爆炸是物质在瞬间以机械功的形式释放出大量气体和能量的现象。爆炸发生的主要特征是压力的急剧升高和快速膨胀减压所产生巨大声响，在这个过程中系统内物质所含的能量瞬间转变为机械功、热和光辐射。

爆炸的影响因素很复杂，有温度、压力、介质、容器(器壁)、火花能量、热表面积等。

气瓶爆炸分为物理性爆炸和化学性爆炸两种。

1．物理性爆炸

气瓶物理性爆炸一般发生在压力最高的时候，也可能瓶体受到剧烈震荡或撞击以及腐蚀等缺陷致使强度不足等原因发生爆炸。其特点是瓶体断裂呈现出延性断裂的特征，即气瓶整体或较大的局部有明显的塑性变形，主要表现为瓶体的周长增大和壁厚减薄，断裂处有切变形；裂口附件有严重腐蚀的迹象或有旧裂纹的痕迹。

2．化学性爆炸

化学性爆炸多属于产生非逆向反应的反应物，如氢气和氧气混合后的爆炸。爆炸是瞬间即完成的高速化学反应，对它的研究对化工安全生产、经济建设和国防建设具有重要意义。爆炸反应分为两种，即热爆炸和链爆炸。如果某一恒温下进行时放热的反应在接近绝热的小空间内进行，则造成体系温度升高，促使反应速率加快，温度进一步升高…如此不断进行，最后导致爆炸，这就是热爆炸；发生爆炸更重要原因是支链反应形成的链爆炸。直链反应是消耗一个活性粒子(传递物)的同时，再生成一个活性粒子，活性粒子不增不减，所以反应稳步进行。而支链反应则是消耗掉一个活性粒子同时，再生成两个或两个或更多的活性粒子，如此1变2,2变4,4变8…迅猛发展，一瞬间达到爆炸的程度。人们把一个活性粒子参加反应，产生两个或两个以上的活性粒子的反应称为支链反应(side chain reaction)。

H₂和O₂发生的支链反应(爆炸)的机理如下：

在支链反应中，由于活性粒子产生较多，致使反应速率急剧增加，所以支链反应常常导致爆炸。但并不是所有支链反应在任何情况下都发生爆炸，只要控制得好，也可以平稳进行而不发生爆炸。由图4.8可见，当压力低于P₁时，即ab段，反应进行得平稳；当压力在P₁至P₂之间，反应速率变快，发生燃烧和爆炸；当压力在P₂至P₃时，即图中cd段时，反应速率减缓，不发生爆炸；当压力超过P₃，又发生爆炸(图4.8的A区为不爆炸区；B区为爆炸区)。是否所有爆炸反应中都存在第二爆炸界限，目前还不能肯定。

气瓶的化学性爆炸多与气瓶的充装或使用操作过程有关，具有压力冲击断裂的特征，瓶体常常粉碎性爆破，产生大量的碎片，因此化学性爆炸是在瞬间发生的。例如氢气爆炸，达到最高压力时间为0.01～0.03s，升压速度很快(氢爆炸的压力增长速率为13MPa/s)，压力极高，所以壳体碎片有很高的初速度，飞出的距离有几百米，甚至超过千米。碎片的断口一般没有或只有很薄的一层剪切唇，断口是平直的，开裂的方向无规则。由于化学性爆炸是瓶内气体产生燃烧或其他化学反应而产生的，所以它的碎片内壁常可观察到金属烘烤的痕迹，破裂壳体的碎块温度比较高。气瓶发生化学性爆炸时所释放的能量要比物理性爆炸的能量大得多(几倍到几十倍)。

图4.8 H₂:O₂(2:1)混合气的爆炸界限

发生上述现象的原因是在反应中存在发展和中断步骤，低压时，体系中自由原子很容易扩散到器壁上而销毁，因而减少了链的传递者(自由粒子)，反应不会进行得很快。当容器中分子有效碰撞次数增加，因此链的发展速度大大加快，直至发生爆炸。当压力超过p₂时，反应速率反而变慢，这时由于体系内分子的浓度增加，容易发生三分子碰撞而使自由原子消失。很多可燃气体都有一定的爆炸界限，表4.10列出一些可燃气体在空气中的爆炸界限，在使用这些气体时要十分注意。电子工业使用大量H₂气，除此以外SiH₄ ,PH₃, B₂H₆ , AsH₃ , GeH₄等都是易燃易爆和有毒气体。

表4.10一些可燃气体在常温常压下，在空气中的爆炸界限(用体积分数表示)