2、压力容器与道典型失效案三 2.1典型爆炸事故案例 ■爆炸分为物理爆炸和化学爆炸 ■物理爆炸是指物理原因(温度、压力) 使容器或管道的工作应力超过极限强度 ■化学爆炸是指异常化学反应使压力急剧 增加引起的。一般是由于可燃性气体与 空气的混合达到了爆炸极限范围,或是 放热化学反应失控。 ■两者可以通过爆炸能量的估算进行区分
2、压力容器与管道典型失效案例 爆炸分为物理爆炸和化学爆炸。 物理爆炸是指物理原因（温度、压力） 使容器或管道的工作应力超过极限强度。 化学爆炸是指异常化学反应使压力急剧 增加引起的。一般是由于可燃性气体与 空气的混合达到了爆炸极限范围，或是 放热化学反应失控。 两者可以通过爆炸能量的估算进行区分。 2.1 典型爆炸事故案例
2.1.1西安"35”液化 ■1998年3月5日,西安液化石油气站2个 400m3球罐发生特大爆炸事故 ■事故过程为:下午4:40发现1号球罐下部 排污管道法兰泄漏,虽然消防战士和职工 奋力抢救,但由于没有先进的堵漏技术 泄漏持续约3h,整个厂区充满了石油气, 配电间电火花引爆,形成厂区大火,使球 罐温度急剧升高,最终物理爆炸。 ■法兰泄漏与一只紧固螺栓的疲劳断裂有关。 事故性质确定为设备事故
2.1.1 西安“3·5”液化石油气站特大爆炸事 故 1998年3月5日，西安液化石油气站2个 400 m3球罐发生特大爆炸事故。 事故过程为：下午4：40发现1号球罐下部 排污管道法兰泄漏，虽然消防战士和职工 奋力抢救，但由于没有先进的堵漏技术， 泄漏持续约3h，整个厂区充满了石油气， 配电间电火花引爆，形成厂区大火，使球 罐温度急剧升高，最终物理爆炸。 法兰泄漏与一只紧固螺栓的疲劳断裂有关。 事故性质确定为设备事故
2.1.2四川七桥输气站‘7·18”爆炸事故等 1998年7月18日,四川大天池气田天然气管线七桥输气站分离 器管道发生特大爆炸事故。 ≯事故过程:7月17日在修复泄漏的法兰后,进行用天然气置换 管道系统内的空气作业,置换气流速度为20.6m/s,远大于技 术标准要求的小于5m/s,随后工作人员发现管道有升温、升压 现象,进行了水冷降温和放空处理,效果不明显,在打开管道 系统的一个阀门时发生了管道弯头处的爆炸。 ˆ爆炸管道弯头为20钢273×9无缝管弯制,材质正常。大的爆炸 碎片有6块,最重的为18.8kg,飞出318m远。爆炸源区断口为 塑性剪切,壁厚明显减薄,快速断裂区断口有人字纹,尖端指 向源区。管道内发现有硫化铁产物。为了确定爆炸性质,在现 场调査的数据基础上,进行了爆炸能量的估算,确认该事故为 化学爆炸,是管道内天然气与空气混合达到爆炸极限,起因是 管道内有氧存在使硫化物自燃 1997年大庆油田、1998年中原油田发生的两起注天然气压缩机 出口管爆炸事故,均为天然气的化学爆炸,与七桥事故相似
2.1.2 四川七桥输气站“7·18”爆炸事故等 1998年7月18日，四川大天池气田天然气管线七桥输气站分离 器管道发生特大爆炸事故。 事故过程：7月17日在修复泄漏的法兰后，进行用天然气置换 管道系统内的空气作业，置换气流速度为20.6m/s，远大于技 术标准要求的小于5m/s，随后工作人员发现管道有升温、升压 现象，进行了水冷降温和放空处理，效果不明显，在打开管道 系统的一个阀门时发生了管道弯头处的爆炸。 爆炸管道弯头为20钢273×9无缝管弯制，材质正常。大的爆炸 碎片有6块，最重的为18.8kg，飞出318m远。爆炸源区断口为 塑性剪切，壁厚明显减薄，快速断裂区断口有人字纹，尖端指 向源区。管道内发现有硫化铁产物。为了确定爆炸性质，在现 场调查的数据基础上，进行了爆炸能量的估算，确认该事故为 化学爆炸，是管道内天然气与空气混合达到爆炸极限，起因是 管道内有氧存在使硫化物自燃。 1997年大庆油田、1998年中原油田发生的两起注天然气压缩机 出口管爆炸事故，均为天然气的化学爆炸，与七桥事故相似
2.1.3北乐东万 火灾爆 故 ·1997年6月27日北京东方化工厂罐区发生了 特大火灾爆炸事故,死亡20余人。 ·经过事故调查结论为:石脑油A罐“装满外 溢”蒸发,造成大面积的石脑油气的爆炸、 爆燃、燃烧,最后引起乙烯B罐的爆炸 石脑油A罐“装满外溢”(“冒顶”)是整个事 故的起因,显然应属于违章操作引起的责任 事故
2.1.3北京东方化工厂“6·27”特大火灾爆炸事 故 • 1997年6月27日北京东方化工厂罐区发生了 特大火灾爆炸事故，死亡20余人。 • 经过事故调查结论为：石脑油A罐“装满外 溢”蒸发，造成大面积的石脑油气的爆炸、 爆燃、燃烧，最后引起乙烯B罐的爆炸。 • 石脑油A罐“装满外溢”(“冒顶”)是整个事 故的起因，显然应属于违章操作引起的责任 事故
2.1.4美国丁二烯铁路罐车的灾难性爆炸 ■20世纪90年代美国发生了一起丁二烯铁路罐车的灾难性爆炸事故。罐车长 19m,外径3054mm,筒体厚度15.9mm,封头厚度17.5mm,容积127m3。 安全阀设置压力193MPa,材料相当于20Mn 该罐车在3个月前的例行维修中未进行最后填充氮气的处理,即事故前罐车内 是存有空气的。一列罐车在丁二烯储运场开始充装丁二烯,该罐车在最后充装 位置,环境温度-5.6℃,约1.5h后,罐内压力达到0.79~0.83MPa。为了释 放过高的压力,将罐车与放空管道相连,放空管道通向放空火炬装置,该装置 可以点燃释放的气体。在打开放空管道时,现场人员看到一个小火炬点燃,但 是只有几秒钟便熄灭。随后听到两个爆炸声在放空火炬装置,同时听到一个爆 炸声在该罐车,并且有一个铅笔状火焰从安全阀急剧升起,高度达15m。随即 该罐车剧烈爆炸,60余个碎片飞出,最远达195m,总重约5227kg。爆炸时, 罐内丁二烯蒸气占有的空间为20%(约25m3) ■分析结论为罐车设计、选用材料、材料缺陷、罐车制造、维护使用均与丁二烯 化学爆炸事故有关。爆炸是在安全阀打开(压力为1.93MPa后,但是明显低于 正常承载能力(2.76MPa时发生的,显然与入孔一罐体连接结构不合理造成高 度应力集中以及材料存在缺陷有关。当然,如果罐车内没有空气存在,也不会 引起丁二烯的爆炸。爆炸点火应当是打开放空管道时的静电火花。 ■防止措施:①改善人孔一罐体连接结构设计,增加圆锥形过渡段,减少应力 集中;②严格控制材料冶金质量;③防止违章操作,充装丁二烯以前罐车内 定要充氮惰性处理,并且充装丁二烯的压力不大于827kPa
2.1.4美国丁二烯铁路罐车的灾难性爆炸 20世纪90年代美国发生了一起丁二烯铁路罐车的灾难性爆炸事故。罐车长 19m，外径305 4mm，筒体厚度15.9mm，封头厚度17.5mm，容积127m3。 安全阀设置压力1.93MPa，材料相当于20Mn。 该罐车在3个月前的例行维修中未进行最后填充氮气的处理，即事故前罐车内 是存有空气的。一列罐车在丁二烯储运场开始充装丁二烯，该罐车在最后充装 位置，环境温度-5.6℃ ，约1.5h后，罐内压力达到0.79～0.83MPa。为了释 放过高的压力，将罐车与放空管道相连，放空管道通向放空火炬装置，该装置 可以点燃释放的气体。在打开放空管道时，现场人员看到一个小火炬点燃，但 是只有几秒钟便熄灭。随后听到两个爆炸声在放空火炬装置，同时听到一个爆 炸声在该罐车，并且有一个铅笔状火焰从安全阀急剧升起，高度达15m。随即 该罐车剧烈爆炸，60余个碎片飞出，最远达195m，总重约5227kg。爆炸时， 罐内丁二烯蒸气占有的空间为20%(约25m3)。 分析结论为罐车设计、选用材料、材料缺陷、罐车制造、维护使用均与丁二烯 化学爆炸事故有关。爆炸是在安全阀打开(压力为1.93MPa)后，但是明显低于 正常承载能力(2.76MP a)时发生的，显然与入孔一罐体连接结构不合理造成高 度应力集中以及材料存在缺陷有关。 当然，如果罐车内没有空气存在，也不会 引起丁二烯的爆炸。爆炸点火应当是打开放空管道时的静电火花。 防止措施：① 改善人孔一罐体连接结构设计，增加圆锥形过渡段 ，减少应力 集中；②严格控制材料冶金质量；③防止违章操作，充装丁二烯以前罐车内一 定要充氮惰性处理，并且充装丁二烯的压力不大于827kPa