??? 2．2儲(chǔ)罐壁的熱應(yīng)力及高溫引起的材料軟化

??? 儲(chǔ)罐壁在外焰加熱情況下，往往能達(dá)到很高的溫度。特別是在蒸氣區(qū)，由于蒸氣與壁面間的綜合換熱系數(shù)小，蒸氣區(qū)部分壁面溫度能達(dá)到800℃左右。表1為文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的儲(chǔ)罐爆裂提供了前提條件。在液體區(qū)，液體與壁面間的換熱系數(shù)很大，因此壁面溫度較低。由于液面隨閥門的打開和關(guān)閉而不斷漲落，使得部分壁面時(shí)而處于蒸氣區(qū)，時(shí)而處于液體區(qū)（由圖3中可看到），經(jīng)歷著劇烈的溫度變化。溫度的變化范圍在短時(shí)間內(nèi)可達(dá)幾百度，如此劇烈的溫度變化和高溫會(huì)在儲(chǔ)罐壁內(nèi)產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，與壓力引起的應(yīng)力共同作用，導(dǎo)致儲(chǔ)罐壁面爆裂。

??? 表1

??? 圖3 罐壁溫度（85%丙烷噴射火焰）

??? 3·爆裂過程分析及預(yù)防措施

??? 上面我們分析了誘發(fā)爆裂發(fā)生的原因，即壓力引起的應(yīng)力和熱應(yīng)力及儲(chǔ)罐壁材料的軟化引起儲(chǔ)罐壁局部爆裂。使液化氣以氣液兩相的混合物從裂口噴出，依據(jù)受熱情況、液體性質(zhì)、液體過熱度的大小、器壁材料的強(qiáng)度不同，可產(chǎn)生三種結(jié)果：

??? （1）容器壁材料強(qiáng)度能夠承受液化氣迅速氣化導(dǎo)致的壓力增加，則裂口不再擴(kuò)大；

??? （2）容器壁材料強(qiáng)度不能夠承受液化氣迅速氣化導(dǎo)致的壓力增加，則裂口進(jìn)一步擴(kuò)大，甚至導(dǎo)致容器爆炸；

??? （3）在容器爆裂后裂口在一定時(shí)間內(nèi)不再擴(kuò)大，隨著氣化程度的加劇，裂口重新擴(kuò)展，直到液化氣全部溢出。

??? 液化氣儲(chǔ)罐爆裂事故的預(yù)防措施，我們已在文獻(xiàn)中提及，這里不再闡述。

??? 4·結(jié)論

??? 通過對(duì)PLGS數(shù)值模擬結(jié)果的分析，我們可以得到以下結(jié)論：儲(chǔ)罐壓力在閥門打開后的上升，儲(chǔ)罐壁內(nèi)的熱應(yīng)力及高溫引起儲(chǔ)罐壁材料的軟化是導(dǎo)致儲(chǔ)罐爆裂的主要原因。為了準(zhǔn)確預(yù)測(cè)儲(chǔ)罐的爆裂，有必要對(duì)外焰加熱條件下的儲(chǔ)罐進(jìn)行應(yīng)力和強(qiáng)度分析。