壓力容器爆炸造成的危害是多方面的,其破壞作用也是很大的,主要有爆炸衝擊波及碎片的破壞作用;有毒介質容器破裂後造成的毒害作用;可燃氣體容器破裂後造成的火災等。
衝擊波及其破壞作用
壓力容器爆炸時,氣體爆炸的能量除了很少一部分消耗於將容器進一步撕裂並將容器或其碎片丟擲以外,大部分爆炸的能量將產生衝擊波。
當容器破裂,高壓氣體大量噴出時,它周圍的空氣受到衝擊而發生擾動,其壓力、密度、溫度等發生突躍變化,這種擾動在空氣中傳播就成為衝擊波。
衝擊波除了破壞建築物以外,還會直接危害在它所波及範圍內人員的人身安全。如衝擊波超壓大於0.1兆帕時,大部分人員會死亡;0.05~0.1兆帕的超壓則會嚴重損傷人的內臟;超壓為0.03~0.05兆帕時可使人的聽覺器官損傷或骨折。
碎片的破壞作用
壓力容器破裂時,殼體可能裂成碎塊或碎片向四周飛散。這些具有較高速度或較大質量的碎片,具有較大的動能,因而也可能造成很大的危害,如果爆炸碎片損壞了附近的裝置或管道,還會引起連鎖爆炸或釀成火災,造成更大的危害。如2005年吉林石化所發生的爆炸火災事故,其波及面擴大的原因就在於爆炸碎片引起的連鎖爆炸。
有毒液化氣體容器破裂時的毒害區
壓力容器所盛裝的液化氣體中,有很多是有毒的,如液氨、液氯、二氧化硫、二氧化氮、氫氰酸等。當盛裝這些介質的容器破裂時,大量液體將蒸發成氣體,從而造成大面積的毒害區域。
可燃液化氣體容器破裂時的燃燒區
有許多壓力容器,特別是大型貯罐,充裝的是可燃液化氣體,如液化石油氣等。這些容器破裂時,一部分液體蒸發成氣體,與周圍空氣混合,達到爆炸極限後遇到適當條件在容器外發生燃燒爆炸,並使其他未被蒸發而以霧狀的液滴散落在空氣中的液體也隨之與周圍空氣混合而著火燃燒。爆炸燃燒後生成的高溫燃氣(水蒸汽、二氧化碳等)與空氣中的氮氣升溫膨脹,形成體積巨大的高溫燃氣團,使周圍很大一片地區變成火海。
可燃液化氣體容器破裂時產生的高溫燃氣的體積及其燃燒範圍可透過計算求得。當已知容器內所裝液化氣體的質量時,若容器破裂後可燃液化氣體完全燃燒,則可根據燃燒化學反應式計算出燃燒所需空氣量和燃燒後生成燃氣的質量;再由可燃液化氣體的燃燒熱值和燃氣的比熱容,計算出溫度可升高多少;最後根據燃氣在標準狀態下的密度,計算出液化氣體完全燃燒生成的燃氣在高溫下的體積。假如這些燃氣以煙團狀向地面擴散,即可由高溫燃氣的體積求出高溫氣體的擴散半徑(有關計算內容,可以參考《壓力容器與管道安全評價》一書)。由此可知,以容器為中心,在擴散半徑的範圍內,所有可燃物都將著火燃燒,在此範圍內的人員也可能被燒傷。
壓力容器爆炸造成的危害是多方面的,其破壞作用也是很大的,主要有爆炸衝擊波及碎片的破壞作用;有毒介質容器破裂後造成的毒害作用;可燃氣體容器破裂後造成的火災等。
衝擊波及其破壞作用
壓力容器爆炸時,氣體爆炸的能量除了很少一部分消耗於將容器進一步撕裂並將容器或其碎片丟擲以外,大部分爆炸的能量將產生衝擊波。
當容器破裂,高壓氣體大量噴出時,它周圍的空氣受到衝擊而發生擾動,其壓力、密度、溫度等發生突躍變化,這種擾動在空氣中傳播就成為衝擊波。
衝擊波除了破壞建築物以外,還會直接危害在它所波及範圍內人員的人身安全。如衝擊波超壓大於0.1兆帕時,大部分人員會死亡;0.05~0.1兆帕的超壓則會嚴重損傷人的內臟;超壓為0.03~0.05兆帕時可使人的聽覺器官損傷或骨折。
碎片的破壞作用
壓力容器破裂時,殼體可能裂成碎塊或碎片向四周飛散。這些具有較高速度或較大質量的碎片,具有較大的動能,因而也可能造成很大的危害,如果爆炸碎片損壞了附近的裝置或管道,還會引起連鎖爆炸或釀成火災,造成更大的危害。如2005年吉林石化所發生的爆炸火災事故,其波及面擴大的原因就在於爆炸碎片引起的連鎖爆炸。
有毒液化氣體容器破裂時的毒害區
壓力容器所盛裝的液化氣體中,有很多是有毒的,如液氨、液氯、二氧化硫、二氧化氮、氫氰酸等。當盛裝這些介質的容器破裂時,大量液體將蒸發成氣體,從而造成大面積的毒害區域。
可燃液化氣體容器破裂時的燃燒區
有許多壓力容器,特別是大型貯罐,充裝的是可燃液化氣體,如液化石油氣等。這些容器破裂時,一部分液體蒸發成氣體,與周圍空氣混合,達到爆炸極限後遇到適當條件在容器外發生燃燒爆炸,並使其他未被蒸發而以霧狀的液滴散落在空氣中的液體也隨之與周圍空氣混合而著火燃燒。爆炸燃燒後生成的高溫燃氣(水蒸汽、二氧化碳等)與空氣中的氮氣升溫膨脹,形成體積巨大的高溫燃氣團,使周圍很大一片地區變成火海。
可燃液化氣體容器破裂時產生的高溫燃氣的體積及其燃燒範圍可透過計算求得。當已知容器內所裝液化氣體的質量時,若容器破裂後可燃液化氣體完全燃燒,則可根據燃燒化學反應式計算出燃燒所需空氣量和燃燒後生成燃氣的質量;再由可燃液化氣體的燃燒熱值和燃氣的比熱容,計算出溫度可升高多少;最後根據燃氣在標準狀態下的密度,計算出液化氣體完全燃燒生成的燃氣在高溫下的體積。假如這些燃氣以煙團狀向地面擴散,即可由高溫燃氣的體積求出高溫氣體的擴散半徑(有關計算內容,可以參考《壓力容器與管道安全評價》一書)。由此可知,以容器為中心,在擴散半徑的範圍內,所有可燃物都將著火燃燒,在此範圍內的人員也可能被燒傷。