??? 2．2儲罐壁的熱應力及高溫引起的材料軟化

??? 儲罐壁在外焰加熱情況下，往往能達到很高的溫度。特別是在蒸氣區(qū)，由于蒸氣與壁面間的綜合換熱系數(shù)小，蒸氣區(qū)部分壁面溫度能達到800℃左右。表1為文獻的實驗中測得的儲罐爆裂提供了前提條件。在液體區(qū)，液體與壁面間的換熱系數(shù)很大，因此壁面溫度較低。由于液面隨閥門的打開和關閉而不斷漲落，使得部分壁面時而處于蒸氣區(qū)，時而處于液體區(qū)（由圖3中可看到），經(jīng)歷著劇烈的溫度變化。溫度的變化范圍在短時間內(nèi)可達幾百度，如此劇烈的溫度變化和高溫會在儲罐壁內(nèi)產(chǎn)生很大的熱應力，與壓力引起的應力共同作用，導致儲罐壁面爆裂。

??? 表1

??? 圖3 罐壁溫度（85%丙烷噴射火焰）

??? 3·爆裂過程分析及預防措施

??? 上面我們分析了誘發(fā)爆裂發(fā)生的原因，即壓力引起的應力和熱應力及儲罐壁材料的軟化引起儲罐壁局部爆裂。使液化氣以氣液兩相的混合物從裂口噴出，依據(jù)受熱情況、液體性質(zhì)、液體過熱度的大小、器壁材料的強度不同，可產(chǎn)生三種結(jié)果：

??? （1）容器壁材料強度能夠承受液化氣迅速氣化導致的壓力增加，則裂口不再擴大；

??? （2）容器壁材料強度不能夠承受液化氣迅速氣化導致的壓力增加，則裂口進一步擴大，甚至導致容器爆炸；

??? （3）在容器爆裂后裂口在一定時間內(nèi)不再擴大，隨著氣化程度的加劇，裂口重新擴展，直到液化氣全部溢出。

??? 液化氣儲罐爆裂事故的預防措施，我們已在文獻中提及，這里不再闡述。

??? 4·結(jié)論

??? 通過對PLGS數(shù)值模擬結(jié)果的分析，我們可以得到以下結(jié)論：儲罐壓力在閥門打開后的上升，儲罐壁內(nèi)的熱應力及高溫引起儲罐壁材料的軟化是導致儲罐爆裂的主要原因。為了準確預測儲罐的爆裂，有必要對外焰加熱條件下的儲罐進行應力和強度分析。