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网上信誉搏彩平台有哪些空压机储气罐爆炸原因

  空压机储气罐爆炸起因分解 声忠铭 倪进 飞 尤晋 广州市特种承压修造检测酌量院, 广州 5 1 0 1 0 0 摘要 :某空压机储气罐正在利用历程中发作爆炸,通过对搜罗到的储气罐碎片举办断口及轮廓 宏观分解、 资料化学因素和力学机能分解、 扫描电镜分解, 并采用有限元应力分解软件举办外面爆 破压力计划, 寻找了储气罐爆炸的起因。 结果评释, 爆炸系空压机润滑油微液滴随压缩氛围流排进 储气罐变成多量积碳, 当其与储气罐内肯定浓度的氧气相羼杂后, 正在空压机机器运转历程中勉励能 源的功用下发作猛烈的燃烧化学反响,瞬时发作高温高压而导致储气罐发作爆炸。 环节词:空压机储气罐; 爆炸; 积碳;燃烧 E x p l o s i o n R e a s o n A n a l y s i s o f a G a s h o l d e r o f a i r c o m p r e s s o r N I J i n - f e i Y O U J i n L U Z h o n g - m i n g G u a n g z h o u S p e c i a l P r e s s u r e E q u i p m e n t I n s p e c t i o n & R e s e a r c h I n s t i t u t e , G u a n g z h o u , 5 1 0 1 0 0 A b s t r a c t : T h e g a s h o i d e r ' s f r a g m e n t s o f o n e a i r c o m p r e s s o r w e r e c o l l e c t e d a n d i n s p e c t e d a f t e r i t w a s e x p l o d e d d u r i n g o p e r a t i o n . W i t h t h e m a c r o s c o p i c a n a l y s i s o n t h e f r a c t u r e a n d t h e s u r f a c e o f t h e f r a g m e n t s b y S E M , t h e a n a l y s i s o n t h e c h e m i c a l c o m p o s i t i o n s o f t h e c o n c e r n e d m a t e r i a l , p l u s t h e m e c h a n i c a l p r o p e r t y a n a l y s i s a n d t h e c a l c u l a t i o n o f t h e t h e o r e t i c a l e x p l o d e d p r e s s u r e b y f i n i t e e l e m e n t s ' a n a l y s i s s o f t w a r e , t h e k e y r e a s o n f o r t h e g a s h o l d e r ' s e x p l o s i o n w a s f o u n d . T h e r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t t h e l u b r i c a n t o i l d r o p l e t s i n a i r c o m p r e s s o r w e r e e m i t t e d i n t o t h e g a s h o l d e r t o g e t h e r w i t h t h e c o m p r e s s e d a i r a n d f o r m e d p l e n t y o f a c c u m u l a t e d c a r b o n a n d w h e n i t w a s m i x e d w i t h c e r t a i n c o n c e n t r a t i o n o x y g e n i n t h e g a s h o l d e r , v i g o r o u s c h e m i c a l r e a c t i o n w o u l d b e c a u s e d u n d e r t h e g r e a t e n e r g y a c t i v a t e d d u r i n g t h e o p e r a t i o n o f t h e a i r c o m p r e s s o r . T h e i n s t a n t a n e o u s h i g h t e m p e r a t u r e a n d h i g h v o l t a g e g e n e r a t e d r e s u l t e d i n t h e e x p l o s i o n o f t h e g a s h o l d e r . K e y w o r d s : G a s h o l d e r o f a i r c o m p r e s s o r ; E x p l o s i o n ; A c c u m u l a t e d c a r b o n ; B u r n i n g 201 1年特种修造平安与节能学术换取会 扫用气气源,罐体及封头资料为Q235。B,内径Dnl000mm,容器高2782mm,壁厚6mm,处事压力 0.8MPa,处事温度0.-1 00。C,容积2m3。 该储气罐正在事项发作前,其与空压机出VI相连的三通已发烧并呈赤色(约600。C),正在操作职员 闭停空压机运转历程中,储气罐发作爆炸。为查明爆炸起因,笔者对搜罗到的储气罐碎片举办了理 化检讨及分解,并采用有限元分解软件对外面爆破压力举办了计划。 一、理化检讨 1.1碎片断口及轮廓宏观分解 将散落于现场的储气罐碎片举办搜罗、拼接,睹图l。宏观检讨发明,储气罐进气口处的下封 头积碳层约5mm厚(睹图2),罐体人孔圈处简体破损变形最吃紧(两半椭圆人孔圈对接焊缝扯破), 其他部位的碎片裂口均未浮现正在焊缝上,碎片根基上依旧原有的弧线形态;罐体中上部裂口轮廓较 为光亮,局部碎片有些发蓝。对罐体上的平安阀举办查抄,发明储气罐发作爆炸时,储气罐的压力 都已领先平安阀的开启压力,处于开启形态。 图1储气罐碎片宏观状貌 图2储气罐下封头积碳层宏观状貌 罐体宏观断口平齐,体现暗灰色堵截型扯破特色,但未发明明明的起裂源。对人孔圈扯破处两 侧筒体碎片举办壁厚测定,厚度为4.2~5.1mm,其他少许大碎片角落上的厚度为5.3“.1mm,可睹储 气罐罐体上有较明明的因超压惹起的减薄变形特色。上述特色评释,储气罐爆炸的肇始地点位于椭 圆人孔圈长轴与简体贯串的部位处,且或许具有可燃物燃烧爆炸的迹象。 1.2化学因素分解 对两半椭圆人孔圈的对接焊缝核心熔敷金属取样举办化学因素分解,结果睹外1,可睹适合GB/T 5117.1995对焊条E4303熔敷金属化学因素的技巧央求。 外1椭圆人孔圈对接焊缝熔敷金属化学因素(质料分数)% 正在人孔圈断口相近的简体母材取样举办化学因素分解,结果睹外2,可睹根基适合GB/T 对Q235一B钢化学因素的技巧央求。 594 700.2006 论文集 对该储气罐下封头底部积碳层及空压机润滑油油渣取样举办理化分解,结果睹外3,可睹该重 积物要紧组分为铁锈蚀颗粒、积碳、粉尘和少量的磨损金属颗粒、纤维颗粒,个中磨损金属元素Fe、 Cu、Pb、AI和污染元素Si、Na等含量较高。 外3.1罐体封头底部积碳层及空压机润滑油油渣理化目标 样品 测试项目 灰分,%(m/m) 残炭,%(m/m) 测试结果 48.63 32.98 试验举措 GB/T 508?1985 GB/T 17144-1997 底部积碳层 润滑油油渣 外3.2罐体封头底韶积碳层及空压机润滑油油渣局部元素浓度 底部积碳层 润滑油油渣 >1200 973.2 87.0 96.2 5 19.8 1 75.4 112.4 98.6 247.4 1 80.2 453?8 327.2 -一-——_—l—_--_____-__-—●—-_--____-__—-—--_-_--____一 1.3力学机能分解 正在人孔圈断口相近相对周备的筒体母材取样举办室温拉伸试验,结果睹外4,可睹其力学机能 也适合GB/T 700.2006对Q235-B钢的技巧央求。 外4简体母材的力学机能 机能目标 实测值1# 实测值2# GB/T Red(N/ram2) Rd(N/ram2) A/% 33 32 26 一480 一476 235 700—2006技巧央求值 370~500 ____●-_--_-●--Il__--________●-_●_-___-___--_-_-___-___一 1.4金相分解 正在两半椭圆人孔圈焊缝相近截取焊缝与简体母材试样举办金相检讨分解,图3--I虱6为经4%硝 酸酒精腐蚀后的焊缝差别区域(母材一不全体正火区一全体正火区一焊缝)的金相显微机闭,可睹 各区域机闭根基平常。 595 201 1年特种修造平安与节能学术换取会 图3母材(F+P)250x 图4不全体正火区(F+絮状P)250x 图5全体正火区(F+P+魏氏机闭)250x 图6焊缝(F+P+粒B)250x 1.5断口SEM分解 因为无明明裂纹源,笔者抽取两半椭圆人孔圈焊缝断口及相近筒体扯破断口举办断口分解。图 7为焊缝断口处的断口微观状貌,要紧呈韧窝形态,此解说该焊缝正在发作断裂时沿450宗旨发作剪切 变形,此时焊缝体现出较好的塑性。图8为人孔圈断口相近的筒体母材断口微观状貌,要紧呈榜样 珠光体解理形式。 图7椭圆人孔圈对接焊缝断口韧窝形式 图8简体母材断口榜样珠光体解理形式 二、外面爆破压力的有限元分解 为确定罐体的爆破压力,对该罐体举办了有限元应力分解。遵循罐体布局、载荷的对称性,采 用轴对称有限元举办计划。取罐体人孔圈局部半圈筒体举办修模,并将罐体与人孔圈视为一体,采 用网格均布的景象,遴选了8节点SOLID45的实体单位,取得有限元节点数63919,单位数为32520, 有限元模子如图9所示。取弹性模量E=210GPa,泊松比1.t=0.3。 596 论文集 图9人孔圈与简体团结处有限元模子 将筒体径向位移(x宗旨)举办桎梏(卿),正在罐体内部施加压力载荷。施加差别压力举办试算, 图10是内压力为2.87MPa时罐体应力强度漫衍云图,可能看出应力的最大值浮现正在罐体与椭圆人孔 圈长轴的团结处,此时的应力强度为239MPa,已领先Q235.B钢资料的征服强度。解说当罐体内部 压力抵达2.87MPa时,将起首正在罐体与人孔圈的长轴团结部位浮现征服,并使其相近筒体母材发作 塑性变形。图ll是内压力为4.26MPa时罐体应力强度漫衍云图,可能看出罐体与椭圆人孔圈长轴的 团结部位的应力强度已达547MPa,已领先测得的Q235.B钢资料的抗拉强度,解说罐体与人孔圈长 轴团结部位己浮现伤害,进而扩展至总共罐体,导致爆炸失效。 图10 2.87MPa时的应力强度云图 图1 1 4.26MPa时的应力强度云图 三、归纳分解 3.1发作物理爆炸的或许性分解 据有限元计划可知,当罐体内部压力抵达4.26MPa时便会浮现个别伤害,进而导致总共罐体的 爆炸失效。但遵循现场对该空压机储气罐体系压力举办查对,发明给该储气罐供气的空压机最大排 气压力为0.80MPa,纵使切磋正在浮现气体升温的前提下也很难抵达如斯高的压力,以是该储气罐正在 平常景况下不具备物理爆炸的或许性。 3.2发作刹时燃烧、导致化学爆炸的或许性分解 燃烧必要三大因素:(1)要有可燃物存正在,并抵达肯定的浓度;(2)要有氧气提供,氧气愈纯,压 力愈高,其紧急性越大;(3)要有妥当的温度或明火,也即需有勉励能源。常睹的勉励能源品种与外 现景象睹外5【11。 597 201 1年特种修造平安与节能学术换取会 外5常睹的勉励能源品种与体现景象 勉励能源品种 机器能 热能 电能 光能 体现景象 撞击、摩擦、绝热压缩、障碍波 加热轮廓、火焰、高温气体、辐射热 电火花、电弧、电掣、静电 紫外线、自身放热(领会、氧化、集中) 差别对上述三个前提举办分解,空压机润滑油正在气缸内杀青润滑劳动后,大局部以液滴的形态 随压缩氛围流排出气缸,并受氛围压力的功用而粉碎,粉碎的结果是变成油微粒,大大加添了与空 气中氧气的接触面积,正在机器运转历程中浮现的撞击、摩擦生热或四周境遇辐射热等均有或许成为 爆燃的勉励能源。团结现场现实景况分解,供气的空压机利用32号机油(其闪点为170"C),而作 为连通储气罐的三通接头处已发作积碳燃烧景色(事项现场三通发红)。 综上所述,正在燃烧的三个需要前提知足的景况下,必将会发作猛烈的化学响应。而正在发作化学 响应的同时。所发作的高温高压境遇又会使储气罐内轮廓的铁元素发作氧化响应,铁正在氧气中氧化 时同样也会发作多量的热量(现场局部碎片发蓝),进一步加剧温度上升,其响应式为【21: 凡+一30__,lFe2q+408631J (1) 以是,正在润滑机油微粒与氧气羼杂燃烧并奉陪铁元素氧化的历程中,将发作刹时的高温高压, 如许的高温高压境遇足以使储气罐的压力抵达并远远领先4.26MPa,从而导致储气罐发作爆炸事项。 四、结论 (1)空压机储气罐的爆炸性子为化学性爆炸,其起因是储气罐内的氛围与肯定浓度的喷入储气 罐内部的润滑机油微粒相羼杂后,正在空压机运转历程中发作的勉励能源(积碳层燃烧)功用下发作 猛烈的化学响应,刹时发作高温高压而导致储气罐爆炸。 (2)切磋到目前空压机润滑油邦度准绳央求对照宽松,对润滑油执行上起不到监控功用。故而 按期查抄、网上信誉搏彩平台有哪些废除积碳便成了提防爆炸发作的行之有用的举措。 参考文献: 【l】李信浩.氧气管道燃爆事项归纳分解叨.深冷技巧,1988(4):36~38. 【2】范喜生,龚有成.氧气阀门及管道燃烧爆炸机理的琢磨【J1.工业平安与防尘,1994(12):20~22. 作家简介:卢忠铭,1976年8月,男,机器工程师(中级),专业酌量范畴:资料加工工程, 特种承压修造检讨.此论文已公告正在《化工机器》(科技中心期刊)201 1年八月刊. 598 空压机储气罐爆炸起因分解 作家: 作家单元: 声忠铭, 倪进飞, 尤晋 广州市特种承压修造检测酌量院,广州 510100 援用本文花式:声忠铭.倪进飞.尤晋 空压机储气罐爆炸起因分解[会论说文] 2011

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