压力容器爆炸造成的危害很多,其破坏作用也很大,主要包括爆炸冲击波和破片的破坏作用。有毒介质容器破裂引起的毒性效应;可燃气体容器破裂等引起的火灾。
冲击波及其破坏效应
压力容器爆炸时,气体爆炸的能量会产生冲击波,除了消耗一小部分能量进一步撕裂容器,抛出容器或其碎片。
当容器破裂喷出大量高压气体时,其周围的空气体受到冲击和扰动,其压力、密度、温度等。突变。这种扰动在空气体中传播时就变成了冲击波。
冲击波除了摧毁建筑物外,还会直接危及其影响区域内人们的人身安全。如果冲击波超压大于0.1 MPa,大部分人会死亡;0.05 ~ 0.1 MPa的超压会严重损伤人的内脏;当超压为0.03 ~ 0.05 MPa时,人的听觉器官可受到损伤或断裂。
碎片的破坏性影响
当压力容器破裂时,外壳可能会碎成碎片,或者碎片会四处飞扬。这些速度很高或者质量很大的碎片,动能很大,所以也可能造成很大的危害。如果爆炸碎片破坏了附近的设备或管道,还会引起连锁爆炸或火灾,造成更大的危害。比如2005年吉林石化公司爆炸火灾事故,其蔓延的原因就是爆炸碎片引发的连锁爆炸。
液化气体容器破裂时的有毒区域
压力容器中含有的许多液化气体是有毒的,如液氨、液氯、二氧化硫、二氧化氮、氢氰酸等。当装有这些介质的容器破裂时,大量的液体会蒸发成气体,造成大面积的有毒区域。
可燃液化气体容器破裂时的燃烧区
许多压力容器,尤其是大型储罐,都装有可燃的液化气体,如液化石油气。当这些容器爆裂时,一部分液体蒸发成气体,与周围的空气体混合。当达到爆炸极限时,在适当的条件下在容器外发生燃烧爆炸,而以雾滴形式分散在空气体中的其他未挥发液体也与周围的空气体混合并被点燃。高温气体(水蒸气、二氧化碳等。)爆炸后产生的气体和空气体中的氮气受热膨胀,形成巨大的高温气团,使周围大片地区变成一片火海。
可以计算出可燃气体容器破裂时产生的高温气体的体积和燃烧范围。在已知容器内液化气质量的情况下,如果容器破裂后可燃液化气完全燃烧,则可根据燃烧化学反应式计算出所需空气体体积和燃烧后产生的气体质量。然后根据可燃液化气的燃烧热值和燃气的比热容,计算出温度能上升多少;最后根据标准状态下燃气的密度,计算出高温下液化气完全燃烧产生的燃气体积。如果这些气体以烟雾的形式扩散到地面,那么高温气体的扩散半径就可以从高温气体的体积计算出来(计算内容请参考《压力容器与管道安全评价》一书)。所以以容器为中心,在扩散半径内,所有可燃物质都会着火燃烧,在这个范围内的人也可能被烧伤。