压力容器爆炸性质的定性分析

； 期j 舞i穗； 鞴 ： 力 霪 象 媾 ， 火 建 阳 ， 压 力容器爆炸性 质的定性分析 二 ， 摘要 本 文 分析 了压 中 国 人 民 武 装 警 察 部 队 学 院邢 志 了 、 力容 器爆 炸 的原 有 开J 过 ， 且经 过 试鸵 可证 叫其 状态 正 常 ， 没有 一 r o 因及 分 类 并 介 绍 了压 力容 器爆 炸性 质 的 定性 分析 方 法 为 压 力 容 器 爆 炸原 因的分 析提 供 线 索和 依据 1 压力容器爆炸的分类及其原因 爆 炸 是大 量 的 能量 ( 物理 能 量或 化 学 能量 ) 在 瞬 间迅 速释 放 或 急剧转 化 成 机械 能 、 光 、 热 等 能 量形 态 的 现象 。 压力容 器爆 炸按 其爆 炸 的 原 因和性 质 可分 为 4种 1 1 正 常压 力 下 爆炸 它 是 指 容 器 在 工 作 压 力 下发生 的爆 炸 爆 炸原 因有 ： 固介 质腐 蚀造 成 容 器壁 减薄 或 设 计 壁 厚 过 薄 ； 因缺 陷 造 成 低 应 力脆 性破 坏 ； 发 生 了疲 劳破 坏 、 应 力腐 蚀 破坏 或 蠕 变破 坏 。 1 2超 压爆 炸 它 是指 容 器 在超 过 工 作 压 力 ( 一 般超 过 耐 压试验 的压 力) 下发 生 的爆 炸 。爆 炸 原 因 主要 有 ： 操 作失 误 ， 高 压 串人 低 压 ； 液 化 气体 储罐 过 量充 装或 意外 受热 等 1 3器 内化 学爆炸 它是 指容器 内由于发生 不 正 常 的 化学 反 应 ， 使 容 器 内 压力 急 剧 升 高 导 致 的 容 器爆 炸 ， 也 是一 种 化 学 因素 引起 的超 压 爆 炸 。爆 炸 原 因主 要有 ： 器 内化学 反 应失 控 ： 器 内混合气体爆炸； 器内发生燃烧反应等 。 1 4二 次 爆 炸它是 指容 器 爆炸 以后 选 出 器 外 的气 体 与空 气混 合 达 到爆 炸极 限后发 生 的空 间爆 炸 ， 它是 一 种化 学爆 炸 。 为 方 便起 见 ， 下 文 将 上 述 爆 炸 类 型 分 别 称 为第 1、 、 种爆 炸 2 压力容器爆炸性质的定性分析判断 2 1 根据安全装置的情况进行分析判断 2 1 1 若 压 力表一 切 正 常 ， 安 全 阀 或爆 破 片没 3 2 超 压迹 象 可判 断容 器的爆 炸 为第 1 种 爆 炸 。 ! ， 1 2 若 压 力表 指 针 同不 到零 位 ， 指针 与 限 【 钉 接触 处 发生 弯 曲 ， 安全 蒯 或爆 破 片动 作 过 那 么可 以 判 断 容 器有 超 压 的 町能 和迹 象 可判 断 容器 的爆 炸 为第 种或 第 种 爆炸 。此 时 可 对 安 全阀 或爆 破 什 动作 过但 末 能起 保 护 作用 的 原 因做 进 一 步 分 析 如 是 安 全 装 置 的泄 放 量 不 够 还 是 由于发 生 了化学爆 炸来 不 及泄 压等 。 2 2 根 据现 场破 坏 能量 与 容 器 爆 炸能 量 的关 系进 行分 析判 断 根 据 现 场 破 坏 能 量 ( ) 与 容 器 爆 炸 能 量 ( 分 为设计 压 力 下爆 炸 能量 和爆 破 压 力 下 的 爆炸 能量 r T ) 的 关系 ， 可判 断 容器 的爆 炸性 质 2 2 1 若 U u ， 则 可 判 断 为 第 或 种爆 炸 ， 此时再 结 合其 它 现象 加 以 区分 如发 生第 种爆 炸时 常伴 有 闪 光 与第 二 次 响声等 3 容器爆炸能量的计算 3 1 盛 装气体 的容 器 3 1 1 在设 计 压力 下 的爆炸 能 量 C 一 昌 1 一 f ) ： 1 c 1 ) 式 中 ： u 一 气体 在容 器设 计 压 力 下 的爆 炸 能 量 J ； P 一 容 器的设 计压 力 ， MP a ； 容 器的体 积 ， I 1 ； k 一 气 体 的绝热 指 数 ， 积 原子 气体 k一 1 4 三 原子 或 四原 子 气体 k一 1 2 1 3 消 防 科 拄 1 g 9 7 ( 4 维普资讯 3 1 、 2 在 爆破 压 力下 的爆 炸能 量 U 此时应 首先计算容器的爆破压力 P b 而后 将 代 替 式 ( 1 ) 中 的 P ， 即可 得 到爆 破 压力 下 的爆 炸能 量 。 若容 器 为薄 壁容 器 ( K 】 2 ) ： 对 圆筒 形容 器 P h ： ( 2 ) 对 球形 容 器 ； 一4 r L S ( 3 1 若 容器 为 厚壁 圆筒 形容 器 ( 1 2 )： 去 一c4 ) 式 中 ： 一爆 破 压力 ， MP a ； 巩 一材 料 的强 度极 限 ， MP a ： d 一 材料 的屈 服极 限 ， MP a ； D 一 容 器 的 中径 ， mi l l ； S 一 容 器 的壁厚 ， mm； 一 径 比，K 一外径 内径 。 3 2 液化气 体 的爆 炸 能量 f T 一 ( ) 一( s s ) 7 ( 5 ) Ub 一 ( b i u ) 一( s b 一 ) b ( 6 ) 式 中： U 一 设计 压 力下 的爆 炸能 量 J ； ， 一 爆 破压 力下 的爆 炸 能量 ， J ； ， 一 液 化气体 的质量 k g ； “ 一 在 大气 压下 液化 气体 的始 J k g； k 一 在 设计 压力 下液 化 气体 的焙 ， J k g； i “ 一在 爆破 压力 下 液化 气体 的焙 ， J k g； S 一在 大气 压下 液 化气 体 的熵 ， J k gK ； S 一在 设计 压 力下 液化 气体 的熵 ， J k gK ； S 一 在爆 破 压力下 液化 气 体 的熵 ， J k gK ； ? 一 在大 气压 下 液化气 体 的沸 点 K。 4 现场破坏能量的估算 消 防 科 技 1 0 9 7 ( 4 4 1 抛出窖器或碎片所需的能量 r T 4 1 _ 1 根据 碎 片抛 出的路 径 和距 离估 算 U 一M ： ( 7 ) 式 中： u 一容 器或 碎 片抛 出所 需 能量 ， J ； 抛 出物 的 质量 ， k g ； 一 抛 出物 初 速度 ， m s 。 若 容 器较 高 ， 可 设容 器 或碎 片水 平抛 出 则 一2 2 1 R H ( 8 ) 厂 若 为 斜 抛 ， 则 一 3 1 3 南 ( 9 ) 式 中 ： R 抛 出 的水平 距 离 ， I I 1 ； H 容 器原 来 离地 高度 ， m； 口 抛 出角 。 4 1 2 根 据对 人员 的伤 害程 度估 算 据 R h o r e研 究 ， 碎 片 击 中人 体 时 的 伤 害 程 度 与碎 片的能 量 有 关 若 U 2 6 J ， 可 致 外 伤 ； U 6 o J ， 可 致 骨 部 轻伤 ； U 2 o o J ， 可 造 成 骨 部重 伤 。 4 1 3 根据 对 附近物 体 的破 坏程 度估 算 u = ( i 0 ) 式 中 ： S 一 碎 片对 物体 的穿 透深 度 mm； 一 物 体 被穿 透 的面 积 ， mm ； C 一 物 体 的 穿 透系 数 ， 对 钢 板 ， C-I ， 对 未 材 C一 4 0， 对 钢 筋 混 凝 土 ， C l 0。 若容器爆炸成多块碎片 ， 则抛 出碎 片的能 量 为所 有碎 片 的能 量之 和 _w U 。 4 2 破 坏 建筑 物所 需 能量 U： 容器发生爆炸时除一小部分能量用于将容 器 或碎 片抛 出 大 部分 能 量将 形 成 冲击 渡 ， 冲击 渡 可 能 导致 建筑 物 的破 坏 。此 时 能量估 算方 法 如 下 ： 4 2 1 根 据建筑 物 的 破坏 情 况 ， 由表 1查 得 冲 击 波峰 压P。 4 2 2根 据P 由表 2查 得 1 t梯恩 梯爆 炸 产 生 同样 峰压 时 ， 与爆 炸 中心 的距 离 民 若P 介 于表中相邻两数值之问， 可用插值法计算 。 。 维普资讯 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 缓 僻 J锯 ， 加磐锻右， 火 寝。 ， I 浅 析 加 热 设 备 的 火 灾 及 其 预 防 e &6 j 船 ； 中国人民武装警祭部队学院 贡邦华 孚建华 一 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -一 加 热 是促 进 化学 反 应 和 进 行物 料 干 燥 、 熔 发 生 它 一 向 是 企业 生 产 过 程 中 防火 防爆 的 重 融 、 蒸 发、 蒸 馏 的必 要 方法 ， 加 热设 备 在 工 业 生 点部 位 产 中晋遢 被使 用 。 然 而 加热 设 备 的火灾 危 险性 较大。由 于加热热源引起的火灾爆炸事故时有 1 加热方 法分 类 4 2 3 测 量 破 坏 建 筑 物 与 爆 炸 容 器 的 距 离 尺 ， 计 算模 拟 比 a= R 。 4 2 4 建筑 物遭 此破 坏时 的爆 炸能 量 L ：。 U2 4 2 3 l O ( J ) ( 1 1 ) 裹 l 不同峰压对应的建筑物破 坏情 况 峰 压 P 破坏 情 M P a ,0 0 5： 0 , O 0 门 寓 玻 璃 部 分 破 碎 受 压 面 窗 玻 璃 太 部 丹 破 碎 窗框 损 坏 O 0 2 O 0 墙 裂 缝 墙 太 裂 缝 ， 屋 瓦掉 下 术 建 筑 厂 房 房 柱 折 断 、 房 架 格 动 O U 70 , 1 砖墙倒塌 防震钢筋棍凝土破坏 太 钢 架 结 构 破 坏 袁 z 1 l 梯息梯 爆炸时的冲舌诚畸矗 l m R 超压 P 距离 也 超压 P 臣高 超压 P MP a m MPa m M P a l ； l 2 9 4 】 6 l 0 2 3 5 5 0 l 0 0 2 3 5 l 6 l 2 0 6 】 】 8 l 】 1 7 5 5 l 0 0 2 0 5 0 1 Z 6 6 0 8 1 2 8 2 5 7 0 0 6 3 1 2 0 5 0 0 0 3 3 1 4 0 0 2 7 参考文献 1 昊尊 压 力等器譬垒拉 化掌工业 出版社 1 9 9 3 2束广 成 黄岛 油库 爆炸 事故 分析盐 其 教 石油拣 制， 1 9 9l ( 2) 3 陈莹 工业 防峡 与防爆中国劳功出版祉 ， 】 9 g 4 ( 收 稿 日期 ： l 9 9 6 一 i 2 2 3 J 3 4 生 产 中 根 据 物 料 所 需 温 度 不 同 采 用 不 同 的加 热方 法 。加热 温度 不 超过 1 8 0 C 可用 水蒸 汽 及 热 水 加 热 ； 用 矿 物 油 加 热 温 度 一 般 可 达 2 3 0 C： 有 机 载 体 加 热温 度 为 2 5 5 C 3 8 0 C； 如 果加 热温 度 超 过 3 8 0 C， 常 采 用熔 盐 加 热 法 其 最高 温 度 可 达 5 3 0C5 4 0 C； 用 烟 道 气或 炉 灶 加热 法加 热 温 度可 达 l 0 0 0 C； 电加 热最 高温 度 大约 为 1 i 0 0 C。 后 两 种 加 热 方式 为直 接 加热 即 将 热 能 直 接传 给物 料 ， 前 四种 为 间接 加热 ， 即 将热源 的热 能先 传 给 中 问载 热 体 ， 如 水 蒸 汽 、 矿物 油 然 后 由中间载 热 体再 传 给物 料 。 2 加 热设 备 的火灾危 险性 2 1 水蒸汽或热水加热 当加热 温 度较 高 时 ， 水 蒸 汽压力 就需 很 高 ， 这对 设备 与管 道 的耐压要 求 就 会高 ； 另一 方 面 ， 高 压 蒸 汽 加 热设 备和 管 道 表 面温 度 也 较 高 ， 当 与 可燃物 长期 接触 时 ， 会 使 可燃 物聚 热 自燃 。 2 2 矿 物 油加 热 矿物油加热虽有着加热均匀， 加热温度 比 较 高