),阀门、接口完好无锈蚀。
操作禁忌:
禁止明火靠近,远离热源(如烘箱、马弗炉);
使用防爆电器(如Exd认证设备),避免电火花;
氢气管道需静电接地,流速控制在≤12m/s。
设备维护:定期更换老化软管(每18个月),减压阀需专业校准(误差≤±2%)。
存放管理
独立存放:燃气瓶需存放于专用气瓶柜(通风率≥10次/h),远离氧化剂、可燃物。
固定防倾倒:钢瓶需用链条或支架固定,直立放置,严禁卧倒或倒置。
标识管理:瓶身贴有“易燃”“爆炸品”警示标签,标明充装日期和下次检验日期。
注意事项
禁止行为:私拉乱接管线、超量储存(单瓶存量≤10kg)、使用非标减压阀。
日常巡检:每日记录压力值,每周检查泄漏,每月测试通风系统。
助燃类气体:支持燃烧,防范失控
气体知识
氧气(O₂):强氧化性,浓度超23%时加速可燃物燃烧,与油脂接触会剧烈氧化(自燃点仅350℃)。
压缩空气:含21%氧气O₂和79%氮气N₂,高压下储存(通常15MPa),泄漏可能引发粉尘爆炸。
用气安全规范
氧气瓶管理:专用工具操作(铜制扳手),严禁接触油脂;与可燃气体瓶间距≥5米,与明火距离≥10米。
压力控制:使用减压阀调节压力,避免超负荷运行(压缩空气储罐需定期泄压)。
存放管理
隔离存放:氧气瓶与还原性物质分室存放,通风干燥(湿度≤60%),避免高温。
防静电措施:氧气瓶及管路需接地,操作人员穿戴防静电服(电阻值1×10⁶1×10⁹Ω)。
注意事项
禁止行为:用氧气吹扫管道、替代压缩空气、与油脂混存。
应急处理:泄漏时关闭阀门,禁止明火,使用铜制工具维修。
保护类气体:惰性防护,隔绝危险
气体知识
氮气(N₂):惰性气体,高浓度下可致窒息(空气中氧浓度<19.5%时风险增加)。
氩气(Ar):惰性保护气,密度与空气相近,泄漏后易在低洼处积聚。
用气安全规范
通风要求:密闭空间使用需强制通风(换气次数≥6次/h),防止缺氧。
管路密封:定期检测接口密封性(如氦质谱检漏),避免气体泄漏。
存放管理
分类存放:与易燃气体分开放置,避免压力容器暴晒或撞击(环境温度≤40℃)。
防污染措施:氮气瓶需保持干燥(露点≤40℃),防止水分进入管路。
注意事项
禁止行为:在氮气环境中无防护作业、使用非专用减压阀。
应急处理:窒息风险时迅速撤离,提供纯氧呼吸支持(禁止使用纯氮气急救)。
标准类气体:精准校准,数据基石
气体知识
校准气体:含已知浓度组分(如CO₂500ppm),用于仪器校准和检测,需高纯度(≥99.999%)。
基线气体:高纯度惰性气体(如He、Ar)、已知浓度氢气等,作为分析仪器的背景参考。
用气安全规范
瓶阀保护:使用防污染阀帽,避免接触空气或杂质(操作前需用高纯氮气吹扫)。
流量控制:通过质量流量控制器(MFC)精准调节,防止浓度偏差(误差≤±1%)。
存放管理
避光防潮:存放于恒温恒湿环境(温度20±2℃,湿度≤50%),远离振动源。
有效期管理:校准气体需标注开封日期,超期需重新标定(一般有效期为6个月)。
注意事项
禁止行为:混合不同组分气体、使用过期标气。
应急处理:泄漏时启动局部排风,避免人员吸入。
应急处理:快速响应,化险为夷
1、泄漏处理
燃气类泄漏:立即关闭总阀,开启防爆通风系统,禁止使用金属工具敲击。
氧气泄漏:禁止接触油脂,用铜制工具紧固接口,疏散人员至安全区。
2、火灾应对
初期灭火:干粉灭火器扑灭燃气火灾,氢气火灾需远距离喷射灭火剂。
氧气火灾:切断助燃源,使用石墨粉或砂土覆盖。
3、人员急救
吸入有毒气体:转移至空气新鲜处,必要时心肺复苏(CPR)。
化学灼伤:立即用清水冲洗15分钟,送医处理。
结 语
实验室用气安全无小事,尤其是燃烧特性检测实验,从规范操作到应急管理,每一步都需严谨对待。安全第一,预防为主——让我们共同守护实验室的每一方安全天地!
立即行动:
转发本文至实验室团队,开展一次用气安全自查!
— Phinix Lab 在线,安全实验每一天 —
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