?今年以來,在我國各地的化工企業(yè)中,金屬容器在火災(zāi)爆炸現(xiàn)場中出現(xiàn)破裂、爆炸的事故頻發(fā),甚至還造成重大人員傷亡事故。因此,對火災(zāi)中金屬容器的爆炸危險性進(jìn)行安全評價是十分必要的。
??? 金屬容器在石油、化工及日用化學(xué)品的包裝、儲運(yùn)和銷售中應(yīng)用非常廣泛,如各類鋼桶、鋼罐、鋼瓶、噴霧罐等等。無論哪一類金屬容器都按照一定的壓力、溫度要求和所盛介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)設(shè)計的,其設(shè)計參數(shù)有一個確定的范圍,在正常情況下不會有什么危險,但遇到火災(zāi)等異常情況,不僅金屬容器自身的安全受到威脅,而且一旦爆炸便可能會對處于現(xiàn)場的人員造成傷害,同時還會使建筑物受到不同程度的破壞。即使不發(fā)生爆炸,也會增大施救人員在火場上的思想壓力。今年以來,在我國各地的化工企業(yè)中,金屬容器在火災(zāi)爆炸現(xiàn)場中出現(xiàn)破裂、爆炸的事故頻發(fā),甚至還造成重大人員傷亡事故。因此,對火災(zāi)中金屬容器的爆炸危險性進(jìn)行安全評價是十分必要的。
一、內(nèi)裝氣態(tài)物質(zhì)金屬容器的爆炸危險
??? 內(nèi)裝介質(zhì)為氣態(tài)的容器一般均為耐壓容器,金屬耐壓容器的選擇、制造與檢驗都有很高的要求,盡管如此,壓力容器的爆炸事故也從未被終止,據(jù)國外一家統(tǒng)計機(jī)構(gòu)的調(diào)查,每萬只工作狀態(tài)的壓力容器每年發(fā)生事故約為`13.3起?;馂?zāi)中金屬容器的爆炸危險性更大,主要源于兩個方面:一是外部環(huán)境,由于處在火場強(qiáng)烈的輻射熱下,加上本身具有較強(qiáng)的導(dǎo)熱性,容器溫度會迅速上升,致使內(nèi)部氣體壓力不斷增大,容器可能因超壓而爆炸;二是金屬容器材料因高溫影響強(qiáng)度有很大下降,失去原有的耐壓功能而發(fā)生爆炸。實驗數(shù)據(jù)表明,壓力容器在火災(zāi)條件下單位時間內(nèi)的吸熱量為
??? Q=225A0.82???
??? 式中,Q--容器吸人熱量(kJ/h);???
??? A--容器受熱面積(m2)
??? 一般金屬壓力容器材料的最高使用溫度為400-500~C。高于這個溫度,材料的強(qiáng)度指標(biāo)將會大幅度下降,如碳鋼在溫度達(dá)到500~C時,其屈服強(qiáng)度將下降1/2。由此可見,火災(zāi)中直接承受著火焰烘烤的金屬壓力容器的爆炸危險性是時刻存在的。
??? 金屬壓力容器的超壓破壞一般為韌性破壞,是容器壁上產(chǎn)生的應(yīng)力超過金屬材料強(qiáng)度極限而發(fā)生斷裂的破壞形式,它是由塑性變形導(dǎo)致的,塑性變形會使金屬容器直徑增大、器壁變薄,容器破裂是變形過大的結(jié)果,韌性破裂的壓力容器其最大圓周長增大率可達(dá)10%以上。壓力容器破裂時,氣體膨脹釋放的能力大小與氣體壓力、容器容積以及氣體在容器內(nèi)的形態(tài)等因素有關(guān)。