爆炸碎片撞击下受保护层防护的储罐易损性规律分析

储罐保护层是降低化工园区爆炸碎片多米诺效应事故风险的一类关键安全屏障技术。为探讨不同规格的保护层对爆炸碎片引发储罐失效概率的降低程度，建立化工储罐在铝（Al）及超高分子量聚乙烯（ultra-high molecular weight polyethylene，UHMWPE）纤维保护层防护条件下的极限状态方程与破坏失效概率模型，并用Monte-Carlo模拟方法绘制目标储罐受爆炸碎片撞击的易损性曲线，分析不同厚度、材料、层数及耦合方式的保护层对爆炸碎片事故破坏效应的影响规律。结果表明：两种材料的保护层均能显著降低目标储罐受爆炸碎片撞击的破坏失效概率，降低程度均在80%以上；保护层厚度是影响其降低程度的关键因素，在铝质保护层防护下储罐易损性对厚度变化的敏感性大于UHMWPE纤维保护层；对于总厚度相同的铝质保护层，随层数的增加，储罐破坏失效概率逐渐降低；两种材料耦合的多层保护层对储罐失效概率的降低程度大于多层铝质保护层。研究对实际工况中储罐保护层的合理选材与结构设计具有重要参考意义，并可有效提升化工设备韧性。     

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

爆炸碎片和火灾热辐射是导致储罐区多米诺效应事故升级的重要致损因子。在实际爆炸碎片撞击目标储罐的事故场景中,目标储罐不止只受到爆炸碎片的撞击作用,还受到临近火灾的高温载荷作用。为研究目标储罐在高温环境下受到爆炸碎片撞击的易损性规律,本文建立了目标储罐在温度载荷和爆炸碎片冲击载荷耦合作用下的极限状态方程,并采用蒙特卡洛模拟绘制得到目标储罐在不同罐壁温度下受爆炸碎片撞击的易损性曲线,分析爆炸碎片质量、撞击速度、撞击角度对不同罐壁温度下目标储罐易损性的影响规律。结果表明：爆炸碎片质量和爆炸碎片撞击角与目标储罐易损性成负相关,爆炸碎片速度与目标储罐易损性成正相关。当研究变量为爆炸碎片质量时,在20~400℃和400~600℃两个温度范围内,罐壁温度每上升100℃目标储罐最大破坏失效概率平均增加值分别为3.7%、6.7%。当研究变量为爆炸碎片速度时,在20~600℃的温度范围内,罐壁温度每上升100℃目标储罐最大破坏失效概率平均增加值为3.9%。当研究变量为爆炸碎片撞击角时,在20~600℃的温度范围内,罐壁温度每上升100℃目标储罐最大破坏失效概率平均增加值从0.675%一直增大到7.01%。研究对评估实际事故中爆炸碎片对储罐的损伤及防控爆炸碎片引发的多米诺效应事故具有重要意义。     

化工罐区爆炸碎片多米诺效应影响概率计算模型

爆炸碎片是化工区多米诺事故的重要诱因。从爆炸碎片飞行过程的规律性及碎片产生抛射的不确定性出发,分析化工罐区爆炸碎片破坏性及事故连锁机理。将储罐爆炸瞬间视为一个多方过程,通过求解多方过程状态方程,推导了爆炸碎片初速度计算公式;通过求解碎片飞行的加速度方程并结合边界条件,得到了爆炸碎片飞行距离及飞行速度计算公式;以爆炸碎片飞行规律性分析得到的相关公式为目标函数,分析影响爆炸碎片飞行距离及飞行速度不确定性的随机变量,通过随机抽样并对目标函数不同计算结果的出现频率进行累积,得到爆炸碎片在不同飞行距离上的累积击中概率。通过分析重大危险源单元（major hazard installation unit,MHIU）之间的一次影响及多次影响,构建化工罐区多个重大危险源发生爆炸碎片多米诺影响效应的概率计算模型,揭示爆炸碎片产生、抛射、飞行及打击目标的内在机理,相关分析结果能够为化工园区多米诺事故风险分析奠定基础。     

液氨储罐泄漏事故危险性的定量分析

液氨是在化工及许多行业广泛使用的危险化学物质,因氨气泄漏引起的中毒、爆炸事故时有发生。模拟液氨储罐发生泄漏事故,通过泄漏量估算毒害区域、蒸气云爆炸波及范围,评估企业风险,为制订应急救援预案及安全防范措施提供参考。     

基于ALOHA软件对苯乙烯储罐泄露事故的后果分析

苯乙烯是一种危险的合成高分子材料的重要原料,其储罐发生泄漏会导致火灾、爆炸和人员中毒事故,采用ALOHA软件对储罐泄露后果进行模拟,定量得出了苯乙烯储罐泄露导致火灾、爆炸、中毒事故后果的危害范围。根据对储罐工艺过程风险分析的结果从预防事故发生的可能性及控制事故后果的严重程度两个方面,提出工艺过程风险控制措施。     

基于最大熵原理的卧罐爆炸碎片数量概率分布

分析了储罐爆炸碎片数量与罐形、事故类型、破坏机理的关联性,通过卧罐爆炸事故数据的汇总研究,基于较多的数据,通过统计分析获得了四类爆炸事故数量及碎片数量与分布比例。依据最大熵原理,并通过爆炸事故数据的分析获得可利用的已知信息为碎片数量均值及方差,由此建立四类爆炸事故产生的碎片数量的概率分布模型。结果表明,各爆炸类型生成的碎片数量区间大体上均为［1, 9］,且各类事故中碎片数量1～4均占有较大比例,不同事故类型对应的碎片数量分布比例不同。利用建立的模型计算获得的碎片数量理论概率分布与实际数据的吻合性较好。碎片数量在统计区间［1, 9］内均服从离散指数分布。     

化工园区目标储罐受撞击荷载的易损性分析

化工园区或厂区内,立式储罐撞击荷载的易损性能够反映其抵抗爆炸碎片撞击破坏的能力。本文将立式储罐在爆炸碎片撞击下的破坏失效问题界定为目标储罐撞击荷载的易损性问题,分析得到爆炸碎片随机参数分布。基于最大塑性应变准则构建了目标储罐在爆炸碎片撞击作用下的破裂失效极限状态方程并验证了方程的准确性。应用蒙特卡罗模拟绘制目标储罐在爆炸碎片撞击下的易损性曲线,得出碎片的撞击速度是影响储罐动力学响应的主要因素,撞击角在10°~40°时,角度变化会显著影响爆炸碎片的破坏能力。通过随机参数敏感性分析得出,储罐材料密度、撞击速度与目标储罐破裂失效概率正相关,储罐材料屈服强度、壁厚、碎片质量、撞击角与目标储罐破裂失效概率负相关;在设计制造大型立式储罐时,为了降低撞击荷载易损性,可以选用低密度、高强度级别的钢材,在满足储存工艺要求、施工能力与经济预算的前提下,选用厚度较大的圈板作为罐壁等。     

爆炸球罐尺寸对抛射碎片击中相邻罐体概率的影响

化工储罐爆炸产生碎片的抛射距离和抛射方位具有很大的随机性,一旦击中相邻罐体容易引发多米诺效应。在前人建立的碎片对相邻罐体的击中概率模型中,都忽略了爆炸储罐本身的尺寸,即假定碎片初始抛射高度和抛射水平位移为零。本文以球罐为研究对象,应用MonteCarlo法,计算了考虑爆炸球罐尺寸时抛射碎片对相邻罐体的击中概率。与忽略爆炸球罐尺寸的模型对比表明,击中概率整体偏高。在爆炸球罐自身直径的7倍距离范围内,爆炸球罐本身的尺寸对击中概率的影响可超过10%,不能被忽略。     

环氧乙烷储罐安全风险分析

环氧乙烷是一种爆炸极限范围非常宽的易燃易爆危险化学品,火灾、爆炸风险性较大,本文主要从环氧乙烷的危险特性、储罐危险性分析、储罐事故类型、事故后果模拟计算等方面对环氧乙烷储罐进行安全风险分析。     

子弹斜侵彻阻尼复合装甲的数值模拟

为了研究复合材料阻尼结构的抗冲击性能,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件模拟了12.7 mm的穿甲燃烧弹弹芯侵彻氧化铝/阻尼层/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合装甲的过程,分别计算了钨合金弹芯以不同角度及不同速度侵彻靶板时的吸收能量情况,并探究了不同位置阻尼层厚度对复合装甲吸能效果的影响。计算结果表明,随着复合装甲靶板斜置角度的增加,靶板吸收的能量逐渐增加。通过模拟不同速度的钨合金弹弹芯斜侵彻复合装甲的过程,发现在700 m/s～850 m/s速度范围内复合装甲展现出最佳的吸能效果,且在复合装甲中不同位置的阻尼层达到最佳吸能效果的厚度不同。本工作可为后续研究阻尼复合结构的抗中高速冲击性能提供参考。     

分析化工安全设计中的危险因素及应对措施

化工行业因其化工原料大都具有易燃性、易爆炸性及腐蚀性,因而化工行业是工业中极易发生安全事故的领域。在化工安全设计中应考虑化工原料、化工反应装置、化工反应条件等多种因素,了解危险因素,从而提出实用性的应对措施。     

石油库的火灾、爆炸危险性分析

由于石油库储存的油品及化工产品大部分是易燃易爆物质,部分化工产品还具有一定的毒性,而且石油库储存的数量往往都很大,远远超过GBl8218-2000《重大危险源辨识》的临界量．属于贮存区重大危险源。针对石油库的火灾、爆炸危险性进行充分的分析和辨识,有助于安全技术措施的设计、施工对安全管理,有效地预防安全事故。保障人民群众的生命安全。     

聚脲涂层对储油罐耐冲击性影响的研究

为避免储油罐发生意外碰撞造成巨大损失，考察了新型聚脲防护涂层对油罐车储油罐破坏变形的防护作用。通过储油罐耐冲击实验，分析了不同涂覆方式对聚脲复合涂层耐冲击性的影响，最后通过 LS-DYNA有限元模拟进行验证。结果表明：相比无涂层防护，聚脲涂层对储油罐具有良好的耐冲击防护效果，涂覆聚脲试样比无涂层试样最大变形位移减少了 18. 3 mm。在相同涂层厚度情况下， 2 mm Q190m和 2 mm Q413m聚脲复合涂层耐冲击效果最优，适合作为储油罐的防护涂层。     

A Model for Explosive Reactive Armor Interaction with Shaped Charge Jet

Study of interaction of explosive reactive armor (ERA) with shaped charge jet is the basis for evaluation of the effectiveness of ERA. The physically based theoretical model of this interaction is given. It is incorporated in the NERA computer code. The influences of backward moving plate and forward moving plate thickness, explosive layer thickness, jet attack angle, and distance between ERA and main armor are investigated. The comprehensive analysis of a longitudinal point of impact effect on ERA efficiency, based on NERA code calculations, is presented. Computational results of NERA code are compared with experimental data. The computational and experimental results of penetration in the steel armour target are in good agreement. The developed code enables optimization of explosive reactive armor characteristics.     

Stopping Power of ERA Sandwiches as a Function of Explosive Layer Thickness or Plate Velocities

The stopping power rises in symmetric sandwiches with increasing explosive layer thickness, which is equivalent to higher plate velocities. Further the additional weight is a burden for add‐on armor. Therefore a study was made with very thin sandwich plates of 1 mm as more or less the minimum, what can be used in practice. The reduction effect is more reduced with thicker plates at constant explosive layer thickness. For the penetration reduction the product of plate thickness and plate velocity seems important, as a thumb rule.     

Off-Gas Purification by Means of Membrane Vapor Separation Systems

Abstract

The separation and recovery of volatile hydrocarbon vapors from gasoline tank farm off-gases can in Europe be considered to be a state-of-the-art technology (1). A new application in the treatment of gasoline vapors is the installation of a membrane module in vapor return lines from petrol dispensers to storage tanks at gasoline stations to enhance the vapor recovery efficiency of this system. For solvent vapor recovery, some membrane systems have been installed in the chemical and pharmaceutical industry (2). This paper deals with design features and operating experience.     

储罐火灾爆炸事故发生原因分析及应对措施

储罐做为炼化企业储运系统物料存储的关键设备,具有运行周期长,运行环境恶劣、收付工艺复杂、检修作业风险高、储存介质有毒有害易燃易爆的特点。本文分析了中石化系统内2010年至今发生的储罐火灾爆炸事故案的发生原因,并根据原因提出通过提升储罐本质安全水平和加强储罐检维修过程管理等手段防止储罐火灾爆炸事故的应对措施。     

危险化学品储罐区重大危险源安全分析

通过对环氧乙烷罐区分析得到其构成重大危险源,采用易燃、易爆、有毒重大危险源评价法建模计算,得到其危险程度及危险等级。结果表明易燃、易爆、有毒重大危险源评价法对储罐区重大危险源量化分析与安全控制的实用性,计算结果用于指导化工企业制定重大危险源安全对策措施,以提高企业的安全管理水平。