爆炸后果分析资料
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典型火灾爆炸事故案例分析报告近年来,各种火灾和爆炸事故频繁发生,给人们的生命财产安全造成了严重威胁。
通过对典型事故案例的深入分析和总结,我们可以更好地了解这些事故背后的原因和影响,提高对火灾安全问题的认识和防范意识。
本文将围绕着几个典型火灾爆炸事故案例展开深入探讨。
I. 案例一:厂房火灾在某化工厂发生的一起厂房火灾中,由于工厂内部消防设施缺乏维护以及员工对突发事件反应不够迅速导致了重大损失。
不及时采取有效措施来扑灭火势,加之现场缺乏紧急疏散通道和标志牌标明逃生出口位置等基础设施不完善,最终造成多人死亡伤亡。
针对这类厂房火灾事故,在预防方面首先需要建立完备的消防设施,并定期进行检查和维修。
员工应接受全面的火灾安全培训,掌握扑救初起火灾的方法,并制定相应的逃生计划。
此外,重视灭火器材和火灾报警装置的配备,并确保其正常使用。
II. 案例二:恶性化工爆炸近期某化学品仓库突发大规模爆炸事故,在城市内造成了巨大的人员伤亡和财产损失。
经过调查发现,该仓库存在着违法储存易燃、易爆物质以及不符合标准的设施等问题。
加之管理人员缺乏专业知识和经验,无法有效地处理突发事故,导致局势严重恶化。
针对这类化工爆炸事故,首先需要建立规范的安全管理体系,明确责任分工和操作流程。
各类危险品必须按照相关法律法规进行正确分类、储存和处置,并定期组织演练防范应急预案。
同时加强对管理人员的培训与考核,提高他们的专业素养和事故处理能力。
III. 案例三:油罐车起火引发连环爆炸在一条高速公路上,某油罐车由于疏忽导致漏油起火,很快引发了连环爆炸。
整个事故过程中,火势迅速扩大,并对周围场地和附近建筑物造成严重损失。
针对此类涉及危险品运输的爆炸事故,需要加强对危险品运输车辆的安全检查和监管。
建立完善的风险评估机制和应急处置预案,确保遇到突发情况能够即时、有效地进行处理。
同时,在工业区域、交通干道周边设置足够数量的灭火器材和消防通道,提供多样化的安全逃生通道。
化工厂火灾事故案例及分析化工厂火灾是一种比较常见的事故,由于在化学生产中使用许多易燃、易爆的化学物质,因此如果在生产过程中操作不慎,很容易引发火灾。
本文将分析一些化工厂火灾事故案例,以及其教训和预防措施。
案例一:2015年天津港爆炸2015年8月12日晚,天津港发生了一起惨痛的爆炸,造成173人死亡,数百人受伤。
据调查,这次爆炸最初是由一个堆积在港口附近的化学品仓库突然爆炸引起的。
而这个仓库属于一家名为天津宝塔化工的企业。
据现场工作人员描述,当时爆炸的化学物品主要是亚硝酸盐和硝酸铵,后来还有钠氰化物被浓烟中散发。
同时,爆炸还引发了建筑物的倒塌和大面积火灾等重大后果。
分析:造成这次爆炸事故的原因可能是由于企业的管理不规范,未能正确处理化学品的储存和运输。
此外,缺乏对当地环境和安全风险的充分认识以及不透明的信息公开也是这次事故的重要原因之一。
为了预防类似的事故,企业应该严格遵守国家安全规范并加强安全管理,以及建立环境监测和信息公开制度。
案例二:2011年上海大火2011年11月15日,上海南汇区的一家化工厂突然发生火灾。
火灾现场是一处工厂一层的化学储存仓库,外面垒满了编织袋、木板和铁皮等物品。
据当地媒体报道,火灾初期波及储存室内的一些化学品,包括氢氧化钠、氢氧化钙和氟化钙等。
起火后,现场迅速涌上了大量的消防人员和警察,但由于现场的灭火条件恶劣,加上化学品储量较大,直到第二天中午才被完全控制住。
分析:这次事故的原因可能是由于储存化学品的场所条件较为简陋,未能进行有效的隔离和防火措施。
此外,当地消防和政府公共管理部门未能及时响应或协调救援,事故扩散造成的后果比较严重。
化工企业应该及时进行储存场所改建、加固,加强防火隔离和抗震能力等措施,以及接受相关部门的安全评估和风险评估。
案例三:2005年印度化工厂泄漏2005年12月3日,印度东北部阿萨姆邦的一家化工厂发生了液氯泄漏事故。
这家化工厂主要生产石墨和氯气,每年的生产量高达15万吨左右。
厂房爆炸后果分析爆炸事故特点1、造成重大人员伤亡和财产损毁由于化工企业生产、加工、储存的化工原料、化工产品本身具有高度的易燃易爆性、易腐蚀性、和有毒性,一旦发生火灾或泄漏事故,常伴随爆炸、复燃复爆,立体、大面积、多火点等形式的燃烧。
不但导致生产停顿、设备损坏,也会造成重大人员伤亡和难以挽回的影响。
2、造成环境污染化工生产所使用的原料,生产的产品、中间体、副产品及其中的杂质和生产中的“三废”排放物均属工业毒物,具有毒性、腐蚀性。
一旦泄漏到大气或排放到江河中易造成大量人员伤亡和大气、水资源污染,影响持久、治理难度大。
3、灭火救援难度大,易造成救援人员伤亡化工安全事故一般来说现场都很复杂,常伴随着燃烧爆炸,火势蔓延猛烈。
如出现有毒气体时,会严重威胁到灭火救援人员的安全;出现的腐蚀性物质,会灼伤救援人员的皮肤和灭火救援器材;发生建筑物倒塌,会造成救援人员伤亡等严重后果。
这些都会给灭火救援工作带来很大的难度。
爆炸事故原因1、原料性质决定事故多很多化工原料的易燃性、反应性和毒性决定了火灾爆炸及中毒事故的频繁发生,压力容器的爆炸及反应物的超音速爆轰,都会产生破坏力极强的冲击波。
2、生产过程事故多化工生产中的副反应生产,处于临界状态或爆炸极限附近的生产都易引发火灾事故。
3、设备破损引起爆炸泄漏生产原料的腐蚀、生产压力的波动、生产流程中的机械振动引起的设备疲劳性损坏以及高温深冷等压力容器的破损;设备设计的不合理、加工工艺的缺陷等,经过生产运行的疲劳性催化,致使设备破损都易引起爆炸泄漏。
4、设备老化引发事故任何化工设备、装置在生产运行中受生产条件影响及本身材质、性能限制都有一定的使用寿命,如高负荷的塔槽、压力容器、反应釜、经常开启的阀门等,运行一定时间后,就会进入多发事故期。
特别是化工企业生产经营不景气,维护管理不到位,经常带病作业,一旦设备进入故障的多发期,事故将很难控制。
5、操作失误引发事故石油化工企业工艺流程复杂,工艺参数多,自动化控制程度高,操作要求高,误操作也是引起火灾的一个原因。
氢气储罐爆炸事故后果分析及应对措施一、事故后果分析1.人员伤亡:氢气储罐爆炸能够释放大量的能量,造成自身与周围环境的伤害。
在爆炸事故中,人员可能会受到直接的爆炸冲击波和剧烈的火焰伤害,导致伤亡事故的发生。
2.重大财产损失:爆炸事故往往伴随着大面积的火灾,火灾在短时间内会造成大量财产的毁坏,例如储罐、设备、周围建筑物等。
因此,在事故后处理火灾以及恢复受损的财产是重要的任务。
3.环境污染:氢气爆炸还可能造成严重的环境污染。
氢气作为一种可燃气体,其燃烧将产生大量烟雾、热辐射和有害气体。
这些有害物质可能污染土壤、水源和大气环境,对生态环境造成不可逆转的破坏。
4.经济影响:氢气储罐爆炸事故对所在地区的经济产生严重影响。
爆炸事故可能致使企业停产停工,造成不可估量的生产停滞和经济损失。
同时,逃逸的氢气可能还会破坏周边企业的设施和设备,间接导致更广泛的经济影响。
二、应对措施1.事故应急预案:企业应建立健全事故应急预案,完善事故应急机制。
该预案应明确各级责任单位及人员的职责和分工,包括应对爆炸事故的救援程序、人员疏散程序以及火灾扑救等。
2.安全管理:加强储罐及相关设施的安全管理,按照规定定期对储罐进行安全检查和维护。
对于储罐内的氢气应按照规定进行泄漏监测,及时发现异常情况并采取措施进行处理。
3.人员培训:对储罐操作人员进行必要的培训和教育,提高其安全意识和紧急处置的能力。
培训内容包括事故应急预案的熟悉、紧急逃生和急救技能的训练,以及对储罐内氢气泄漏等危险情况的判断和处理。
4.监测系统:建立可靠的氢气泄漏监测系统,及时预警、报警并采取相应的控制措施。
监测系统应具备高灵敏度和可靠性,能够实时监测氢气浓度并及时向相关人员报警。
5.安全设施:加强储罐区域的安全设施建设,包括防爆墙、消防设备、泄漏收集装置等。
防爆墙的设置能够减缓爆炸冲击波的传播,并防止爆炸事故扩大。
消防设备和泄漏收集装置能够快速控制火灾和泄漏,减少事故损失。
案例氧气乙炔爆炸事故分析氧气乙炔爆炸事故是一种常见的工业事故,该事故一般发生在氧炔焊接、切割等作业过程中。
下面将对氧气乙炔爆炸事故进行详细分析。
一、事故概述氧气乙炔爆炸事故指的是在焊接、切割等工艺中,由于乙炔与氧气的混合物组成过量,造成气体混合物充满了可燃性气体,遇到火焰、火花等外部点火源引发爆炸。
二、事故原因1.操作不当:焊工在使用氧气和乙炔时,没有按照操作规程进行操作,例如没有正确调节氧气和乙炔的流量和压力,或者没有正确调节火焰的大小和形状。
2.管路泄漏:氧气和乙炔管路泄漏是氧气乙炔爆炸事故的主要原因之一、管路老化、不当安装和使用、维修不及时等都可能导致管路泄漏,使气体混合物积聚到危险浓度。
3.点火源:在操作过程中存在火花、明火、高温设备等点火源,一旦气体混合物遇到点火源,就会发生爆炸。
三、事故分析1.能量积聚:氧气和乙炔是强氧化剂和燃料,当两种气体混合在一起时,会产生大量的热能和火焰。
如果气体混合物无法及时排出或者有堵塞的情况下,积聚的能量超过了安全限度,就会引发爆炸。
2.火焰传播:火焰传播是氧气乙炔爆炸事故中的关键环节,一旦火焰传播到燃烧区域,就会导致气体混合物燃烧,产生大量热量和压力,从而引发爆炸。
3.爆炸后果:氧气乙炔爆炸的后果严重,会造成人员伤亡和物质损失,同时还可能引发连锁反应,导致更大范围的爆炸事故。
四、事故防范措施1.加强操作培训和教育:对从事氧气乙炔操作的人员进行相关培训和教育,提高其安全意识和操作技能,减少人为操作错误引发事故的可能性。
2.检修管路和设备:定期对氧气和乙炔管路进行检修和维护,确保管路的完好无损,避免泄漏和积聚。
3.采取防火措施:在使用氧气和乙炔进行焊接、切割等操作时,应采取有效的防火措施,例如禁止吸烟、禁止火种等。
4.使用防爆设备:在作业现场使用防爆设备,例如防爆灯、防爆电器等,减少外部点火源对气体混合物的引发可能性。
5.建立安全管理制度:企业应建立完善的安全管理制度,明确安全责任和安全操作规程,加强对操作流程和设备使用的监管和管理,减少事故发生的概率。
压力容器发生爆炸事故的后果分析及评价压力容器是化工生产的主要设备之一,本文通过介绍压力容器爆炸的具体形式,重点讨论了压力容器爆炸事故的后果分析、评价方法,以便管理人员能够充分地认识到压力容器的危险性,从而加强安全管理,采取防范措施。
【关键词】压力容器;爆炸事故后果;分析;评价作为特种设备的压力容器,它的用途十分广泛,是一种在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。
压力容器由于密封、承压及介质等原因,容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故。
对于任何一个国家来说,安全生产都是关系民生的大事,是需要常抓不懈的重大课题。
目前,世界各国均将压力容器列为重要的监检产品,由国家指定的专门机构,按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验,但是安全生产的形势仍然十分严峻。
一、压力容器爆炸的特点及形式爆炸按性质可分为物理爆炸和化学爆炸。
发生化学爆炸时会释放出大量的化学能,爆炸影响范围较大,而物理爆炸仅释放出机械能,其影响范围较小。
1)物理爆炸的特点。
在爆炸过程中,造成爆炸发生的介质的状态参数发生变化,而化学性质不变化。
例如锅炉、压力容器和各种气体或液化气体钢瓶的超压爆炸。
2)化学爆炸的特点。
爆炸发生过程中介质的化学性质发生了变化,形成爆炸的能源来自物质迅速发生化学变化时所释放的能量。
它主要有以下几种类型:蒸气云团的可燃混合气体遇火源突然燃烧,是在无限空间中的气体爆炸;受限空间内可燃混合气体的爆炸;化学反应失控或工艺异常造成的压力容器爆炸;不稳定的固体或液体爆炸。
二、压力容器爆炸事故的后果分析和评价1)爆炸冲击波的破坏作用。
爆炸冲击波是一种介质状态(压力、密度、温度等)突跃变化的强扰动传播,最常见的形式是空气冲击波,其传播速度大于声速。
多数情况下,冲击波的破坏伤害作用是由超压引起的。
超出周围压力的最大压力称为峰值超压△p,一般情况下超压意味着侧向超压,即压力是在压力传感器与冲击波相垂直的条件下测量得到的。
化工企业火灾爆炸事故案例分析随着化工产业的快速发展,化工企业火灾爆炸事故频发。
这些事故不仅给企业及其员工带来了巨大损失,还对其所在社区和环境造成了不可挽回的破坏。
本文将分析几起典型的化工企业火灾爆炸事故案例,从根本原因和应对措施两方面探讨预防和应对此类事故的有效方法。
一、天津爆炸事故2015年8月12日,位于中国天津港的一家危化品仓库出现爆炸,事故导致173人死亡,数百人受伤,经济损失达到史无前例的70亿人民币。
经过调查,事故原因主要包括管理漏洞、违规操作、安全设施不到位等多方面问题。
比如事故发生前,危化品仓库并未按照国家相关法律法规履行备案手续,且在存储危化品时存在假冒伪劣化学品等违规情况。
其次,在火灾发生后,由于现场消防设施设备老化,且储存的危化品类型和大量超标、超限的运输标准,致使火势失控并引爆大量仓库内储存的地下储油罐区,从而造成更大的损失。
针对天津爆炸事故的教训,化工企业需要从以下几方面进行改进:1.加强安全意识和管理水平。
化工企业应该对员工进行必要的安全培训,规范危化品存储、销售和使用的流程,并安排专人负责安全问题的监管和检查。
此外,应加强与政府监管部门的沟通与协调,定期检查相关设备和设施的安全性和可靠性。
2.强化战略安全意识。
化工企业应该深刻认识到危化品在不当管理下的可能性后果,从而树立起全面的战略安全意识。
企业应明确危险源的判断和应对程序,建立完善的应急预案,确保事故发生时能够及时、准确地应对和处置。
3.严格落实安全制度。
化工企业应突出从源头上保证生产安全的重要性,建立健全的安全管理制度和书面安全操作规程,扎实开展安全检查和培训工作,使员工具备应对突发事件的能力和技能。
二、台州火灾事故2019年7月6日,位于浙江台州市椒江区的一家化工企业发生爆炸事故,导致至少三人死亡、多人受伤。
初步调查结果表明,事故是由工人在处理储存的废旧电脑主板时,未采取安全措施而引发的。
此外,在事故现场的消防措施也存在严重缺陷,导致火势失控较快蔓延。
石化火灾爆炸事故案例分析总结引言:近年来,石化行业作为我国经济的支柱产业之一,其发展迅速。
然而,随着石化企业的不断增加,火灾爆炸事故也时有发生,造成了严重的人员伤亡和财产损失。
本文将通过对几起典型的石化火灾爆炸事故案例进行分析,并总结出原因与应对措施,以期提醒相关部门和企业加强安全管理,从而尽可能地避免类似事故再次发生。
一、事故案例一:某石化企业罐区泄漏导致火灾爆炸该案例发生于某省份的一家大型石化企业。
在一个晴朗的夜晚,由于管道老化未及时更换和操作错误等原因,罐区内液体储存罐附近突然发生泄漏并遇到明火。
随即,在缺乏应急处置和扑救措施的情况下,泄漏物质引发了剧烈爆燃。
此次事故造成多人死亡、重大财产损失,且爆炸引发的毒性气体对周边环境造成了长期污染。
分析与总结:- 管理不善:该企业存在安全管理漏洞,对于管道老化和设备维护未能及时发现和修复,缺乏有效的巡检和维护措施。
- 人为操作错误:事故中操作人员没有根据应急预案迅速反应,未进行扑救措施,导致泄漏物质燃烧进一步蔓延。
- 应急处置不力:缺乏针对罐区泄漏火灾的合理处置方案以及紧急撤离和警告机制,导致无法及时控制扩大的火势。
二、事故案例二:储罐油料装卸过程意外引发爆炸这起事故发生在一家规模较小的化工企业。
在一次常规储罐油料装卸过程中,由于使用了低质量的接口密封件以及操作人员保养不到位等原因,在装卸过程中出现泄露情况,并很快积聚成易燃气体。
当一个可见明火介入时,爆炸发生并迅速蔓延,造成数人死亡和多人受伤。
分析与总结:- 印证不严谨:该化工企业在储罐装卸过程中没有使用高质量的接口密封件,并忽略了正常保养维护程序。
- 隐患暴露不及时:泄漏情况未能及时侦测和汇报,工作人员对于危险条件缺乏足够的认识和警惕性。
- 危险源管理不严格:该企业在装卸过程中没有进行等必要的安全措施,如油料泄漏处理、防静电措施等。
三、事故案例三:化工厂酸碱混存引发火灾该案例发生在一个大型化工企业。
重大事故后果分析方法:爆炸爆炸是物质的一种非常急剧的物理、化学变化,也是大量能量在短时间内迅速释放或急剧转化成机械功的现象。
它通常借助于气体的膨胀来实现。
从物质运动的表现形式来看,爆炸就是物质剧烈运动的一种表现。
物质运动急剧增速,由一种状态迅速地转变成另一种状态,并在瞬间内释放出大量的能。
一般说来,爆炸现象具有以下特征:(1)爆炸过程进行得很快;(2)爆炸点附近压力急剧升高,产生冲击波;(3)发出或大或小的响声;(4)周围介质发生震动或邻近物质遭受破坏。
一般将爆炸过程分为两个阶段:第一阶段是物质的能量以一定的形式(定容、绝热)转变为强压缩能;第二阶段强压缩能急剧绝热膨胀对外做功,引起作用介质变形、移动和破坏。
按爆炸性质可分为物理爆炸和化学爆炸。
物理爆炸就是物质状态参数(温度、压力、体积)迅速发生变化,在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。
物理爆炸的特点是:在爆炸现象发生过程中,造成爆炸发生的介质的化学性质不发生变化,发生变化的仅是介质的状态参数。
例如锅炉、压力容器和各种气体或液化气体钢瓶的超压爆炸。
化学爆炸就是物质由一种化学结构迅速转变为另一种化学结构,在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。
例如可燃气体、蒸气或粉尘与空气混合形成爆炸性混合物的爆炸。
化学爆炸的特点是:爆炸发生过程中介质的化学性质发生了变化,形成爆炸的能源来自物质迅速发生化学变化时所释放的能量。
化学爆炸有3个要素:反应的放热性、反应的快速性和生成气体产物。
从工厂爆炸事故来看,有以下几种化学爆炸类型:(1)蒸气云团的可燃混合气体遇火源突然燃烧,是在无限空间中的气体爆炸;(2)受限空间内可燃混合气体的爆炸;(3)化学反应失控或工艺异常造成压力容器爆炸;(4)不稳定的固体或液体爆炸。
总之,发生化学爆炸时会释放出大量的化学能,爆炸影响范围较大,而物理爆炸仅释放出机械能,其影响范围较小。
1 物理爆炸的能量物理爆炸如压力容器破裂时,气体膨胀所释放的能量(即爆破能量)不仅与气体压力和容器的容积有关,而且与介质在容器内的物性相态有关。
有的介质以气态存在,如空气、氧气、氢气等,有的以液态存在,如液氨、液氯等液化气体、高温饱和水等。
容积与压力相同而相态不同的介质,在容器破裂时产生的爆破能量也不同,爆炸过程也不完全相同,其能量计算公式也不同。
1.1 压缩气体与水蒸气容器爆破能量当压力容器中介质为压缩气体,即以气态形式存在而发生物理爆炸时,其释放的爆破能量为:(1)式中Eg——气体的爆破能量,kJ;p——容器内气体的绝对压力,MPa;V——容器的容积,m3;κ——气体的绝热指数,即气体的定压比热与定容比热之比。
常用气体的绝热指数数值如表1所示。
表1 常用气体的绝热指数从表1可看出,空气、氮、氧、氢及一氧化氮、一氧化碳等气体的绝热指数均为1.4或近似1.4,如用κ=1.4代入式(1)中,得到气体的爆破能量为:(2)Eg=CgV(3)式中Cg——常用压缩气体爆破能量系数,kJ/m3。
压缩气体爆破能量系数Cg是压力p的函数,各种常用压力下的气体爆破能量系数如表2所示。
表2 常用压力下的气体容器爆破能量系数(κ=1.4时)如将κ=1.135代入式(1),可得干饱和蒸汽容器爆破能量为:(4)用式4计算有较大的误差,因为没有考虑蒸汽干度的变化和其他一些影响,但可以不用查明蒸汽热力性质而直接计算,对危险性评价可提供参考。
对于常用压力下的干饱和蒸汽容器的爆破能量可按下式计算:Es=CsV(5)式中Es——水蒸气的爆破能量,kJ;V——水蒸气的体积,m3;Cs——干饱和水蒸气爆破能量系数,kJ/m3。
各种常用压力下的干饱和水蒸气容器爆破能量系数如表3所示。
表3 常用压力下干饱和水蒸气容器爆破能量系数1.2 介质全部为液体时的爆破能量通常用液体加压时所做的功作为常温液体压力容器爆炸时释放的能量,计算公式如下:(6)式中E L——常温液体压力容器爆炸时释放的能量,kJ;p——液体的压力(绝),Pa;V——容器的体积,m3;βt——液体在压力卢和温度T下的压缩系数,Pa—1。
1.3 液化气体与高温饱和水的爆破能量液化气体和高温饱和水一般在容器内以气液两态存在,当容器破裂发生爆炸时,除了气体的急剧膨胀做功外,还有过热液体激烈的蒸发过程。
在大多数情况下,这类容器内的饱和液体占有容器介质重量的绝大部分,它的爆破能量比饱和气体大得多,一般计算时不考虑气体膨胀做的功。
过热状态下液体在容器破裂时释放出爆破能量可按下式计算:E=[(H1—H2)—(S1—S2)T1]W(7)式中E——过热状态液体的爆破能量,kJ;H1——爆炸前液化液体的焓,kJ/kg;H2——在大气压力下饱和液体的焓,kJ/kg;S1——爆炸前饱和液体的,熵,kJ/(kg·℃);S2——在大气压力下饱和液体的熵,kJ/(kg·℃);T1——介质在大气压力下的沸点,℃;W——饱和液体时质量,kg。
饱和水容器的爆破能量按下式计算:Ew=CwV(8)式中Ew——饱和水容器的爆破能量,kJ;V——容器内饱和水所占的容积,m3;Cw——饱和水爆破能量系数,kJ/m3,其值如表4所示。
表4 常用压力下饱和水爆破能量系数2 爆炸冲击波及其伤害-破坏作用2.1 冲击波超压的伤害-破坏作用压力容器爆破时,爆破能量在向外释放时以冲击波能量、碎片能量和容器残余变形能量3种形式表现出来。
根据介绍,后二者所消耗的能量只占总爆破能量的3%~15%,也就是说大部分能量是产生空气冲击波。
冲击波是由压缩波迭加形成的,是波阵面以突进形式在介质中传播的压缩波。
容器破裂时,容器内的高压气体大量冲出,使它周围的空气受到冲击而发生扰动,使其状态(压力、密度、温度等)发生突跃变化,其传播速度大于扰动介质的声速,这种扰动在空气中传播就成为冲击波。
在离爆破中心一定距离的地方,空气压力会随时间迅速发生而悬殊的变化。
开始时,压力突然升高,产生一个很大的正压力,接着又迅速衰减,在很短时间内正压降至负压。
如此反复循环数次,压力渐次衰减下去。
开始时产生的最大正压力即是冲击波波阵面上的超压△p。
多数情况下,冲击波的伤害一破坏作用是由超压引起的。
超压△p可以达到数个甚至数十个大气压。
冲击波伤害一破坏作用准则有:超压准则、冲量准则、超压一冲量准则等。
为了便于操作,下面仅介绍超压准则。
超压准则认为,只要冲击波超压达到一定值时,便会对目标造成一定的伤害或破坏。
超压波对人体的伤害和对建筑物的破坏作用如表5和表6所示。
表5 冲击波超压对人体的伤害作用表6 冲击波超压对建筑物的破坏作用2.2 冲击波的超压冲击波波阵面上的超压与产生冲击波的能量有关,同时也与距离爆炸中心的远近有关。
冲击波的超压与爆炸中心距离的关系:△p∝R—n(9)式中△p——冲击波波阵面上的超压,MPa;R——距爆炸中心的距离,m;n——衰减系数。
衰减系数在空气中随着超压的大小而变化,在爆炸中心附近内为2.5~3;当超压在数个大气压以内时,n=2;小于1atm(0.1MPa)时,n=1.5。
实验数据表明,不同数量的同类炸药发生爆炸时,如果距离爆炸中心的距离R之比与炸药量q三次方根之比相等,则所产生的冲击波超压相同,用公式表示如下:如(10)式中R——目标与爆炸中心距离,m;R0——目标与基准爆炸中心的相当距离,m;q0——基准爆炸能量,TNT,kg;q——爆炸时产生冲击波所消耗的能量,TNT,kg;△p——目标处的超压,MPa;△p0——基准目标处的超压,MPa;α——炸药爆炸试验的模拟比。
式10也可写成为:△p(R)=△p0(R/α)(11)利用式11就可以根据某些已知药量的试验所测得的超压来确定在各种相应距离下任意药量爆炸时的超压。
表7是1 000kgTNT炸药在空气中爆炸时所产生的冲击波超压。
表7 1 000k8TNT爆炸时冲击波超压综上所述,计算压力容器爆破时对目标的伤害/破坏作用,可按下列程序进行。
(1)首先根据容器内所装介质的特性,分别选用式2~式8计算出其爆破能量正。
(2)将爆破能量q换算成TNT当量q0,因为1kg TNT爆炸所放出的爆破能量为4230 kJ/kg~4 836kJ/kg,一般取平均爆破为4 500kJ/kg,故其关系为:q=E/q INT=E/4 500(12)(3)按式10求出爆炸的模拟比α,即:α=(q/q0)1/3=(q/1 000) 1/3=0.1q1/3(13)(4)求出在1 000kgTNT爆炸试验中的相当距离R0,即R0=R/α。
(5)根据R0值在表7中找出距离为R0处的超压△p0(中间值用插入法),此即所求距离为R处的超压。
(6)根据超压△p值,从表5和表6中找出对人员和建筑物的伤害一破坏作用。
2.3 蒸气云爆炸的冲击波伤害一破坏半径爆炸性气体以液态储存,如果瞬态泄漏后遇到延迟点火或气态储存时泄漏到空气中遇到火源,则可能发生蒸气云爆炸。
导致蒸气云形成的力来自容器内含有的能量或可燃物含有的内能,或两者兼而有之。
“能”主要形式是压缩能、化学能或热能。
一般说来,只有压缩能和热能才能单独导致形成蒸气云。
根据荷兰应用科研院(TNO(1979))建议,可按下式预测蒸气云爆炸的冲击波损害半径:R=Cs(NE)1/3(14)式中R——损害半径,m;E——爆炸能量,kJ,可按下式取:E=VHc(15)V——参与反应的可燃气体的体积m3;Hc——可燃气体的高燃烧热值,取值情况如表8所示;N——效率因子,其值与燃料浓度持续展开所造成损耗的比例和燃料燃烧所得机械能的数量有关,一般取N=10%;Cs——经验常数,取决于损害等级,其取值情况如表9所示。
表8 某些气体的高燃烧热值(kJ/m3)表9 损害等级表。