低溫絕熱鋼瓶又稱低溫液體鋼瓶、焊接絕熱鋼瓶，用于貯存液氧、液氮、液氬等低溫液體，能連續(xù)提供氣態(tài)和液態(tài)存儲介質，是一種新型移動式低溫液體容器。低溫絕熱鋼瓶與傳統(tǒng)的氣瓶氣體貯存方式相比，有貯運效率高、運行成本低、使用方便、勞動者勞動強度低等優(yōu)點。而且液氧使用成本比氣態(tài)氧便宜近一半，因此低溫絕熱鋼瓶在機械加工、醫(yī)藥、化工、衛(wèi)生等領域得到廣泛應用。
低溫液體具有極低的溫度和極高的蒸發(fā)率，因此低溫絕熱鋼瓶的使用要求比較嚴格。目前，相當部分企業(yè)對低溫絕熱鋼瓶和低溫液體的特性和危險性不了解，將盛裝有低溫液體的低溫絕熱鋼瓶作為普通氣瓶使用，存在嚴重的安全隱患。2004年1月6日，昆明一家企業(yè)在搬運液氧低溫絕熱鋼瓶的過程中發(fā)生爆炸事故，造成1死3傷。2006年10月，青島某企業(yè)由于液氧低溫絕熱鋼瓶使用不當，造成匯流排爆炸事故。
下面以使用比較廣泛的液氧低溫絕熱鋼瓶為例，分析低溫絕熱鋼瓶的安全問題和安全使用要點。
鋼瓶結構及液氧特性
低溫液體鋼瓶用于盛裝溫度低于-90℃的低溫液化氣體，容積多在80～450L之間，設計壓力在2.5MPa左右。其結構分為4部分：不銹鋼內外膽、高真空絕熱夾層、內置式蒸發(fā)器和閥門管路安全系統(tǒng)(如圖)。其中安全裝置由安全閥和爆破片組成。鋼瓶正常使用漏熱或真空夾層破壞造成急速漏熱，會導致盛裝介質的鋼瓶內膽壓力上升，如果超過規(guī)定壓力，安全閥會自動開啟泄放氣態(tài)介質，若安全閥失靈，爆破片將受壓爆破泄壓，確保瓶內壓力不超過設定值。
液氧作為低溫液體，具有低溫和高蒸發(fā)率的特性。液氧或冷態(tài)氧蒸汽與人體皮膚、眼睛接觸會造成嚴重凍傷，與碳鋼、塑料、橡膠等材料接觸，會使其失去彈性變脆易破裂。常壓0℃時，單位體積液氧可以蒸發(fā)成800單位體積的氧氣。由于液氧極易氣化，即使在隔熱良好的低溫絕熱鋼瓶里，也會因不斷吸收外界熱量蒸發(fā)變?yōu)闅鈶B(tài)氧，使鋼瓶內壓力逐步升高，若達到設計壓力而不及時泄壓，將造成鋼瓶超壓爆炸，因此要求盛裝液氧的鋼瓶安全裝置必須經常自動開啟和關閉，使鋼瓶保持在額定壓力下工作。
氧是一種強氧化劑、強助燃劑。液氧與油、潤滑脂和瀝青等有機物質，或可燃物接觸，會發(fā)生劇烈反應，造成爆炸事故。液氧或富氧(氧濃度超過23%)與難燃物接近，遇明火可引發(fā)劇烈燃燒。另外，當人處于富氧區(qū)時，衣服和頭發(fā)吸附大量氧，吸飽了氧的衣服很容易被點燃，且燃燒劇烈。此外，當常壓氧氣濃度超過40%時，人還會出現(xiàn)咳嗽、呼吸困難、昏迷等癥狀，甚至死亡。
現(xiàn)存安全隱患
目前，多數(shù)使用單位對低溫絕熱鋼瓶的結構和危險性不了解，缺乏鋼瓶驗收、檢驗、維護、使用和管理方面的知識和經驗，很多企業(yè)將液氧低溫絕熱鋼瓶作為普通氧氣瓶使用，液氧低溫絕熱鋼瓶使用中存在隨意放置、搬運和操作鋼瓶時不采取防護措施，供氧管路不采用低溫元件和控溫措施等問題，造成隱患突出。使用液氧低溫絕熱鋼瓶存在的突出問題，主要有以下4個方面。
1.標準和操作規(guī)程不完善
目前國家尚未制定低溫絕熱鋼瓶的統(tǒng)一標準，低溫絕熱鋼瓶的操作使用也無具體規(guī)定。造成各企業(yè)制造的低溫絕熱鋼瓶規(guī)格和標號、鋼瓶的使用環(huán)境和工作壓力等參數(shù)要求，以及操作中的安全要求都不統(tǒng)一，致使低溫絕熱鋼瓶制造、使用管理混亂。
2.隨意放置，安全距離不足
使用過程中，許多企業(yè)隨意放置液氧低溫絕熱鋼瓶，不考慮周圍環(huán)境和安全距離，極易發(fā)生事故。
低溫絕熱鋼瓶使用過程中漏熱是不可避免的，液氧具有極高的蒸發(fā)率，致使鋼瓶內液氧不斷蒸發(fā)變?yōu)闅鈶B(tài)氧。為防止鋼瓶超壓，安全閥需要經常自動開啟，排出部分氧氣泄壓，造成鋼瓶周圍易形成富氧區(qū)，而普通氧氣瓶正常使用時基本不存在氧氣泄放問題，因此液氧低溫絕熱鋼瓶必須嚴格執(zhí)行安全距離。根據《氧氣及相關氣體安全技術規(guī)程》《建筑防火設計規(guī)范》，儲存和使用的液氧低溫絕熱鋼瓶，禁止設置在狹窄空間內，不準靠近熱源，防止陽光曝曬，保證通風良好。低溫絕熱鋼瓶周圍10m內不得有易燃、易爆物，距明火不小于10m，且鋼瓶周圍應設有使用液氧的安全警示標志。
3.供氧管路設計不合理
由于液氧低溫絕熱鋼瓶可以直接提供氧氣，許多用戶將氣體使用閥提供的氧氣直接與用氣設備相連，易造成橡膠管老化、鋼管變脆破裂、常溫元件封不嚴，發(fā)生氧氣泄漏事故。
雖然液氧低溫絕熱鋼瓶有內置式蒸發(fā)器，但蒸發(fā)器的效率僅為每天2%左右，按175L鋼瓶計算，理論蒸發(fā)的氧氣量約為9m3/h，如果大量使用氧氣，超過內置蒸發(fā)器的蒸發(fā)量，會有液氧進入氣體使用管路。另外，即使用氣量在內置蒸發(fā)器的設計范圍內，鋼瓶氣體使用閥處氧氣的溫度也極低，經現(xiàn)場測量：在環(huán)境溫度20℃時，鋼瓶增壓器調至0.5MPa，自鋼瓶氣體使用閥用紫銅管引出氧氣，在氣體使用閥后5m處，測得紫銅表面溫度為-29.3℃。這表明，鋼瓶氣體使用閥處氧氣溫度要遠低于-29.3℃(受測量設備量程局限，無法直接測量氣體使用閥閥口溫度)，達不到《氧氣及相關氣體安全技術規(guī)程》“汽化器后氧氣溫度不低于0℃”的要求，因此單純靠低溫絕熱鋼瓶內的內置汽化器無法滿足正常供氣需要，常溫元件無法直接使用鋼瓶提供的氣體，所以在使用低溫絕熱鋼瓶的氣體使用閥接口時，必須在其后方加裝氧氣升溫裝置。
4.違章操作低溫絕熱鋼瓶
個別操作人員在搬運和使用低溫絕熱鋼瓶過程中，不佩戴防低溫的防護用品，采取滾動或旋轉方式移動鋼瓶，這可能造成鋼瓶內膽受力不均而破裂，真空絕熱層失效，瓶內液氧迅速汽化，鋼瓶壓力巨增，大量液氧涌出，造成人員冷傷事故。由于低溫絕熱鋼瓶內膽采用懸掛式支承，175L鋼瓶灌裝液氧后重達350kg，所以在搬運和使用過程中必須使用起重設備，保持瓶體垂直。
安全使用要點
要保證液氧低溫絕熱鋼瓶使用安全，必須從鋼瓶的采購、驗收、使用、檢驗、報廢等各個環(huán)節(jié)強化管理。
1.有關部門應盡快制定和完善低溫絕熱鋼瓶的制造、使用等方面的標準和規(guī)程。
2.企業(yè)必須購買有制造許可證的合格低溫絕熱鋼瓶，瓶體上應按GB7144《氣瓶顏色標志》涂淡藍色標、標注“液氧”字樣和制造、檢驗標記，并粘貼符合GB16804《氣瓶警示標簽》規(guī)定的警示標簽。
3.液氧低溫絕熱鋼瓶應放置在通風良好、人員走動少的區(qū)域。地面要求平坦、堅實穩(wěn)固，不得置于瀝青地面上。鋼瓶安全距離應嚴格遵守GBJ16《建筑防火設計規(guī)范》周圍10m內禁止有可燃物和明火，防止陽光曝曬。
4.使用液氧低溫絕熱鋼瓶氣體時，不得直接將氣體使用閥后氧氣作為氣源使用，用戶應根據用氣量設置獨立的蒸發(fā)或氣體升溫裝置，保證裝置后方的氧氣溫度在0℃以上，鋼瓶與裝置之間的所有元件必須采用低溫元件。對用氣量不穩(wěn)定的用戶，應在供氣管路中設置防低溫聯(lián)鎖保護系統(tǒng)。供氣管路中使用的閥門、儀表、管道等元器件，使用前必須進行脫脂去油處理。
5.液氧低溫絕熱鋼瓶必須保持垂直，搬運中要使用起重設備，防止傾斜。鋼瓶充裝液氧時，不準滿瓶儲液，最大充裝量為幾何容積的95%。使用鋼瓶時，瓶內液氧不得用盡，必須留有不小于0.05MPa的剩余壓力。
6.應對液氧低溫絕熱鋼瓶操作人員進行安全操作和應急措施的培訓教育。人員進行鋼瓶操作時，應佩戴防護面罩、干凈寬松的隔熱或皮手套，穿著無翻邊的長袖衣服。
7.應經常對低溫絕熱鋼瓶使用情況進行外觀檢查，發(fā)現(xiàn)有問題，及時聯(lián)系有資質單位進行維修，每3年請專業(yè)檢驗機構對鋼瓶進行1次檢驗。