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压力容器爆炸产生的危害

作者:亚鑫封头    发布时间:2015-12-04    点击次数:

压力容器爆炸所带来的危害主要有以下几个方面。
1.气体爆炸产生的冲击波
    压力容器破裂时,容器内的高压气体大量冲出,使周围的空气受到冲击而发生扰动,其压力、密度、温度等产生突跃变化,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最明显地表现在压力上。在离爆炸中心有一定距离的地方,空气压力会随时间发生急剧变化。开始时,压力突然升高,产生一很大的正压力,接着又迅速衰减,在很短的时间内正压将至零,即恢复至原来的大气压力,而且还要继续下降至小于大气压力的负压,如此反复循环数次,但压力的变化一次比一次小得多。开始时产生的最大正压力就是冲击波波阵面上的超压。
    在爆炸中心附近,空气冲击波波阵面上的超压可超过0.1MPa,甚至高达1-2MPa。在如此高的压力冲击下,建筑物将被摧毁,设备、管路等均会遭到严重破坏,即使是0.005MPa的超压就可以使门窗玻璃破碎。
    冲击波除了破坏建筑物以外,还会直接危害在它所波及范围内的人身安全。例如冲击波超压大于0.1MPa时,大部分人员会死亡;0.05-0.1Mpa的超压可以使人体内脏严重损伤或引起死亡;超压在0.02MPa以下,人员才能免受伤害。
    空气冲击波对人体的伤害,除因波阵面超压而引起之外,在它后面的高速气流也不应忽视。速度高达每秒几十米的气流夹杂着砂石、碎片等杂物,往往会加重对人体的损害。
    压力容器爆炸时所产生的冲击波超压不但与压力有关,而且还与破裂型式相关,因为破裂型式不同,气体膨胀所经历的时间也不相同。
2.爆炸破裂碎片飞逸
    在爆炸过程中,除产生冲击波外,设备破裂时的碎片和受冲击波破坏的建筑结构碎片以相当高的速度飞离爆炸中心和破坏地点。压力容器破裂时,气体高速喷出的反作用力可以把整个壳体向破裂的相反方向推出,一些壳体会裂成大小不等的碎片向四周飞逸,这些具有高速度或大质量的碎片在飞逸过程中具有较大的动能,能量在60J以上的,可使人外伤;能量达到200J以上的可使人骨粉碎。
    例如,1976年4月,某化肥厂合成氨设备进行系统气密试验。由于试压空气中漏进可燃气体,结果使全系统的五台单层式高压容器及管道全部破裂成碎冰,向四周飞散,最远的飞离1500m。从回收的碎片(约占容器全部重量的10%,共百余块)估计,全部碎片数总在千块以上,其中一块碎片飞至距离为40-50m的另一个车间,破窗而入将正在操作的一名工人砸死;另一块碎片飞出时将一个女工拦腰砍断成两截,当即死亡;还有一块碎片飞出厂将一个少年的腿砸断。