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金属容器在火灾中爆炸的危险性分析

作者:安全管理网  来源:安全管理网 
评论: 更新日期:2010年12月28日

 今年以来,在我国各地的化工企业中,金属容器在火灾爆炸现场中出现破裂、爆炸的事故频发,甚至还造成重大人员伤亡事故。因此,对火灾中金属容器的爆炸危险性进行安全评价是十分必要的。

    金属容器在石油、化工及日用化学品的包装、储运和销售中应用非常广泛,如各类钢桶、钢罐、钢瓶、喷雾罐等等。无论哪一类金属容器都按照一定的压力、温度要求和所盛介质的物理化学性质设计的,其设计参数有一个确定的范围,在正常情况下不会有什么危险,但遇到火灾等异常情况,不仅金属容器自身的安全受到威胁,而且一旦爆炸便可能会对处于现场的人员造成伤害,同时还会使建筑物受到不同程度的破坏。即使不发生爆炸,也会增大施救人员在火场上的思想压力。今年以来,在我国各地的化工企业中,金属容器在火灾爆炸现场中出现破裂、爆炸的事故频发,甚至还造成重大人员伤亡事故。因此,对火灾中金属容器的爆炸危险性进行安全评价是十分必要的。

一、内装气态物质金属容器的爆炸危险

    内装介质为气态的容器一般均为耐压容器,金属耐压容器的选择、制造与检验都有很高的要求,尽管如此,压力容器的爆炸事故也从未被终止,据国外一家统计机构的调查,每万只工作状态的压力容器每年发生事故约为`13.3起。火灾中金属容器的爆炸危险性更大,主要源于两个方面:一是外部环境,由于处在火场强烈的辐射热下,加上本身具有较强的导热性,容器温度会迅速上升,致使内部气体压力不断增大,容器可能因超压而爆炸;二是金属容器材料因高温影响强度有很大下降,失去原有的耐压功能而发生爆炸。实验数据表明,压力容器在火灾条件下单位时间内的吸热量为

    Q=225A0.82   

    式中,Q--容器吸人热量(kJ/h);   

    A--容器受热面积(m2)

    一般金属压力容器材料的最高使用温度为400-500~C。高于这个温度,材料的强度指标将会大幅度下降,如碳钢在温度达到500~C时,其屈服强度将下降1/2。由此可见,火灾中直接承受着火焰烘烤的金属压力容器的爆炸危险性是时刻存在的。

    金属压力容器的超压破坏一般为韧性破坏,是容器壁上产生的应力超过金属材料强度极限而发生断裂的破坏形式,它是由塑性变形导致的,塑性变形会使金属容器直径增大、器壁变薄,容器破裂是变形过大的结果,韧性破裂的压力容器其最大圆周长增大率可达10%以上。压力容器破裂时,气体膨胀释放的能力大小与气体压力、容器容积以及气体在容器内的形态等因素有关。

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