一、燃燒

1. 氧化與燃燒

根據化學定義，凡是使被氧化物質失去電子的反應都屬于氧化反應。強烈的氧化反應，并伴隨有熱和光同時發出，則稱為燃燒。物質不僅與氧的化合反應屬于燃燒，并且在一定條件下，與氯氣、硫的蒸氣等的化合反應也屬于燃燒。但是物質和空氣中的氧所起的反應是最普遍的，也是焊接發生火災爆炸事故的主要原因。我們將著重討論這一形式的燃燒。

燃燒俗稱著火，如果只有放熱發光而沒有氧化反應的不能叫做燃燒，如灼熱的鋼材雖然放熱發光，但這是物理現象，不是燃燒；而放熱或不發光的氧化反應，如金屬生銹、生石灰遇水放熱等現象，也不能叫做燃燒。

2．燃燒的必要條件

發生燃燒必須同時具備三個條件，即可燃物質、助燃物質和著火源。亦即發生燃燒的條件必須是可燃物質和助燃物質共同存在，并有能導致著火的火源，例如火焰、電火花、灼熱的物體等。

(1)可燃物質

凡能與氧和其他氧化劑發生劇烈氧化反應的物質，都稱為可燃物質。就其存在的狀態可分為固態可燃物、液態可燃物、氣態可燃物三類；按其組成的不同又可分為無機可燃物質(如氫氣、一氧化碳等)和有機可燃物質(如甲烷、乙炔等)兩類.

物質的可燃性質是隨著條件的變化而變化，大塊的鋁、鎂可看作是不燃物，但在純氧中就是可燃物。鋁粉、鎂粉不但能自燃，而且還有爆炸性。

(2)助燃物質

凡是能與可燃物質發生化學反應并起助燃作用的物質稱為助燃物，如空氣、氧氣、氟和溴等。

可燃物質完全燃燒，必須要有充足的空氣(氧在空氣中約占21％)，如燃燒1kg石油需要10～12m3空氣。如果缺乏空氣，燃燒就不完全。

(3)著火源

凡能引起可燃物質燃燒的熱能，都叫著火源。要使可燃物質起化學變化而發生燃燒，需要有足夠的熱量和溫度，各種不同的可燃物質燃燒時所需要的溫度和熱量各不相同。著火源主要有下列幾種：

①明火，如火柴和打火機的火焰、油燈火、爐火、噴燈火、煙頭火以及焊接、氣割時的動火等(包括灼熱鐵屑和高溫金屬)。

②電氣火,電火花(電路開啟、切斷、保險絲熔斷等)，電器線路超負荷、短路，接觸不良；電爐絲、電熱器、電燈泡；紅外線燈、電熨斗等。

③摩擦、沖擊產生的火花。

④靜電荷產和珠火花。電介質相互磨擦、剝離或金屬摩擦生成的。如液體、氣體，沿導管流動；氣體高速噴出產生靜電。

⑤雷電產生的火花，分直接雷擊和感應雷電。

⑥化學反應熱，包括本身自燃、遇火燃燒與其他抵觸性物質接觸起火。

可燃物、助燃物和著火源構成燃燒的三個要素，缺少其中任何一個要素便不能燃燒。燃燒反應在濃度、壓力、組成和著火源等方面都存在著極限值，如果可燃物未達到一定濃度，或助燃物數量不足，或著火源不具備足夠的溫度或熱量，那么，即使具備了三個條件，燃燒也不會發生。對于已進行著的燃燒，若消除其中任何一個要素，燃燒便會終止，這就是滅火的基本理論。

3．燃燒的過程及類型

(1)燃燒的過程

可燃物質的燃燒一般是在蒸汽或氣體狀態下進行。由于可燃物質的狀態不同，其燃燒的特點也不同。

氣體容易燃燒，只要達到其本身氧化分解所需的熱量便能迅速燃燒，在極短的時間內全部燒光。

液體在火源作用下，首先使其蒸發，然后蒸汽氧化分解進行燃燒。

固體燃燒，如果是簡單物質，如硫、磷等受熱時首先熔化，然后蒸發、燃燒，沒有分解過程。若是復雜物質，在受熱時首先分解成氣態和液態產物，然后氣態產物和液態產物的蒸汽著火燃燒。

(2)燃燒的類型

①閃燃與閃點 各種液體的表面都有一定量的蒸汽存在，蒸汽的濃度取決于該液體的溫度。可燃液體表面或容器內的蒸汽與空氣混合而形成混合可燃氣體或可燃液體，遇明火會發生一閃即滅的瞬間火苗或閃光，這種現象叫閃燃。引起閃燃時的最低溫度叫做閃點(閃點的概念主要適用于可燃性液體)。當可燃性液體溫度高于其閃點時，隨時都有被火點燃的危險。

不同的可燃液體有不同的閃點，閃點越低，火險越大。它是評定液體火災危險性的主要依據。

②著火與燃點 所謂著火，則是可燃物質與火源接觸能燃燒，并且在火源移去后仍能保持繼續燃燒的現象。可燃性物質發生著火的最低溫度，稱為著火點或燃點。

③受熱自燃與自燃點 可燃物質在外部條件作用下，溫度升高，當達到其啟燃點時，即著火燃燒，這種現象稱為受熱自燃。自燃點是指物質(不論是固態或氣態)在沒有外部火花和火焰的條件下，能自動引燃和繼續燃燒的最低溫度。

物質的自燃點越低，發生火災的危險就越大。物質受熱自燃是發生火災的一種主要原因，掌握物質的自燃點，對防火工作有重要的實際意義。

④本身自燃 能自燃的植物有：稻草、麥稈、木屑、仔棉、麻等。植物的自燃是由于生物、物理和化學作用引起的。

植物油有較大的自燃性，動物油次之，純粹的礦物油不能自燃，引起油脂自燃的內因是油脂中含有不飽和脂肪酸、甘油酯，其不飽和程度越大，含量越多，則油脂的自燃能力就越大，這種不飽和化合物在空氣中容易發生氧化發熱作用。引起油脂自燃的外因：有較大的氧化表面(如浸油的纖維物質)、有空氣、具備蓄熱的條件。煙煤、褐煤、泥煤和硫化鐵等也能自燃。

二、爆炸

爆炸是物質在瞬間以機械功的形式釋放出大量氣體和能量的現象。通常將爆炸分為物理性爆炸和化學性爆炸兩大類。

1．物理性爆炸與化學性爆炸

物理性爆炸是由于物理變化引起的。如蒸汽鍋爐的爆炸，是由于過熱的水迅速變化為蒸汽，且蒸汽壓力超過鍋爐強度的極限而引起的，其破壞程度取決于鍋爐蒸汽壓力。發生物理爆炸的前后，爆炸物質的性質及化學成分均不改變。

化學性爆炸是由于物質在極短時間內完成的化學變化，形成其他物質，同時放出大量熱量和氣體的現象。例如用來制作炸藥的硝化棉在爆炸時放出大量的熱量，同時產生大量的氣體(CO、CO2、H2和水蒸氣等)。爆炸時的體積突然增大4了萬倍，在幾萬分之一秒內完成燃燒。由于一方面生成大量氣體和熱量，另一方面燃燒的速度又極快，在瞬間內生成的大量氣體來不及膨脹和擴散開，仍然被約束在原有的較小的空間內。眾所周知，氣體的壓力同體積成反比，即戶yV＝K(常數)，氣體的體積越小，則壓力就越大，而且這個壓力產生極快，即使堅固的鋼板、堅硬的巖石也承受不住。同時，爆炸還產生強大的沖擊波，這種沖擊波不僅能推倒建筑物，對在場人員還具有殺傷作用。化學反應的高速度，同時產生大量氣體和熱量，這是化學性爆炸的三個基本要素。

發生化學性爆炸的物質，按其特性可分為兩類：一類是炸(火)藥；另一類是可燃物質與空氣形成爆炸性混合物。可燃氣體、蒸氣及粉塵的爆炸性混合物都屬于后一類。

2．爆炸極限

可燃性物質與空氣的混合物，在一定的濃度范圍內才能發生爆炸。可燃物質在混合物中發生爆炸的最低濃度稱為爆炸下限；反之，則為爆炸上限。在低于下限和高于上限的濃度時，是不會發生著火爆炸的。爆炸下限和爆炸上限之間的范圍，稱為爆炸極限。

爆炸極限，一般用可燃性氣體或蒸汽在空氣或氧氣混合物中的體積百分數來表示，有時也用單位體積氣體中可燃物的含量來表示(g／m3)。爆炸性混合物的溫度、壓力、含氧量及火源能量等數量的增大，都會使爆炸極限范圍擴大。從爆炸極限的大小和范圍，可以評定可燃氣體、蒸汽或粉塵的火災及爆炸危險性。爆炸下限較低的可燃氣體、蒸汽或粉塵，危險性較大，爆炸極限的幅度越寬，其危險性就越大。

為了幫助大家理解和記憶“爆炸極限”的概念和影響因素，我們可以把它總結成四句話：“上上下下保安全，中間范圍最危險，溫度壓力有影響，氧氣火源能拓寬。”

3．化學性爆炸的必要條件

凡是化學性爆炸，總是在下列三個條件同時具備時才能發生：a．可燃易爆物；b．可燃易爆物與空氣混合并達到爆炸極限，形成爆炸性混合物；c．爆炸性混合物在火源的作用下。防止化學性爆炸的全部措施的實質，即是制止上述三個條件的同時存在；

三、焊接與切割作業中發生火災爆炸事故的原因及防范措施

1．焊接切割作業中發生火災爆炸事故的原因

(1)焊接切割作業時，尤其是氣體切割時，由于使用壓縮空氣或氧氣流的噴射，使火星、熔珠和鐵渣四處飛濺(較大的熔珠和鐵渣能飛濺到距操作點5m以外的地方)，當作業環境中存在易燃、易爆物品或氣體時，就可能會發生火災和爆炸事故。

(2)在高空焊接切割作業時，對火星所及的范圍內的易燃易爆物品來清理干凈，作業人員在工作過程中亂扔焊條頭，作業結束后未認真檢查是否留有火種。

(3)氣焊、氣割的工作過程中未按規定的要求放置氣瓶，工作前未按要求檢查焊(割)炬、橡膠管路和氣瓶的安全裝置。

(4)氣瓶存在制造方面的不足，氣瓶的保管充灌、運輸、使用等方面存在不足，違反安全操作規程等。

(5)乙炔、氧氣等管道的制造、安裝有缺陷，使用中未及時發現和整改其不足。

(6)在焊補燃料容器和管道時，未按要求采取相應措施。在實施置換焊補時，置換不徹底，在實施帶壓不置換焊補時壓力不夠致使外部明火導入等。

2．防范措施

(1)焊接切割作業時，將作業環境10m范圍內所有易燃易爆物品清理干凈，應注意作業環境的地溝、下水道內有無可燃液體和可燃氣體，以及是否有可能泄漏到地溝和下水道內可燃易爆物質，以免由于焊渣、金屬火星引起災害事故。

(2)高空焊接切割時，禁止亂扔焊條頭，對焊接切割作業下方應進行隔離，作業完畢時應做到認真細致的檢查，確認無火災隱患后方可離開現場。

(3)應使用符合國家有關標準、規程要求的氣瓶，在氣瓶的貯存、運輸、使用等環節上應嚴格遵守安全操作規程。

(4)對輸送可燃氣體和助燃氣體的管道應按規定安裝、使用和管理，對操作人員和檢查人員應進行專門的安全技術培訓。

(5)焊補燃料容器和管道時，應結合實際情況確定焊補方法。實施置換法時，置換應徹底，工作中應嚴格控制可燃物質的含量；實施帶壓不置換法時，應按要求保持一定的壓力。工作中應嚴格控制其含氧量。要加強檢測，注意監護，要有安全組織措施。

四、火災、爆炸事故的緊急處理方法及滅火技術

1．火災、爆炸事故的緊急處理方法

在焊接切割作業中如果發生火災、爆炸事故時，應采取以下方法進行緊急處理：

(1)應判明火災、爆炸的部位及引起火災和爆炸的物質特性，迅速撥打火警電話119報警。

(2)在消防隊員未到達前，現場人員應根據起火或爆炸物質的特點，采取有效的方法控制事故的蔓延，如切斷電源、撤離事故現場氧氣瓶、乙炔瓶等受熱易爆設備，正確使用滅火器材。

(3)在事故緊急處理時必須由專人負責，統一指揮，防止造成混亂。

(4)滅火時，應采取防中毒、倒塌、墜落傷人等