1、压力容器安全技术压力容器安全技术机械科学与工程学院 戴 光第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 第一节第一节 压力容器爆炸能量估算压力容器爆炸能量估算 压力容器爆炸能量不仅与压力容器的压力和容积压力容器爆炸能量不仅与压力容器的压力和容积有关，而且还与介质在器内的物性集态（物理或化有关，而且还与介质在器内的物性集态（物理或化学反应）有关。学反应）有关。一、盛装压缩气体容器的爆破能量一、盛装压缩气体容器的爆破能量 压缩气体在容器破裂时产生瞬间的降压膨胀，压缩气体在容器破裂时产生瞬间的降压膨胀，可以认为来不及与周围环境发生热量交换，因而，可以认为来不及与周围环境发生热量交换，因
2、而，这一过程可视为是一绝热过程。由此可知压缩气体这一过程可视为是一绝热过程。由此可知压缩气体容器的能量就是气体绝热膨胀所做的功。容器的能量就是气体绝热膨胀所做的功。压缩气体的爆炸能量可按理想气体作绝热膨胀压缩气体的爆炸能量可按理想气体作绝热膨胀时所释放的能量来计算。时所释放的能量来计算。第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 Ug=pV/(k-1)1-(0.1013/p)k-1/k106式中式中 Ug气体的爆炸能量气体的爆炸能量，J;P容器内气体的绝对压力容器内气体的绝对压力，MPa;V容器的容积容器的容积，m3;k气体的绝热指数。气体的绝热指数。第四章第四章 压力容器爆破
3、危害及防止压力容器爆破危害及防止 气体的绝热指数可以按它的分子组成确定其近似值。双气体的绝热指数可以按它的分子组成确定其近似值。双原子气体原子气体,k=1.4,而三原子和四原子气体而三原子和四原子气体,k=1.21.3。压力容。压力容器中常用的压缩气体绝热指数可由表器中常用的压缩气体绝热指数可由表 1查得。查得。表表1 常用压缩气体的绝热指标常用压缩气体的绝热指标气体名称气体名称空气空气氮气氮气甲烷甲烷一氧化碳一氧化碳绝热指标绝热指标1.41.41.41.41.3151.3151.3951.395气体名称气体名称氧气氧气氢气氢气乙烷乙烷二氧化碳二氧化碳绝热指标绝热指标1.3971.3971.4
4、121.4121.181.181.2951.295第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 从表从表1可以看出可以看出,空气、氧、氮、氢、及一氧化空气、氧、氮、氢、及一氧化碳等常用气体的绝热指数碳等常用气体的绝热指数k均为均为1.4或近似或近似1.4，用，用1.4代入上式即得这些气体容器的爆破能量为代入上式即得这些气体容器的爆破能量为 Ug=2.5pV1-(0.1/p)0.2857 106 令令 Cg=2.5p1-(0.1/p)0.2857 106 由此，公式可以简化成由此，公式可以简化成 Ug=CgV 式中式中 Cg压缩气体爆破能量系数压缩气体爆破能量系数,J/m3.第四章
5、第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 压缩气体爆炸能量系数随它的绝对压力而定压缩气体爆炸能量系数随它的绝对压力而定,即即Cg是是p的函数。各种常用压力的函数。各种常用压力(绝对绝对)下压缩气体的爆破能下压缩气体的爆破能量系数见量系数见 表表2。表表2 常用压力下的气体的爆炸能量系数常用压力下的气体的爆炸能量系数Cg值值(k=1.4)绝对压力绝对压力P(P(MPaMPa)0.30.3 0.50.50.70.7 0.90.91.11.1能量系数能量系数Cg(J/mCg(J/m3 3)2.022.0210105 54.614.6110105 57.467.4610105 51.051
6、.0510106 61.361.3610106 6绝对压力绝对压力P(P(MPaMPa)1.71.7 2.62.64.14.15.15.1 6.56.5能量系数能量系数Cg(J/mCg(J/m3 3)2.362.3610106 63.943.9410106 66.706.7010106 68.608.6010106 61.131.1310107 7绝对压力绝对压力P(P(MPaMPa)15.115.132.132.140.140.1能量系数能量系数Cg(J/mCg(J/m3 3)2.882.8810107 76.481078.22107第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止
7、 二二、盛装液化气体容器的爆破能量盛装液化气体容器的爆破能量 介质为液化气体的压力容器介质为液化气体的压力容器,破裂时的情破裂时的情况与压缩气体不尽相同况与压缩气体不尽相同,它所释放的能量包括它所释放的能量包括两部分两部分,即即 （1）气相绝热膨胀的爆炸能量）气相绝热膨胀的爆炸能量 （2）处于过热状态的液相急剧蒸发的爆沸爆）处于过热状态的液相急剧蒸发的爆沸爆炸能量。炸能量。当容器破裂时当容器破裂时,器内的气体首先迅速膨胀器内的气体首先迅速膨胀,使容器内的压力瞬时降至大气压力。使容器内的压力瞬时降至大气压力。第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 此时器内的饱和液处于过热状态
8、此时器内的饱和液处于过热状态,也就是说它的温也就是说它的温度高于它在大气压力下的沸点。度高于它在大气压力下的沸点。气液两相失衡气液两相失衡,液体瞬时大量蒸发液体瞬时大量蒸发,内部处处充满气内部处处充满气泡泡,体积激烈膨胀体积激烈膨胀,并很快充满整个容器空间。并很快充满整个容器空间。容器壳体受到很高的压力冲击容器壳体受到很高的压力冲击,促使其进一步破裂促使其进一步破裂。这种由于压力突然下降这种由于压力突然下降,使原来处于平衡状态的饱使原来处于平衡状态的饱和液在大气压力下过热而迅速沸腾蒸发和液在大气压力下过热而迅速沸腾蒸发,体积激烈膨胀体积激烈膨胀而显示出的一种爆炸现象称为爆沸或蒸气爆炸。而显示出
9、的一种爆炸现象称为爆沸或蒸气爆炸。第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 发生蒸气爆炸时发生蒸气爆炸时,延性好的材料制成的容器延性好的材料制成的容器,壳体壳体的整个形状都会发生改变的整个形状都会发生改变,圆筒体甚至会反向卷曲圆筒体甚至会反向卷曲;延性差的材料延性差的材料,破裂断面有时会显示出受冲击的脆性破裂断面有时会显示出受冲击的脆性破裂的特征。破裂的特征。不过不过,在大多数情况下在大多数情况下,这类容器内的饱和液要这类容器内的饱和液要占绝大部分占绝大部分,它的能量要比饱和蒸气大得多它的能量要比饱和蒸气大得多,所以计所以计算时后者往往可忽略不计。算时后者往往可忽略不计。蒸气
10、爆炸一般在很短的时间内完成蒸气爆炸一般在很短的时间内完成,也是一个也是一个绝热过程。因此绝热过程。因此,处于过热状态下液体的爆炸能量处于过热状态下液体的爆炸能量,可以按公式计算。可以按公式计算。第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 三、可燃气体器外二次爆炸能量三、可燃气体器外二次爆炸能量 介质为可燃气体的压力容器破裂时介质为可燃气体的压力容器破裂时,除除了器内高压气体膨胀释放能量以外了器内高压气体膨胀释放能量以外,往往还会往往还会发生化学爆炸发生化学爆炸,即通常所说的器外二次爆炸。即通常所说的器外二次爆炸。当容器破裂时当容器破裂时,器内的可燃气体大量流出器内的可燃气体大量
11、流出,并迅速与外面的空气相混合并迅速与外面的空气相混合,形成一团可爆性形成一团可爆性混合气体。由于气体高速流出产生的静电或混合气体。由于气体高速流出产生的静电或容器碎片撞击产生的火花容器碎片撞击产生的火花,为这团可爆性气体为这团可爆性气体提供了起爆条件。提供了起爆条件。第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 要准确计算这部分爆炸性混合气体的爆炸能量是要准确计算这部分爆炸性混合气体的爆炸能量是比较困难的。虽然容器内的可燃气体量是已知的比较困难的。虽然容器内的可燃气体量是已知的,容器容器破裂时又几乎全部流出破裂时又几乎全部流出,但由于这些可燃气体一般以球但由于这些可燃气体一般以
12、球状或其他形状向四周扩散状或其他形状向四周扩散,所以所以,只有外围的一部分可燃只有外围的一部分可燃气体可以与大气中的氧混合形成爆炸性气体。气体可以与大气中的氧混合形成爆炸性气体。因而因而,准确计算的困难在于参与反应的可燃气体量准确计算的困难在于参与反应的可燃气体量的多少与许多因素有关。尽管如此的多少与许多因素有关。尽管如此,我们还是可以估算我们还是可以估算其爆炸能量范围其爆炸能量范围,即最大的能量是全部可燃气体的燃烧即最大的能量是全部可燃气体的燃烧热热,最小爆炸能量则是这种可燃气体在它的爆炸上限条最小爆炸能量则是这种可燃气体在它的爆炸上限条件下的燃烧热。件下的燃烧热。第四章第四章 压力容器爆破
13、危害及防止压力容器爆破危害及防止 第二节第二节 爆炸冲击波能量及其破坏作用爆炸冲击波能量及其破坏作用 一、一、冲击波冲击波超压的破坏作用超压的破坏作用 压力容器破裂时压力容器破裂时,气体爆炸的能量除了很少一部分消耗于气体爆炸的能量除了很少一部分消耗于进一步将容器撕裂并将容器或其碎片抛出以外进一步将容器撕裂并将容器或其碎片抛出以外,大部分产生冲大部分产生冲击波。击波。冲击波是介质受到外界的作用冲击波是介质受到外界的作用,发振动、冲击、敲打等而发振动、冲击、敲打等而产生的一种介质状态突跃变化的传播产生的一种介质状态突跃变化的传播,或者简称为强扰动的传或者简称为强扰动的传播。容器破裂时播。容器破裂时
14、,器内的高压气体突然大量喷出器内的高压气体突然大量喷出,使它周围的使它周围的空气受到冲击而发生扰动空气受到冲击而发生扰动,这种扰动在空气中传播就成为冲击这种扰动在空气中传播就成为冲击波。空气冲击波中状态的突跃变化波。空气冲击波中状态的突跃变化,最明显的表现在压力上。最明显的表现在压力上。在离爆炸中心有一定距离的地方在离爆炸中心有一定距离的地方,空气压力会随时间发生迅速空气压力会随时间发生迅速而悬殊的变化。而悬殊的变化。第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 开始时开始时,压力突然升高压力突然升高,产生一个很大的正压力产生一个很大的正压力,接着接着又迅速衰减又迅速衰减,在很短
15、的时间内正压降到零在很短的时间内正压降到零,随后又迅速地随后又迅速地下降至小于大气压力的负压。在反复循环的过程中下降至小于大气压力的负压。在反复循环的过程中,压压力的变化逐渐减小。开始时产生的最大正压力力的变化逐渐减小。开始时产生的最大正压力 就是冲就是冲击波波阵面上的超压击波波阵面上的超压p。在多数情况下。在多数情况下,冲击波的破坏冲击波的破坏作用主要与这波阵面上的超压作用主要与这波阵面上的超压p的大小有关。的大小有关。与炸药爆炸一样与炸药爆炸一样,在压力容器爆炸中心附近所产生在压力容器爆炸中心附近所产生的空气冲击波阵面上的超压的空气冲击波阵面上的超压p可以达到几个甚至几十可以达到几个甚至几
16、十个大气压力。在这样高的压力冲击下个大气压力。在这样高的压力冲击下,建筑物将被摧毁建筑物将被摧毁,设备、管道等均会遭到严重破坏。即使是在大气压力以设备、管道等均会遭到严重破坏。即使是在大气压力以内的冲击波超压也具有很大的破坏作用。内的冲击波超压也具有很大的破坏作用。第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止表表 3 3 冲击波超压对建筑物的破坏作用冲击波超压对建筑物的破坏作用超压超压P P，MPaMPa破坏情况破坏情况0.005-0.0060.005-0.006门窗玻璃部分破碎门窗玻璃部分破碎0.006-0.010.006-0.01受压面的门窗玻璃大部分破碎受压面的门窗玻璃大部
17、分破碎0.015-0.020.015-0.02窗框损坏窗框损坏0.02-0.030.02-0.03墙裂缝墙裂缝0.04-0.050.04-0.05墙大裂缝，屋瓦掉下墙大裂缝，屋瓦掉下0.06-0.070.06-0.07木建筑厂房屋柱折断，房架松动木建筑厂房屋柱折断，房架松动0.07-0.100.07-0.10砖墙倒塌砖墙倒塌0.1-0.20.1-0.2防震钢筋混凝土破坏，小房倒塌防震钢筋混凝土破坏，小房倒塌0.2-0.30.2-0.3大型钢架结构破坏大型钢架结构破坏第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 冲击波除了破坏建筑物以外冲击波除了破坏建筑物以外,还会直接危害在它还会
18、直接危害在它所波及范围内的人身安全。表所波及范围内的人身安全。表4 4是冲击波超压对人体是冲击波超压对人体的伤害作用。的伤害作用。表表4 冲击波超压对人体的伤害作用冲击波超压对人体的伤害作用超压超压P P，MPaMPa伤害作用伤害作用0.02-0.030.02-0.03轻微损伤轻微损伤0.03-0.050.03-0.05听觉器官损伤或骨折听觉器官损伤或骨折0.05-0.100.05-0.10内脏严重损伤或死亡内脏严重损伤或死亡0.100.10大部分人员死亡大部分人员死亡第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 二、二、压力容器气体爆炸冲击波的超压估算压力容器气体爆炸冲击波的超
19、压估算 压力容器爆炸时所产生冲击波波阵面上超压压力容器爆炸时所产生冲击波波阵面上超压的大小首先与产生冲击波的能量有关。在其他条件的大小首先与产生冲击波的能量有关。在其他条件相同的情况下相同的情况下,气体爆炸能量越大，冲击波强度越大气体爆炸能量越大，冲击波强度越大，波阵面上的超压也越，波阵面上的超压也越 大。大。另外另外,爆炸气体产生的冲击波是立体冲击波它以爆炸气体产生的冲击波是立体冲击波它以爆炸点为中心，以球面形状向外扩展。随着半径的爆炸点为中心，以球面形状向外扩展。随着半径的增大，波阵面的表面积也不断增大，所以波阵面的增大，波阵面的表面积也不断增大，所以波阵面的超压是随着传播距离的增加而衰减
20、。超压是随着传播距离的增加而衰减。第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 压力容器气体爆炸冲击波超压估算是一个复杂的压力容器气体爆炸冲击波超压估算是一个复杂的问题问题,涉及很多因素。因此涉及很多因素。因此,压力冲击波超压计算目前只压力冲击波超压计算目前只能用炸药爆炸相类比的方法估算。能用炸药爆炸相类比的方法估算。表表5是是100kg梯恩梯炸药在空气中爆炸时，在与梯恩梯炸药在空气中爆炸时，在与爆炸中心不同的距离处所测得的冲击波超压。表中的爆炸中心不同的距离处所测得的冲击波超压。表中的数据表明，超压随着距离增大而迅速衰减，特别是在数据表明，超压随着距离增大而迅速衰减，特别是在超
21、压处于较大的数值范围内时。超压处于较大的数值范围内时。炸药爆炸时，在一定距离范围内，超压的大小主炸药爆炸时，在一定距离范围内，超压的大小主要决定于药量的多少与距离的远近，亦即超压要决定于药量的多少与距离的远近，亦即超压p是是药量药量q和距离和距离R的函数。的函数。第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 当已知某一次爆炸的药量当已知某一次爆炸的药量q时，想求出它在距离中时，想求出它在距离中心为心为R的冲击波超压，可以采用表的冲击波超压，可以采用表 6中中1000kg梯恩梯爆梯恩梯爆炸时所测得的数据，先求得模拟比炸时所测得的数据，先求得模拟比a=q/1000，然后从，然后从表中
22、查出距离为表中查出距离为R/a1/3处的超压处的超压p，即为所求值。，即为所求值。距离，距离，R(m)R(m)151516162020超压，超压，P(MPaP(MPa)0.090.090.0750.0750.0510.051距离，距离，R(m)R(m)252530303535超压，超压，P(MPaP(MPa)0.0320.0320.0190.0190.01260.0126表表5 与爆炸中心距离的冲击波超压与爆炸中心距离的冲击波超压第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 表表6 1000kg6 1000kg梯恩梯爆炸时所测得的数据梯恩梯爆炸时所测得的数据 距离距离Ro(m)R
23、o(m)5 56 67 78 89 91010121214超压超压P(MPaP(MPa)2.942.942.062.061.671.671.271.270.950.950.760.760.500.500.33距离距离Ro(m)Ro(m)161618182020252530303535404045超压超压P(MPaP(MPa)0.2350.2350.1700.1700.1260.1260.0700.0700.0570.0570.0430.0430.0330.0330.0270.027距离距离Ro(m)Ro(m)505055556060656570707575超压超压P(MPaP(MPa)0.02
24、30.0230.0200.0200.0180.0180.0160.0160.0140.0140.0130.013第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止例：例：640Kg的的TNT炸药，求炸药，求12m 处的超压处的超压p。解：解：1、先求得模拟比、先求得模拟比a=q/10006410000.0642、求出相当于、求出相当于1000 Kg的的TNT炸药炸药R0处的超压。处的超压。p0（R0）p0（Ra 1/3)=p0（120.064 1/3)=p0(30)即，相当于即，相当于1000 Kg的的TNT炸药在炸药在30米处的米处的p0。查表查表6得：得：p0(30)0.057MP
25、a第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 第三节第三节 压力容器爆炸的其他危害压力容器爆炸的其他危害 一、一、碎片的能量及危害碎片的能量及危害 压力容器爆炸时，有些壳体可能裂成大小不压力容器爆炸时，有些壳体可能裂成大小不等的碎片向四周飞散。这些具有较高速度或较大质等的碎片向四周飞散。这些具有较高速度或较大质量的碎片，在飞出过程中具有较大的动能，也可能量的碎片，在飞出过程中具有较大的动能，也可能造成较大的危害。造成较大的危害。碎片对人的伤害程度主要决定于它的动能。碎片对人的伤害程度主要决定于它的动能。据罗勒的研究，碎片击中人体时，如果它的动能在据罗勒的研究，碎片击中人体时，如
26、果它的动能在26J以上以上,可致外伤；动能达可致外伤；动能达60J以上时，可致骨部以上时，可致骨部轻伤；超过轻伤；超过200J时，可造成人体骨部重伤。时，可造成人体骨部重伤。第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 碎片所具有的动能与它质量及速度的平方成正比。碎片所具有的动能与它质量及速度的平方成正比。E=Wv2 式中式中 E碎片的动能，碎片的动能，J;W碎片的质量，碎片的质量，kg;v碎片的速度，碎片的速度，m/s。压力容器碎片在离开壳体时常具有压力容器碎片在离开壳体时常具有80120m/s的初速，即使在飞离较远的地方也有的初速，即使在飞离较远的地方也有20 30m/s的速
27、度。在此速度下，质量为的速度。在此速度下，质量为1kg的碎片动能的碎片动能即可达即可达200450J，足以致人重伤或死亡。，足以致人重伤或死亡。第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 容器爆炸时产生的碎片，还可能损坏附近的设备或容器爆炸时产生的碎片，还可能损坏附近的设备或管道，引起连续爆炸或酿成火灾，造成更大的危害。管道，引起连续爆炸或酿成火灾，造成更大的危害。对于被击物为钢板等一类塑性材料，碎片的穿透对于被击物为钢板等一类塑性材料，碎片的穿透能力按下式计算，即能力按下式计算，即 S=KE/A 式中式中 S碎片对材料的穿透能力，碎片对材料的穿透能力，mm;E碎片所具有的动能
28、，碎片所具有的动能，J；A碎片穿透方向的截面积，碎片穿透方向的截面积，mm2；K材料的穿透系数，对钢板，材料的穿透系数，对钢板，K=1；对木材，对木材，K=40；对钢筋混凝土，；对钢筋混凝土，K=10。第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 二、可燃气体容器破裂时的燃烧区范围二、可燃气体容器破裂时的燃烧区范围 盛装可燃液化气体贮罐破裂时，由于一部分液体被盛装可燃液化气体贮罐破裂时，由于一部分液体被蒸发成气体在空中爆炸，使其他散落在空气中未被蒸发而蒸发成气体在空中爆炸，使其他散落在空气中未被蒸发而以雾状存在的液滴也随着与周围的空气混合而着火燃烧。以雾状存在的液滴也随着与周围的
29、空气混合而着火燃烧。所以这类容器一旦破裂，并在器外发生二次爆炸时所以这类容器一旦破裂，并在器外发生二次爆炸时，器内的液化气体几乎是全部被烧净。爆炸燃烧后生成的，器内的液化气体几乎是全部被烧净。爆炸燃烧后生成的高温燃气（水蒸气、二氧化碳等）与空气中的氮气升温膨高温燃气（水蒸气、二氧化碳等）与空气中的氮气升温膨胀，形成体积巨大的高温燃气团，向四周扩散，使附近的胀，形成体积巨大的高温燃气团，向四周扩散，使附近的地区变成火海。地区变成火海。下面以液化石油气体（按丙烷考虑）贮罐为例，讨论下面以液化石油气体（按丙烷考虑）贮罐为例，讨论这种容器破裂时所产生的高温燃气的体积及其燃烧范围。这种容器破裂时所产生的
30、高温燃气的体积及其燃烧范围。第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 下面以液化石油气体（按丙烷考虑）贮罐为例，讨下面以液化石油气体（按丙烷考虑）贮罐为例，讨论这种容器破裂时所产生的高温燃气的体积及其燃烧论这种容器破裂时所产生的高温燃气的体积及其燃烧范围。范围。设容器内所装液化丙烷为设容器内所装液化丙烷为W kg，容器破裂后一部，容器破裂后一部分蒸发成气体，并产生器外爆炸燃烧；另一部分以雾分蒸发成气体，并产生器外爆炸燃烧；另一部分以雾状的液滴散落在空气中，也同时被烧掉。若燃烧完全状的液滴散落在空气中，也同时被烧掉。若燃烧完全 每千克丙烷所需空气量为每千克丙烷所需空气量为 3.
31、64/0.2117.3kg 由此得由此得W kg 丙烷完全燃烧后生成燃气的质量为丙烷完全燃烧后生成燃气的质量为 （17.31）W18.3 W kg第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 丙烷的燃烧热值为丙烷的燃烧热值为4.6X107 J/kg,设设燃烧比热为燃烧比热为1.26x103 J/kg,则燃气的温度可升高约则燃气的温度可升高约 4.6x104/18.3x1.262000 0C。第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 燃气在标准状态下的密度约为燃气在标准状态下的密度约为1.25 kg/m3,由此可计算出由此可计算出W kg 丙烷完全燃丙烷完全燃烧生
32、成的燃气在烧生成的燃气在2000 0C时的体积为时的体积为)(122273200027325.13.183mWW第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 设这些燃气以半球状向地面扩散，则高温燃气的扩设这些燃气以半球状向地面扩散，则高温燃气的扩散半径为散半径为 也就是说，也就是说，1 kg的液化丙烷燃烧时，以容器为中心的液化丙烷燃烧时，以容器为中心，在直径为，在直径为7.8m，高为，高为3.9m的范围内，所有可燃物都的范围内，所有可燃物都将着火燃烧，在此范围内人员也被烧伤。将着火燃烧，在此范围内人员也被烧伤。按上式可粗略算出，一个民用液化气气瓶（按上式可粗略算出，一个民用液化气
33、气瓶（15kg）破裂爆炸时，其燃烧范围可达）破裂爆炸时，其燃烧范围可达19.2m；一个；一个1000kg的液化石油气贮罐破裂爆炸，燃烧范围可达的液化石油气贮罐破裂爆炸，燃烧范围可达78m。)(9.334211223131mWWR第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 第四节第四节 防止容器爆炸事故的措施防止容器爆炸事故的措施 一、设计与安全一、设计与安全 1、与设计有关的主要事故因素（材料、强度和结构）与设计有关的主要事故因素（材料、强度和结构）2、防止事故的措施（重视设计中材料、强度和结构等问题）防止事故的措施（重视设计中材料、强度和结构等问题）二、制造与安全二、制造与安
34、全 压力容器的制造单位必须严格执行有关规程、规定、标准压力容器的制造单位必须严格执行有关规程、规定、标准和技术要求和技术要求,保证产品制造质量。与制造质量有关的事故原因保证产品制造质量。与制造质量有关的事故原因很多很多,其主要原因如下其主要原因如下:(1)材料误用或材料的混淆材料误用或材料的混淆;(2)焊接预热温度不足焊接预热温度不足;(3)焊条吸湿和焊后热处理实施不当焊条吸湿和焊后热处理实施不当;第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 (4)残留氢及焊接施工不良残留氢及焊接施工不良;(5)未按正规手续擅自进行修补焊接未按正规手续擅自进行修补焊接;(6)超标缺陷漏检等等。超
35、标缺陷漏检等等。容器的破坏事故可由其中一个或几个原容器的破坏事故可由其中一个或几个原因造成。因造成。焊接质量对压力容器安全性至关重要。焊接质量对压力容器安全性至关重要。施工过程施工过程 中必须严格遵守焊接工艺及操作标准中必须严格遵守焊接工艺及操作标准,并在合理的管理条件下进行焊接。焊接工艺及并在合理的管理条件下进行焊接。焊接工艺及操作标准必须根据经验或通过试验操作标准必须根据经验或通过试验,证明正确无证明正确无误。误。第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 容器如果存在角变形、错位、不圆度等一类的容器如果存在角变形、错位、不圆度等一类的问题时问题时，由于这些部分应力集中由于
36、这些部分应力集中，会产生变形裂纹会产生变形裂纹，还可能成为脆性破坏的主要因素还可能成为脆性破坏的主要因素，所以必须按尺所以必须按尺寸要求将这些数值限制在一定的限度内。另外对咬寸要求将这些数值限制在一定的限度内。另外对咬边、焊瘤等表面缺陷也有必要进行修补边、焊瘤等表面缺陷也有必要进行修补，轻度缺陷轻度缺陷可用砂轮修整可用砂轮修整，尽量避免焊接修补。尽量避免焊接修补。对压力容器中存在的焊接缺陷应做认真分析对压力容器中存在的焊接缺陷应做认真分析，如果对某些缺陷小题大做如果对某些缺陷小题大做，一定要焊接修补一定要焊接修补，就会就会产生残余应力或氢脆产生残余应力或氢脆，也可能形成热影响区硬化或也可能形成
37、热影响区硬化或脆化这反而会成为产生有害缺陷的诱因脆化这反而会成为产生有害缺陷的诱因，所以必须所以必须十分慎重。十分慎重。第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止三、使用中的安全措施三、使用中的安全措施 容器安全使用管理涉及很多方面容器安全使用管理涉及很多方面,主要包括以下几个方面主要包括以下几个方面:(1)操作人员上岗前的培训考核操作人员上岗前的培训考核;(2)制订安全操作规程和安全管理制度制订安全操作规程和安全管理制度;(3)要保证容器安全运行的环境要保证容器安全运行的环境;(4)及时检查检验及其安全附件及时检查检验及其安全附件,使其处于良好的工作状态使其处于良好的工作状态
38、;(5)配备必须的防火、防爆、防毒设施配备必须的防火、防爆、防毒设施;(6)重视容器的技术档案资料管理等。重视容器的技术档案资料管理等。第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 防止使用条件超出设计范围防止使用条件超出设计范围,一般是通过一般是通过操作人员上岗前的教育、培训、考核及严格操作人员上岗前的教育、培训、考核及严格执行安全操作规程保证安全附件的完整与有执行安全操作规程保证安全附件的完整与有效等措施解决。效等措施解决。容器从开始使用就进入维护管理阶段容器从开始使用就进入维护管理阶段,这这也是压力容器呈寿命过程的重要阶段。凡是也是压力容器呈寿命过程的重要阶段。凡是连续运行
39、的容器连续运行的容器,要在运行中进行运行检查要在运行中进行运行检查,并并在停止运行时进行开放检查在停止运行时进行开放检查,这两种检查统称这两种检查统称为使用中检查。为使用中检查。第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 作为防止有关疲劳、腐蚀等事故发生的措施作为防止有关疲劳、腐蚀等事故发生的措施，运运行检查和定期检查是非常必要的。行检查和定期检查是非常必要的。定期检查与定期检修应该是统一的定期检查与定期检修应该是统一的，一般是停一般是停止容器运行止容器运行，排除介质排除介质,经过外观检验经过外观检验，寻找有无裂纹寻找有无裂纹、异常腐蚀、异常变形及其他异常情况。必要时要用、异常
40、腐蚀、异常变形及其他异常情况。必要时要用无损检测的方法无损检测的方法，应注意在用压力容器的无损检测条应注意在用压力容器的无损检测条件件，检验环境条件及检验标准有时与制造检验不同。检验环境条件及检验标准有时与制造检验不同。运行中可用外观检查、超声波、声发射、磁粉运行中可用外观检查、超声波、声发射、磁粉或渗透探伤等方法检查裂纹或渗透探伤等方法检查裂纹，并对腐蚀严重部位、冲并对腐蚀严重部位、冲刷部件进行厚度测定。刷部件进行厚度测定。第四章第四章 压力容器爆破危害及防止压力容器爆破危害及防止 思考题思考题 1、简述压力容器破裂时冲击波超压的破坏简述压力容器破裂时冲击波超压的破坏作用。作用。2、盛装液化气体容器的爆破能量主要包括、盛装液化气体容器的爆破能量主要包括哪两部分？哪两部分？3、压力容器安全使用管理中主要包括哪几、压力容器安全使用管理中主要包括哪几个方面个方面？
