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2015安全工程師《安全生產(chǎn)技術(shù)》復(fù)習(xí)導(dǎo)航(19)
壓力容器爆炸事故及預(yù)防
1.壓力容器爆炸事故
壓力容器爆炸分為物理爆炸現(xiàn)象和化學(xué)爆炸現(xiàn)象。物理爆炸現(xiàn)象是容器內(nèi)高壓氣體迅速膨脹并以高速釋放內(nèi)在能量。化學(xué)爆炸現(xiàn)象是容器內(nèi)的介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),釋放能量生成高壓、高溫,其爆炸危害程度往往比物理爆炸現(xiàn)象嚴(yán)重。
2. 壓力容器爆炸的危害
?。?)沖擊波及其破壞作用沖擊波超壓會造成人員傷亡和建筑物的破壞。
沖擊波超壓大于0.10 MPa時,在其直接沖擊下大部分人員會死亡:0.05~0 .10MPa的超壓可嚴(yán)重?fù)p傷人的內(nèi)臟或引起死亡;0. 03-0.05 MPa的超壓會損傷人的聽覺器官或產(chǎn)生骨折;超壓0 .02~0.03 MPa也可使人體受到輕微傷害。
鍋爐壓力容器因嚴(yán)重超壓而爆炸時,其爆炸能量遠(yuǎn)大于按工作壓力估算的爆炸能量,破壞和傷害情況也嚴(yán)重得多。
?。?)爆破碎片的破壞作用
鍋爐壓力容器破裂爆炸時,高速噴出的氣流可將殼體反向推出,有些殼體破裂成塊或片向四周飛散。這些具有較高速度或較大質(zhì)量的碎片,在飛出過程中具有較大的動能,也可以造成較大的危害。
碎片對人的傷害程度取決于其動能,碎片的動能正比于其質(zhì)量及速度的平方。碎片在脫離殼體時常具有80-120 m/s的初速度,即使飛離爆炸中心較遠(yuǎn)時也常有20~30 m/s的速度。在此速度下,質(zhì)量為1 kg的碎片動能即可達(dá)200~450 J,足可致人重傷或死亡。
碎片還可能損壞附近的設(shè)備和管道,引起連續(xù)爆炸或火災(zāi),造成更大的危害。
?。?)介質(zhì)傷害
介質(zhì)傷害主要是有毒介質(zhì)的毒害和高溫水汽的燙傷。
在壓力容器所盛裝的液化氣體中有很多是毒性介質(zhì),如液氨、液氯、二氧化硫、二氧化氮、氫氰酸等。盛裝這些介質(zhì)的容器破裂時,大量液體瞬間氣化并向周圍大氣中擴散,會造成大面積的毒害,不但造成人員中毒,致死致病,也嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境,危及中毒區(qū)的動植物。
有毒介質(zhì)由容器泄放氣化后,體積約增大100~250倍。所形成毒害區(qū)的大小及毒害程度,取決于容器內(nèi)有毒介質(zhì)的質(zhì)量,容器破裂前的介質(zhì)溫度、壓力及介質(zhì)毒性。
鍋爐爆炸釋放的高溫汽水混合物,會使爆炸中心附近的人員燙傷。其他高溫介質(zhì)泄放氣化也會灼燙傷害現(xiàn)場人員。
?。?)二次爆炸及燃燒危害
當(dāng)容器所盛裝的介質(zhì)為可燃液化氣體時,容器破裂爆炸在現(xiàn)場形成大量可燃蒸氣,并迅即與空氣混合形成可爆性混合氣,在擴散中遇明火即形成二次爆炸。
可燃液化氣體容器的這種燃燒爆炸,常使現(xiàn)場附近變成一片火海,造成嚴(yán)重的后果。
?。?)壓力容器快開門事故危害
快開門式壓力容器開關(guān)蓋頻繁,在容器泄壓未盡前或帶壓下打開端蓋,以及端蓋未完全閉合就升壓,極易造成快開門式壓力容器產(chǎn)生爆炸事故。
3.壓力容器事故的預(yù)防
為防止壓力容器發(fā)生爆炸,應(yīng)采取下列措施。
?。?)在設(shè)計上,應(yīng)采用合理的結(jié)構(gòu),如采用全焊透結(jié)構(gòu),能自由膨脹等,避免應(yīng)力集中、幾何突變;針對設(shè)備使用工況,選用塑性、韌性較好的材料;強度計算及安全閥排量計算符合標(biāo)準(zhǔn)。
?。?)制造,修理、安裝、改造時,加強焊接管理,提高焊接質(zhì)量并按規(guī)范要求進(jìn)行熱處理和探傷;加強材料管理,避免采用有缺陷的材料或用錯鋼材、焊接材料。
?。?) 在壓力容器使用過程中,加強管理,避免操作失誤,超溫、超壓、超負(fù)荷運行,失檢、失修、安全裝置失靈等。
?。?) 加強檢驗工作,及時發(fā)現(xiàn)缺陷并采取有效措施。
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