國家建筑標準《工業(yè)門》起草單位
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關于工業(yè)爆炸的基礎知識,你知道多少?在一些工業(yè)建筑中,使用和產(chǎn)生的可燃氣體、可燃蒸氣、可燃粉塵等物質能夠與空氣形成爆炸危險性的混合物,遇到火源就能引起爆炸。今天小編和你聊聊關于工業(yè)爆炸,你不知道的那些事。
一、爆炸的特征
爆炸是物質的一種急劇的物理、化學變化,是大量能liang在瞬間迅速釋放或急劇轉化為功和機械能、光、熱等能liang形態(tài)的現(xiàn)象。
一般來說,爆炸現(xiàn)象具有以下特征:
1.爆炸過程進行得很快;
2.爆炸點附近壓力急劇升高,多數(shù)爆炸伴有溫度升高;
3.周圍介質發(fā)生振動或鄰近的物質遭到破壞;
4.發(fā)出或大或小的響聲。
二、爆炸的分類
(一)根據(jù)發(fā)生爆炸的原因和性質分類
1.物理爆炸
這是一種純物理過程,爆炸前后只發(fā)生物態(tài)變化,不發(fā)生化學反應。這類爆炸是容器內(nèi)的氣壓升高,超過容器所能承受的壓力,造成容器破裂所致。如蒸氣鍋爐爆炸、高壓氣瓶爆炸等。
2.化學爆炸
它是由于物質發(fā)生告訴放熱化學反應,產(chǎn)生大量氣體和高溫,急劇膨脹作功而形成的爆炸。爆炸前后物質的組分、性質發(fā)生根本變化。
化學爆炸按其發(fā)生爆炸物質的性質可分為火、炸yao的爆炸,可燃氣體、可燃蒸氣、可燃粉塵與空氣形成的爆炸性混合物的爆炸。爆炸性混合物的爆炸多發(fā)生在石油、化工、醫(yī)藥企業(yè),在許多加工企業(yè)中也存在,對人民生命和財產(chǎn)危害很大。所以很多化學倉庫、化工廠、有揮發(fā)性的藥品倉庫都要求安裝具有防爆功能的防爆卷簾門。
3.原子爆炸(核爆炸)
它是某些物質的原子核發(fā)生裂變反應或聚變反應,瞬間放出巨大能liang而形成的爆炸現(xiàn)象。如原子彈、氫彈的爆炸都屬于這類爆炸。
(二)按爆炸傳播速度分類
1.爆燃
爆炸傳播速度為每秒數(shù)十厘米到數(shù)米的過程。爆炸時壓力不激增,沒有震耳欲聾的聲響,破壞力不大。如氣體爆炸混合物在接近爆炸濃度上限或下限時的爆炸。
2.爆炸
爆炸傳播速度為每秒10m到數(shù)百米的過程。爆炸時僅在爆炸地點能引起壓力激增,有震耳欲聾的聲響,有破壞作用。如氣體爆炸混合物在多數(shù)情況下的爆炸。這個是比較常見的。
3.爆轟
爆炸傳播速度為每秒1000m到數(shù)千米的過程。這種爆炸具有突然升起的極高壓力,爆炸的破壞力很大。如各種處于封閉狀態(tài)的炸yao的爆炸或氣體爆炸混合物的特定濃度范圍內(nèi)的爆炸。
三、爆炸的破壞作用
關于工業(yè)爆炸的基礎知識,你知道多少?當爆炸發(fā)生在等介質的自由空間時,從爆炸的中心點起,在一定的范圍內(nèi),破壞力能均勻地傳播出去,并使在這個范圍內(nèi)的物質粉碎、飛散。爆炸的破壞作用大體包括以下幾個方面:
(一)震蕩(地震)作用
在遍及破壞作用點的區(qū)域內(nèi),有一個能使物體震蕩,使之松散的力量。
(二)沖擊波作用
爆炸能夠在瞬間釋放出巨大的能liang,產(chǎn)生高溫高壓氣體,使周圍空氣發(fā)生強烈震蕩,通常稱之為“沖擊波”。在離爆炸中心一定范圍內(nèi),建筑物受到?jīng)_擊波的作用,將會受到破壞或造成傷害。爆炸沖擊波的強度是以標準大氣壓(101.325kPa)來表示的。一些常見的易爆物質的zui大爆炸壓力見表3-6-1和表3-6-2.
表3-6-1
可燃氣體和蒸氣的爆炸沖擊波強度 | |||
物質名稱 | 爆炸沖擊波強度(kPa) | 物質名稱 | 爆炸沖擊波強度(kPa) |
氫 | 719.4 | 乙烯 | 790.3 |
氨 | 491.4 | 丙酮 | 901.7 |
丁烷 | 628.2 | 苯 | 911.9 |
一氧化碳 | 709.2 | 乙醚 | 932.1 |
甲烷 | 729.5 | 乙炔 | 1072 |
乙醇 | 759.9 |
表3-6-2
可燃粉塵的爆炸沖擊波強度 | |||||
物質名稱 | 爆炸下限(g/m3) | 爆炸沖擊波強度(kPa) | 物質名稱 | 爆炸下限(g/m3) | 爆炸沖擊波強度(kPa) |
鎂粉 | 20 | 506.6 | 干奶粉 | 7.6 | 202.6 |
鋁粉 | 35-40 | 628.2 | 小麥粉 | 9.7-60 | 415.4-668.7 |
鎂鋁合金 | 50 | 435.7 | 玉米粉 | 22 | 303.9-506.6 |
霧化鋅粉 | 35 | 634.3 | 黃豆粉 | 35-50.4 | 466.1-709.2 |
硫礦粉 | 13.9-50.1 | 202.6 | 聚乙烯粉 | 600 | |
煤粉 | 35-45 | 328.3 | 糖粉 | 15-19 | 395.1 |
硫粉 | 35 | 293.8 | 硬脂酸鋁 | 15 | 435.7 |
木粉 | 12.6-25 | 780.2 | 紙漿粉 | 60 | 425.5 |
軟木粉 | 30-35 | 709.2 | 鐵粉 | 120 | 253.3 |
由表3-6-1和表3-6-2可見,可燃氣體、可燃蒸氣和可燃粉塵與空氣混合發(fā)生爆炸時威力很大,其爆炸壓力zui高可達幾百千帕到1000kPa以上;要造成能夠承受上述爆炸壓力的建筑物時不現(xiàn)實的。所以建筑物需要從結構設計、防爆設備的角度合理布局,常見的防爆設備有防爆卷簾門、防爆空調、防爆燈具等,以減少爆炸發(fā)生時的人身和 財產(chǎn)損失。
機械設備等在爆炸發(fā)生時,變成碎片飛出去,會在相當大的范圍內(nèi)造成危害。碎片飛散范圍,通常在100-150m左右。碎片的厚度越小,飛散的速度越大,危害越嚴重。
爆炸溫度約在2000-3000℃左右。通常爆炸氣體擴散只發(fā)生在極其短促的瞬間,對一般可燃物質來說,不足以造成起火燃燒,而且有時沖擊波還能引起滅火作用。但建筑物內(nèi)留存的大量熱量,會把從破壞設備內(nèi)部不斷流出的可燃氣體或可燃蒸氣點燃,使建筑內(nèi)的可燃物全部起火,加重爆炸的破壞。