温度载荷与爆炸碎片冲击载荷耦合作用下储罐易损性分析
2021-03-08陈国华杨棚赵一新李小峰赵远飞
化工进展 2021年2期
陈国华,杨棚,赵一新,李小峰,赵远飞
(1 华南理工大学安全科学与工程研究所,广东广州510641;2 广东省安全生产科技协同创新中心,广东广州510641;3广东省安全生产科学技术研究院,广东广州510060)
化工罐区多米诺效应事故频有发生,其升级向量主要有火灾热辐射、爆炸碎片和爆炸冲击波[1-4]。在有爆炸碎片产生的事故场景中,往往伴随着火灾事故的发生,化工储罐由于其体积大极易受到爆炸碎片撞击和火灾高温载荷的耦合作用而导致破坏失效[5-6]。1984 年墨西哥城的连锁爆炸事故及2019 年江苏盐城响水的特别重大爆炸事故等均为由爆炸碎片和高温载荷引发的典型多米诺效应事故。墨西哥城的连锁爆炸事故共产生了33 块爆炸碎片,造成650人死亡及120万人的紧急疏散[2];江苏盐城特别重大爆炸事故中有多个储罐由于受到冲击作用而造成破坏,事故共造成78 人死亡、76 人重伤,直接经济损失达19.86 亿元[7]。在这些重大事故案例中,受到爆炸碎片影响的目标储罐都同时受到了火灾热辐射的影响。
当前诸多学者开展了爆炸碎片对目标设备影响的研究。如Hauptmanns[8]基于临界残余壁厚概念构建了目标储罐受爆炸碎片撞击后的破坏失效概率模型,但是忽略了临界残余壁厚是一个变化值;陈刚等[9]简化爆炸碎片与目标储罐发生撞击后形成凹坑的不同形状,推导出凹坑形状为圆锥形的球罐或立式储罐剩余强度系数的求解方法,再使用塑性失效理论来求解目标储罐的临界剩余强度系数,最后建立基于临界剩余强度系数的破坏失效准则来判断目标容器在爆炸碎片撞击下是否失效;……
登录APP查看全文
