铝穹顶储罐雷击损伤及燃爆风险研究*
2021-04-07毕晓蕾王林峰许延贺张长秀刘全桢刘宝全张英杰
毕晓蕾,王林峰,许延贺,张长秀,陶 彬,姜 辉,刘全桢,刘宝全,高 剑,张英杰
(1.中国石化青岛安全工程研究院化学品安全控制国家重点实验室,山东青岛 266104) 2.中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司,陕西西安 71000) 3.中国石化销售股份有限公司重庆石油分公司,重庆 400010)
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大型浮顶储罐是常用的原油储备设施,直径一般为60~100 m,容积最大可达15×10m。大型浮顶储罐由于浮盘面积大,且直接暴露于大气中,有机气体排放量高、易受环境因素影响、且极易遭受雷击而引起火灾爆炸事故。近几年,国内外开始将结构支撑型铝穹顶应用到大型外浮顶储罐上,API 650《Welded Tanks for Oil Storage》中推荐的穹顶的铝蒙皮板的厚度为1.2 mm,但GB/T 21714.3—2015《雷电防护 第三部分 建筑物的实体损害和生命危险》中指出:为防止雷电击穿,铝合金板最小厚度为7 mm。由于国内外的标准不统一,而且缺乏相应的试验数据,铝穹顶储罐的雷击及防护问题成为学术界争论的焦点。
雷电直击易导致金属穹顶发生熔化、穿孔等烧蚀损伤,进而引燃储罐内部的可燃气体,从而造成储罐火灾、爆炸等事故。2015年某油库内浮顶储罐发生闪爆,现场勘查发现罐顶中央通气孔顶部盖型螺母顶端及防雨罩侧面共有4处灼蚀点穿孔,灼蚀点孔径约1 cm,金属板厚度0.8 mm。
金属材料在直接雷击下烧蚀损伤特性的研究是雷电防护的基础。SAE-ARP5412根据雷电发展的多次回击过程提出的A、B、C、D 4种电流分量被广泛应用于金属的烧蚀研究中,A、B、C、D电流分别对应首次短时回击电流分量、回击间长持续时间电流分量、末次回击后长持续时间电流分量以及后续短持续时间回击电流分量。……
