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石油化工生产危险性及防火防爆基本措施


        

(一)危险性分析

1、生产的火灾危险性分类

生产类别 :甲    

火灾危险性的特征:

① 闪点<28°C的易燃体;

②爆炸下限<10%的可燃性气体;

③常温下能自行分解或在空气中氧化即导致迅速自燃或爆炸的物质;

④常温下受到水或空气中水蒸气的作用,能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质;

⑤遇酸、受热、撞击、磨擦的及遇有机物质或硫磺等易燃的无机物极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂;

⑥受撞击、磨擦或氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质

⑦ 在压力容器内物质本身温度超过自燃点的生产。

生产类别: 乙   

火灾危险性的特征:

①闪点>28°C至<60 °C的易燃、可燃液体;

②爆炸下限>10%的可燃气体;

③助燃气体和不属于四类的氧化物;

④不属于甲类的化学易燃危险固体;

⑤生产中排出浮游状态的可燃纤维或粉尘,并能与空气形成爆炸性合物质。

生产类别 :丙    

火灾危险性的特征:①闪点>20°C的可燃液体;

② 可燃固体。

生产类别: 丁     

火灾危险性的特征:

①对非燃的物质进行加工,并在高热或熔化状态下经常生产辐射、火花或火焰的生产;

②利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行燃烧作其他用的各种生产;

③常温下使用或加工非燃烧物质的生产。

生产类别 : 戊      

火灾危险性的特征::

常温下使用或加工非燃烧物质的生产。

2、爆炸和火灾危险场所的等级

            第一类是所体或蒸气爆炸混合物的场  所,分为三级:

            Q—1级场所,在常温情况下能形成爆 炸的混合物场所;

            Q—2级场所,正常情况下不能形成,  仅在不正常情况下才能形成爆炸性混合物的场所;

            Q—3级场所,在不正常情况下整个空 间形成爆炸性混合物的可能性较小,爆炸后果较轻的场所。

第二类是粉尘或纤维爆炸性混合物的 场所,分两级:

            G—1级场所,正常情况下能形成爆炸混合物(如镁粉、铝粉、煤粉等与空气的混合物)的场所;

            G—2级场所,正常情况下不能形成,仅在不正常情况下,才能形成爆炸性混合物的场所第三类是火灾危险场所,分三级:

            H—1级场所,在生产过程中,使用、加工、储存或专运闪点高于场所环境温度的可燃物体,而它们的数量和配置能引起火灾危险的场所;

            H—2级场所,在生产过程出现的是悬 浮状,堆积可燃粉尘或可燃纤维,它们虽 然不能形成爆炸性混合物,但在数量上与 配置上能引起火灾危险的场所;

            H—3级场所,有固体可燃物质,在数量上和配置上能引起火灾危险的场所。

3、火灾与爆炸的破坏作用

   火灾与爆炸的破坏作用(1) 火灾发生后,随着时间的延续,损失数量迅速增长,损失大约与时间的平方成比例,如火灾时间延长一倍,损失可能增加四倍。 

   火灾与爆炸的破坏作用(2)爆炸则是猝不及防。可能仅在一秒种内爆炸过程已经结束,设备损坏、厂房倒塌、人员伤亡等巨大损失也将在瞬间发生。爆炸通常伴随发热、发光、发声、压力上升、真空和电离等现象,具有很大的破坏作用。其破坏作用的大小与爆炸物的数量和性质、爆炸时的条件以及爆炸位置等因素有关。

   火灾与爆炸的破坏作用(3)    爆炸的破坏形式:            

    1 震荡作用         2 冲击波的破坏作用          3 碎片冲击

      4 造成火灾        5 造成中毒和环境污染

4、可燃物质的火灾爆炸危险性 《建筑设计防火规范》(GBJ16-87,2001年版) 中对储存物品的火灾危险性分为五类

爆炸极限是评定气体火灾爆炸危险的主要指标。

闪点是评定可燃液体火灾爆炸危险性的主要标志。

燃点是评定固体物质火灾危险性主要标志。

5、气体物质的火灾爆炸危险性

爆炸极限是评定气体火灾爆炸危险的主要指标。评定气体火灾爆炸危险性的参数还有自燃点、化学活泼性、比重、扩散性、可缩性和受热膨胀性、腐蚀性、毒害性及带电性等等。     根据《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-92,1999年版)规定,可燃气体的火灾危险性按下表分类。

类别甲            可燃气体与空气混合物的爆炸下限

甲                             <10%(体积)

乙                             ≥10%(体积)

6、液体物质的火灾爆炸危险性

    评定液体危险性的主要指标是闪点。此外,爆炸温度极限、饱和蒸气压、膨胀性、流动扩散性、相对密度、沸点、相对分子质量及化学结构等也都影响其危险性。      《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-92,1999年版)规定,液化烃、可燃液体的火灾危险性按规划下表分类。 

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7、固体的火灾危险性

固体的火灾危险性

燃点是评定固体物质火灾危险性主要标志。熔点、燃点、自燃点越低,危险性越大;固体物质的比表面积越大,危险性越大;固体物质受热分解温度越低,危险性越大。固体的火灾危险性,我们一般按照国家标准《建筑设计防火规范》中对储存物品的火灾危险性分类的要求进行分类。 

危险化学品的分类及标志 

依据GB13690-92《常用危险化学品的分类及标志》,将危险化学品分为8大类21项。

    第1类:爆炸品

    第2类:压缩气体和液化气体

    第3类:易燃液体

    第4类:易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品

    第5类:氧化剂和有机过氧化物

    第6类:毒害品和感染性物品

    第7类:放射性物品

    第8类:腐蚀品

(二)  防火防爆措施  

防火防爆的基本原则

根据物质燃烧爆炸原理,防止发生火灾爆炸事故的基本原则是:

(1) 控制可燃物和助燃物的浓度、温度、压力及混触条件,避免物料处于燃爆的危险状态。

(2) 消除一切足以导致起火爆炸的点火源。

(3) 采取各种阻隔手段,阻止火灾爆炸事故灾害的扩大。

控制可燃物的措施

控制可燃物,就是使可燃物达不到燃爆所需要的数量、浓度,或者使可燃物难燃化或用不燃材料取而代之,从而消除发生燃爆的物质基础。

控制气态可燃物         控制液态可燃物          控制固态可燃物

控制助燃物的措施 

控制助燃物,就是使可燃性气体、液体、固体、粉体物料不与空气、氧气或其他氧化剂接触,或者将它们隔离开来,即使有点火源作用,也因为没有助燃物参混而不致发生燃烧、爆炸。

密闭设备系统       惰性气体保护            隔绝空气            隔离储存 

控制点火源的措施 

在大多数场合,可燃物和助燃物的存在是不可避免的,因此,消除或控制点火源就成为防火防爆的关键。但是,在生产加工过程中,点火源常常是一种必要的热能源,故须科学地对待点火源,即要保证安全地利用有益于生产的点火源,又要设法消除能够引起火灾爆炸的点火源。 

阻止火势蔓延的措施 

    阻止火势蔓延,就是阻止火焰或火星窜入有燃烧爆炸危险的设备、管道或空间,或者阻止火焰在设备和管道中扩展,或者把燃烧限制在一定范围内不致向外传播。其目的在于减少火灾危害,把火灾损失降到最低限度。这主要是通过设置阻火装置和建造阻火设施来达到。

阻火装置 :安全液封、阻火器、回火防止器、防火阀、火星熄灭器。

阻火设施 :防火门、防火墙、防火带、防火卷帘、水封井、防火堤、防火分隔堤、事故存油罐、防火集流坑。  

限制爆炸波扩散的措施 

限制爆炸波扩散的措施,就是采取泄压隔爆措施防止爆炸冲击波对设备或建(构)筑物的破坏和对人员的伤害。这主要是通过在工艺设备上设置防爆泄压装置和建(构)筑物上设置泄压隔爆结构或设施来达到。

  防爆泄压装置,是指设置在工艺设备上或受压容器上,能够防止压力突然升高或爆炸冲击波对设备、容器的破坏的安全防护装置。

  安全阀、防爆片、防爆球阀、泄爆门、止回阀、呼吸阀。


(三)火灾扑救

1、火灾发展过程

一个完整的火灾发展过程分为如下四个阶段:

(1)酝酿期--此阶段呈没有火焰的阴燃;

(2)发展期--火苗窜起,火场很快扩大;

(3)猛烈期--易燃物全面着火,火场扩大蔓延;

(4)衰灭期--灭火措施见效或易燃物烧尽,因而火势逐渐衰落,终至熄灭。


2、火灾的分类

国家标准《建筑灭火器配置设计规范》(GBJ140-90,1997年版) 中将火灾分为五类:

   (1) A类火灾:指含碳固体可燃物,如木材、棉、毛、痳、纸张等燃烧的火灾

   (2) B类火灾:指甲、乙、丙类液体,如汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醚、丙酮等燃烧的火灾

   (3) C类火灾:指可燃气体,如煤气、天然气、甲烷、丙烷、乙炔、氢气等燃烧的火灾

   (4) D类火灾:指可燃金属,如钾、钠、镁、钛、锆、锂、铝镁合金等燃烧的火灾

   (5) 带电火灾:指带电物体燃烧的火灾。       


3、灭火原理与方法

灭火原理

      物质燃烧必须具备三个条件:即可燃物、助燃物、火源,缺一不可。灭火的原理就是破坏燃烧的条件,使燃烧反应因缺少条件而终止。 

   基本的灭火方法

  冷却法       窒息法       隔离法        抑制法 

冷却法 —— 降低燃烧物质的温度

              冷却法是根据可燃物质能够持续燃烧的条件之一就是它们在火焰或热的作用下达到了各自的燃点这个条件,将灭火剂直接喷洒在燃烧着的物体上,使可燃物的温度降低到燃点以下,从而使燃烧停止。例如直流水的灭火机理主要就是冷却作用。另外,二氧化碳灭火时,其冷却的效果也很好

窒息法 —— 减少空气中氧的浓度

               窒息法是根据可燃物质的燃烧都必须在其最低氧气浓度以上进行,否则燃烧不能持续进行这一条件,通过降低燃烧物周围的氧气浓度可以起到灭火的作用。

隔离法 —— 隔离与着火物相近的可燃物质

             隔离法就是根据发生燃烧必须具备可燃物这一条件,把可燃物与火源隔离开来,燃烧反应就会自动中止。火灾中,关闭有关阀门,切断流向着火区的可燃气体和液体的通道;打开有关阀门,使已经发生燃烧的容器或受到火势威胁的容器中的液体可燃物通过管道导至安全区域;拆除与火源相连的设备或易燃建筑物,造成阻止火焰蔓延的空间地带;设法筑堤阻拦已燃的可燃或易燃的液体外流,阻止火势蔓延,都是隔离灭火的措施。 

抑制法 —— 消除燃烧过程中的游离基

        抑制法就是通过灭火剂参与燃烧的链式反应过程,使燃烧过程中产生的活泼游离基消失,形成稳定分子或低活性的游离基,从而使燃烧链式反应中断,燃烧停止。常用的干粉灭火剂、卤代烷灭火剂的主要灭火机理就是化学抑制作用。 


(四)常用灭火剂、灭火器介绍

       灭火剂是能够有效地破坏燃烧条件,使燃烧终止的物质。灭火剂的种类很多,有水、泡沫、卤代烷、二氧化碳、干粉等。

1、灭火剂

    水是不燃液体,用水灭火,取用方便,器材简单,价格便宜,而且灭火效果好,因此,

水仍是目前国内外普遍使用的主要灭火剂。

    水的灭火机理主要是冷却和窒息。

    水可以以普通无压力水、加压的密集水流、雾化水及水蒸汽等形式进行灭火。 

  ⒈普通无压力水

  ⒉加压的密集水流(直流水、开花水):具有很大的动能和冲击力,喷射较远。

  ⒊雾化水:液滴的表面积大,与可燃物接触面积大,有利于吸收可燃物热量,降温迅速。

  ⒋水蒸汽:适于扑救密闭的厂房、容器及空气不流通的地方。

    水蒸气浓度在燃烧区超过30-35%时,即可将火熄灭。

水不能用于扑救以下物质的火灾:

(1)与水反应能产生可燃气体,容易引起爆炸的物质。例如轻金属,遇水生成氢气,电石遇水生成乙炔气都能放出大量的热,且氢气和乙炔气与空气混合容易发生爆炸等。

(2)非水溶性可燃、易燃液体火灾,不能用直流水扑救,但原油、重油可用雾状水扑救。

(3)直流水(密集水)不能用于扑救带电设备火灾,也不能扑救可燃粉尘聚集处的火灾。

(4)贮存大量浓硫酸、浓硝酸的场所发生火灾,不能用直流水扑救,以免酸液发热飞溅。 

泡沫灭火剂

泡沫灭火剂指能够与水混溶,并可通过机械或化学反应产生灭火泡沫的灭火剂。可用于扑救A类和B类火灾。

    泡沫的灭火机理主要是隔离,也有一定冷却作用。 

    多数泡沫灭火剂是以浓缩液(泡沫液)的形式储存,以水溶液(混合液)的形式使用。泡沫液通过比例混合装置与压力水按规定的比例混合,形成泡沫溶液,然后通过泡沫产生器形成泡沫。 

泡沫灭火剂分类:

   (1)机械泡沫和化学泡沫  

        泡沫灭火剂按泡沫的生成机理可分为机械泡沫和化学泡沫两种类型。

   (2)低倍数、中倍数和高倍数泡沫灭火剂

        机械泡沫按其生成泡沫的发泡倍数可以分为低倍数、中倍数和高倍数泡沫灭火剂三种类型。发泡倍数小于20的泡沫称为低倍数泡沫;发泡倍数在20-200之间的泡沫称为中倍数泡沫;发泡倍数大于200的泡沫称为高倍数泡沫。

   (3)普通和抗溶泡沫灭火剂  

        按其灭火的适用范围,可分为普通和抗溶泡沫灭火剂。普通型主要用于扑救B类火灾中的非极性液体火灾。抗溶泡沫灭火剂又称为多功能泡沫灭火剂。其适用范围除了与普通泡沫相同外,主要特点是适用于扑救B类火灾中的极性液体火灾。

常用的泡沫灭火剂:

1)蛋白泡沫液 (2)氟蛋白泡沫液 (3)成膜氟蛋白泡沫液  (4)水成膜泡沫液  (5)合成泡沫液  

泡沫液的储存

泡沫液应储存于专用的储罐内

泡沫液最高储存温度不宜超过40℃,最低储存温度应高于其流动点5℃。 

应避免与其他物质相混

保质期

应定期进行质量检测

干粉灭火剂

    干粉灭火剂是干燥的、易于流动的细微粉末,一般以粉雾的形式灭火。干粉灭火剂是

一种灭火效果好、速度快的有效灭火剂,但扑救后易于复燃,故经常与氟蛋白泡沫灭火系统联用。

    干粉灭火主要是依靠抑制作用。 

卤代烷灭火剂

      卤代烷是以卤素原子取代烷烃分子中的部分氢原子或全部氢原子后,得到的一类有机化合物的总称。它们是无色、无味、非导电物质。其灭火机理是卤代烷接触高温表面或火焰时,分解产生的活性自由基,通过溴和氟等卤素氢化物的负化学催化作用和化学净化作用,大量扑捉、消耗燃烧链式反应中产生的自由基,破坏和抑制燃烧的链式反应,而迅速将火焰扑灭,是靠化学抑制作用灭火。另外,还有部分稀释氧和冷却作用。

     卤代烷灭火剂可适用于除金属火灾外的所有火灾,因其灭火后全部气化,不留痕迹,一般在需要干净的灭火剂的场合使用。尤其适用于扑救精密仪器、计算机、珍贵文物及贵重物资仓库等的初起火灾。

哈龙替代品

     根据公安部公消[2001]217号《关于进一步加强哈龙替代品及其替代技术管理的通知》,在我国允许使用的清洁灭火剂主要有三氟甲烷、五氟丙烷、 六氟丙烷、IG01、IG55、IG100和IG541,但在技术上比较成熟、各种性能指标比较合理,且具有实际推广价值的,在我国也的确应用较为广泛的是IG541和七氟丙烷两种。

二氧化碳灭火剂

    二氧化碳是一种气体灭火剂,在自然界中存在也较为广泛,价格低、获取容易,其灭火主要依靠窒息作用和部分冷却作用。

    二氧化碳的灭火机理:液态二氧化碳加压充装在灭火器中,当液态二氧化碳喷出时,迅速气化,并从周围空气中吸收大量的热,导致燃烧物体温度急剧下降,对燃烧物有一定冷却作用,同时增加空气中既不燃烧也不助燃的成分,降低了空气中氧气的含量。当燃烧区域空气中氧气的含量低于12%,或者二氧化碳的浓度达到30~35%时,绝大多数的燃烧都会熄灭。

    由于二氧化碳灭火剂具有灭火不留痕迹,有一定的绝缘性能等特点,因此适用于扑救600伏以下的带电电器、贵重设备、图书资料、仪器仪表等场所的初起火灾,以及一般的液体火灾;不适用扑救轻金属火灾。

2、灭火器

    灭火器轻便灵活机动,易于掌握使用,是扑救初起火灾的重要消防器材。石油火灾的扑救在于一个“快”字,只有将火消灭在初起阶段,才能有效避免重大、特大火灾的发生。因此,在油气站库的生产区域及其他作业场所除了按防火规范要求设置固定式或半固定式消防设施外,还应配备一定数量的灭火器。

灭火器包括各类手提式和推车式可移动灭火器。

    灭火器的种类很多,按其移动方式可分为:手提式和推车式;按驱动灭火剂动力来源可分为:储气瓶式、储压式、化学反应式;按所充装的灭火剂则又可分为:泡沫、二氧化碳、干粉、卤代烷(例如常见的1211灭火器)还有酸碱、清水灭火器等。

 国家标准规定,灭火器型号应以汉语拼音大写字母和阿拉伯数字标于筒体,如“MF2”等。其中第一个字母M代表灭火器,第二个字母代表灭火剂类型(F是干粉灭火剂、FL是磷铵干粉、T是二氧化碳灭火剂、Y是卤代烷灭火剂、P是泡沫、QP是轻水泡沫灭火剂、SQ是清水灭火剂),后面的阿拉伯数字代表灭火剂重量或容积,一般单位为千克或升。 


泡沫灭火器

  指灭火器内充装的为泡沫灭火剂,可分为化学泡沫灭火器和空气泡沫灭火器。

   化学泡沫灭火器内装硫酸铝(酸性)和碳酸氢钠(碱性)两种化学药剂。使用时,两种溶液混合引起化学反应产生CO2泡沫,并在压力作用下喷射出去进行灭火。空气泡沫灭火器充装的是空气泡沫灭火剂,是化学泡沫灭火器的更新换代产品。它可根据不同需要充装蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、聚合物泡沫、轻水(水成膜)泡沫和抗溶性泡沫等。

化学泡沫灭火器的维护保养

     (1) 灭火器应当放置在阴凉、干燥、通风,并取用方便的部位。环境温度应为4-40℃,冬季应注意防冻。

     (2) 定期检查喷嘴是否堵塞,使之保持通畅。每半年检查灭火器是否有工作压力。对储压式空气泡沫灭火器只需检查压力显示表,如表针指向红色区域即应及时进行修理;对储气瓶式空气泡沫灭火器,则要打开器盖检查二氧化碳储气瓶,检查称重是否与钢瓶上的重量一致,如小于钢瓶总重量25克以上的,应当进行检查修理。

     (3) 每次更换灭火剂或者出厂已满三年的,应对灭火器进行水压强度试验,水压强度合格才能继续使用。

     (4) 灭火器的检查应当由经过培训的专业人员进行,维修应由取得维修许可证的专业单位进行。 

空气泡沫灭火器的维护保养

      (1) 灭火器应当放置在阴凉、干燥、通风,并取用方便的部位。环境温度应为4-40℃,冬季应注意防冻。

      (2) 定期检查喷嘴是否堵塞,使之保持通畅。每半年检查灭火器是否有工作压力。对储压式空气泡沫灭火器只需检查压力显示表,如表针指向红色区域即应及时进行修理;对储气瓶式空气泡沫灭火器,则要打开器盖检查二氧化碳储气瓶,检查称重是否与钢瓶上的重量一致,如小于钢瓶总重量25克以上的,应当进行检查修理。

      (3) 每次更换灭火剂或者出厂已满三年的,应对灭火器进行水压强度试验,水压强度合格才能继续使用。

      (4) 灭火器的检查应当由经过培训的专业人员进行,维修应由取得维修许可证的专业单位进行。

二氧化碳灭火器

指灭火器内充装的为二氧化碳灭火剂

使用二氧化碳灭火器的注意事项

使用二氧化碳灭火器时,在室外使用的,应选择在上风方向喷射;在室内窄小空间使用的,灭火后操作者应迅速离开,以防窒息。二氧化碳是窒息性气体,对人体有害,在空气中二氧化碳含量达到8.5%,会发生呼吸困难,血压增高;二氧化碳含量达到20-30%时,呼吸衰弱,精神不振,严重的可能因窒息而死亡。因此,在空气不流通的火场使用二氧化碳灭火器后,必须及时通风。

    二氧化碳是以液态存放在钢瓶内的,使用时液体迅速气化吸收本身的热量,使自身温度急剧下降到-78.5℃左右。利用它来冷却燃烧物质和冲淡燃烧区空气中的含氧量以达到灭火的效果。所以在使用中要戴上手套,动作要迅速,以防止冻伤。

二氧化碳灭火器的维护保养

    (1) 二氧化碳灭火器应放置明显、取用方便的地方,不可放在采暖或加热设备附近和阳光强烈照射的地方,存放温度不要超过55℃。

    (2) 灭火器每半年应检查一次重量,用称重法检查。称出的重量与灭火器钢瓶底部打的

钢印总重量相比较,如果低于钢印所示量50克的,应送维修单位检修。

    (3) 在搬运过程中,应轻拿轻放,防止撞击。在寒冷季节使用二氧化碳灭火器时,阀门(开关)开启后,不得时启时闭,以防阀门冻结。 

  (4) 灭火器每隔5年送请专业机构进行一次水压试验,并打上试验年、月的钢印。水压试验压力应与钢瓶底部所打钢印的数值相同,水压试验同时还应对钢瓶的残余变形率进行测定,只有水压试验合格且残余变形率小于6的钢瓶才能继续使用。 

干粉灭火器

指灭火器内充装的为干粉灭火剂

干粉灭火器的维护保养

     (1)灭火器应放置在通风、干燥、阴凉并取用方便的地方。

     (2) 灭火器应避免高温、潮湿和有严重腐蚀场合,防止干粉灭火剂结块、分解。

     (3) 每半年检查干粉是否结块、储气瓶内二氧化碳气体是否泄漏。检查二氧化碳储气瓶,应将储气瓶拆下称重,称出的重量与储气瓶上钢印所标的数值是否相同,如小于所标值7克以上的,应送维修部门修理。如系储压式则检查其内部压力显示表,指针是否指在绿色区域。如指针已在红色区域,则说明内部压力已泄漏无法使用,应立即送维修部门检修。

     (4) 灭火器一经开启必须再充装,再充装时,绝对不能变换干粉灭火剂的种类,即碳酸氢钠干粉灭火器不能换装磷酸铵盐干粉灭火剂。

     (5) 每次再充装前或灭火器出厂三年后,应进行水压试验,水压试验时对灭火器筒体和储气瓶应分别进行。其水压试验压力应与该灭火器上标签或钢印所示的压力相同。水压试验合格后才能再次充装使用。

     (6) 维护必须由经过培训的专人负责,修理、再充装应送专业维修单位进行。

1211灭火器

指灭火器内充装的为1211灭火剂

1211灭火器的维护保养

(1) 应存放在通风、干燥、取用方便的地方,使用温度范围为-20~+55℃。

(2) 不得存放在采暖或加热设备附近和阳光强烈照射的场所,以免变质失效。

(3) 每隔半年检查一次灭火器上的压力,压力表指针指示在红色区域内,应立即补充灭火剂和氮气。

(4) 每次使用后不管是否有剩余,都应送维修部门进行再充装。每次再充装前或出厂三年以上的,应进行水压试验,试验压力与标签上所标的值相同,试验合格方可继续使用。

(5) 如灭火器上无内部压力显示表的,可采用称重的方法。当称出的重量小于标签所标明重量的90%时,应送维修部门修理。在实际购买时应选购有内部压力显示表的1211灭火器为好。


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