隔板与保护层对球罐爆炸碎片连锁破坏概率的影响

依据塑性理论分析了隔板与保护层存在的条件下碎片抛射与破坏目标的过程,建立了碎片穿透隔板后三维体系内的运动方程,并以球罐为例,应用Monte-Carlo法模拟了隔板与保护层对爆炸碎片连锁破坏效应的影响规律。结果表明,隔板仅在其尺寸范围内阻止碎片的飞行,降低部分碰撞概率值;而保护层可占有较大的破坏概率,显著减少目标破坏的可能性。偏差分析显示,保护层对连锁破坏概率的降低程度超过了90%,为隔板情况下的2～3倍。碎片连锁破坏概率随保护层厚度的变化呈现指数递减关系。研究结果可为球罐防护措施的设计提供理论依据,为了降低多米诺效应出现的频率,应最大限度地避免罐体本身与碎片的接触。     

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。     

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。     

球罐BLEVE碎片抛射的Monte-Carlo分析

多米诺效应是引发化工厂发生重大灾害性事故的主要原因之一,其总后果的严重性远远超过初始事故后果的严重性。目前研究多米诺效应主要考虑热辐射、超压和碎片3种扩展向量,其中爆炸碎片具有很大的随机性,而且破坏后果常常很严重。对爆炸碎片的研究是个热点和难题。本文以墨西哥城液化石油气爆炸事故中球罐发生沸腾液体扩展为蒸气云爆炸（BLEVE）为例,通过Monte-Carlo方法模拟,利用有关的数据和资料确定爆炸碎片产生和飞行中的不确定性参数的概率密度分布,从而计算出碎片的抛射范围。并在此基础上,考虑目标容器和风的影响,将二维轨迹方程扩展为三维方程,并计算得到在给定位置处的目标容器受到碎片冲击的概率。本文的研究结果对于定量评价球罐发生BLEVE之后碎片所造成的危险分析具有重要意义。     

浅水爆炸对破坏半径的影响

水中兵器装药在离水面比较近处爆炸，由于自由面的影响，其装药的有效破坏半径减小，毁伤效能降低。现采用1kgTNT当量药包，进行浅水爆炸试验；应用最小二乘法、冲量等效、能量等效方式处理p（t）关系式，得到二种有效破坏半径的计算公式：Rs＝0．7636R＋0．2603H；Rs＝0．9301R＋0．1047H。     

2015天津爆炸建筑物破坏TNT当量的核算

文章分析比较了多种爆炸药量的计算方法。根据天津某仓库爆炸损毁现场建筑物距爆炸地点距离和损毁情况判定超压数值,通过公式计算不同当量、不同距离下建筑物的破坏程度。通过与现场情况对比,确定爆炸时的理论TNT当量。     

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。     

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。     

浅谈地震灾害对液氨球罐的影响

处于地震带的球罐受到严重影响,本文描述地震对液氨球罐的具体破坏,浅析原因,以及如果在地震带建造球罐应注意的防范措施和建议。     

球形容器与管道内甲烷-空气混合物爆炸强度的尺寸效应

通过实验和理论分析,从球形容器内径、单个球形容器接管长度和连通容器连通管道长度变化3个方面,研究了球形容器与管道内甲烷-空气混合物爆炸强度的尺寸效应。研究表明:单个球形容器接管后,球形容器中最大爆炸压力和最大压力上升速率均随接管长度的增加逐渐减小,而小球接管时的管道末端气体最大爆炸压力和最大压力上升速率随连接管道长度的增加逐渐增加;在连通器结构中,传爆容器中最大爆炸压力和最大压力上升速率随连通管道长度的增加呈线性关系增加。研究结果揭示了尺寸效应对气体爆炸强度的影响规律,为球形容器与管道泄爆安全设计提供依据和重要参考。     

连锁效应下化工装置定量风险分析初选方法

化工过程装置定量风险分析(QRA)首先面对装置初选的问题。基于2类危险源理论和装置连锁事故的主要诱因和过程机理分析,得出化工过程装置风险主要包括二方面:装置内危险物质的数量和危险特性,装置之间的事故连锁效应。提出与化工过程装置火灾、爆炸及毒物泄漏事故相对应的3类装置固有风险指标和2类装置事故连锁风险指标。基于2类风险指标分别建立装置专项事故风险综合评价矩阵,通过矩阵计算获得各装置专项事故综合风险的相对高低,并确立装置初选的最低条件,完成装置的初选,并通过实例应用演示了该方法。     

装甲抗侵彻技术研究进展及对化工储罐保护层风险防控的借鉴

爆炸碎片对化工储罐的侵彻作用破坏性极强,储罐保护层技术作为侵彻事故风险防控的重要手段却仍处于起步阶段。典型的保护层技术,如军事装甲技术研究已经较为成熟,可为储罐保护层技术发展提供重要的借鉴意义。本文系统分析了国内外有关化工储罐保护层及军事装甲防护侵彻损伤的相关文献,指出化工储罐保护层技术研究亟待解决的问题,并参考装甲技术研究进展提出其进一步研究方向：在材料选取方面应考虑防弹金属、陶瓷以及一些新兴材料的应用及耦合设计;在结构设计方面可以采用实验及数值模拟两种方法,研究储罐保护层层数、各层厚度比、各层排列顺序、层间间隙等诸多关键参数对储罐保护层抗侵彻性能的影响。通过对侵彻事故发生概率及事故后果严重程度两方面的表征,为储罐保护层技术在爆炸碎片多米诺效应事故风险防控中的应用提供参考。