集成式最大试验安全间隙测定系统研发

为补充国内对最大试验安全间隙(Maximum Experimental Safe Gap,MESG)测定装置研发的不足,参照标准GB/T 3836.11—2017,设计开发了一套操作简便、准确度和精度高、自动化程度高,且可以实时显示间隙值的集成式MESG测定系统。本系统采用步进电机驱动和光栅尺位移标定方法实现间隙自动调整和实时显示的功能,间隙调整精度可达0.005 mm。以8.4%CH_(4)和30%H_(2)的MESG测定值对系统有效性和可靠性进行了验证。结果表明,本系统测定结果与标准中验证数据具有很好的一致性。进一步基于本系统对化学计量比CH_(4)-2H_(2)/Air混合气开展了MESG测定试验,结果显示其MESG为0.720 mm。

动态超压工况下正拱开缝型爆破片的爆破性能研究

动态超压工况下的升压速率是影响爆破片爆破压力的一个重要因素,但目前对其影响规律还不清楚。搭建了可调节升压速率的爆破片动态爆破实验平台,以正拱开缝型爆破片为对象,对比采用无背压托架影响的单片结构与常见双片结构两种试件,研究了静态、不同升压速率动态工况下的爆破压力变化规律。结果表明,在静态工况下,单片结构与双片结构的正拱开缝型爆破片爆破压力基本一致;在动态超压工况下,爆破片爆破压力显著高于静态数值,且增高的幅度与升压速率有关。定义超压倍数为动态爆破压力与静态爆破压力的比值。超压倍数随着升压速率的增大而增加,其中双片结构的超压倍数远大于单片结构。本研究为预测动态工况下爆破片的爆破压力提供参考。

基于光纤、声发射技术的爆破片在线安全监测方法

目前,工程上还没有切实可行的对爆破片实时在线监测装置,无论是对于爆破片提前失效的预防,还是爆破片更换周期的确定都没有明确的有效方法。采用光纤和声发射两种监测技术对正、反拱型爆破片进行在线安全监测可行性研究。通过试验发现,可以利用光纤和声发射两种监测技术对正拱型爆破片进行在线安全监测。当采用光纤监测技术时,可以将光纤光栅中心波长发生突越或光纤产生失效作为相应的预警信号;当采用声发射监测技术时,可以将声发射监测的声发射信号密集出现且振幅发生较大突越作为相应的安全预警信号,这为正拱型爆破片失效后的更换提供了参考依据。而对于反拱型爆破片,无法用光纤和声发射技术对其进行在线安全监测。

能源介质储存容器内部爆炸场景下爆破片动态响应特性

天然气、氢气等储存容器在容器壁面上设置有爆破片安全装置,但国内外研究多关注爆破片静态超压爆破响应,而对储存容器内部爆炸风险场景下爆破片动态响应的关注较少。采用甲烷空气混合物爆炸实验方法,开展了爆破片在动态爆炸超压下的爆破实验,研究了升压速率对爆破片爆破压力的影响。结果表明:动态爆炸超压下爆破片爆破压力高于静态爆破压力。随升压速率的增加,爆破压力增加。定义超压倍数为动态爆破压力与静态爆破压力之比。对正拱开缝型爆破片,当升压速率由2.26 MPa/s增至65.64 MPa/s时,超压倍数由1.18增至2.21;对反拱带槽型爆破片,当升压速率由2.73 MPa/s增至62.05 MPa/s时,超压倍数由1.09增至1.45。反拱带槽爆破片抵抗动态超压的能力强于正拱开缝型爆破片。拟合得到了超压倍数与升压速率的关系式。分析认为,爆破片膜片在承载时的结构变形以及膜片材料的应力应变关系差异,是静态与动态超压下爆破片具有不同响应特性的原因。

液化气储罐设计参数及泄放压力的确定与讨论

液化气是工业生产中广泛使用的原料,其储存方式大多为加压液化后储罐内保存。液化气储罐的安全性与其设计参数的选取密切相关,尽管有各种设计规范与标准作为依据,但设计者对新老标准的掌握与理解存在差异,一些储罐的设计参数选取不合理,增加了储罐制造与检验的难度和成本。以液化丙烯储罐设计为例,详细给出了储罐设计参数的确定方法,为此类设备的安全设计提供参考。

粉尘爆炸隔离装置及其应用

在涉粉尘工业生产中,二次爆炸威力远大于一次爆炸威力,通过管道互相连接的存在粉尘爆炸危险的设备设施,管道上宜设置隔爆装置。粉尘爆炸隔离装置是一种用于含有可燃性粉尘的管道上,允许管道内粉尘和气体通过并可靠防止粉尘二次爆炸逆向传播的技术。在管道的合适位置上安装爆炸隔离装置能有效阻止爆炸传播,保障工业生产安全性和高效性。文章分析了几种粉尘爆炸隔离装置的原理和应用参数,结合现场实践提出使用爆炸隔离装置的建议,为相关技术和相关行业提供理论及实践指导。

泄爆条件下高速响应抑爆装置抑制淀粉爆炸研究

为探究能有效抑爆大型连通容器内粉尘爆炸的安全技术,以ABC干粉为抑爆介质,利用自主研制的抑爆装置,基于爆炸泄放条件下的5 m^(3)工业级容器内开展玉米淀粉-空气混合物爆炸抑制试验,探究该工况下粉尘爆炸超压峰值和火焰传播速度变化规律,并对自主研发的抑爆装置能否有效抑爆进行试验测试。结果表明:泄放条件下容器内最大爆炸压力为19.59 kPa,自容器至连通管道末端压力峰值逐渐减小,火焰传播速度呈现随距离增加而增大的趋势;化学抑爆是爆炸压力波-火焰与高压氮气-抑爆剂雾段相互反应,包含气流对冲、惰化与吸放热的复杂过程,因此抑爆装置的使用需要保留足够的抑爆距离。

升压速率对反拱带槽型爆破片爆破压力影响的试验研究

爆破片作为防止设备超压的安全保护装置,已广泛用于各种承压设备上,特别适合升压速率高的爆炸工况。构件受力破坏时,加载速度对构件的破坏效果有较大影响。通常爆破片的爆破压力均在静态缓慢升压下获得的,而对爆炸工况的高升压速率下的爆破压力与静态爆破压力的差别,及高速升压下爆破片的动态响应性如何,目前未见相关研究报道。试验研究了反拱带槽型爆破片在不同升压速率下的爆破压力变化规律,获得了升压速率与爆破压力增加率之间关系,为急速升压设备的安全设计提供参考。

贫燃条件下氢气比例对甲烷/氢气预混气火焰传播的影响

为探究贫燃条件下氢气对甲烷/氢气混合气体火焰传播和传爆能力的影响,测定了甲烷/氢气混合气体的最大试验安全间隙(MESG),在安装波纹板阻火器的DN80管道试验装置上开展火焰传播试验。结果表明:在贫燃条件下,火焰速度受Ф和当量比的控制,当Ф增大时,当量比为主导因素,火焰速度降低;随Ф增加,混合气体的整体活性增大且在Ф小于25%时,火焰传播速度曲线变化相似,在Ф大于30%时,火焰传播速度曲线稳定性较弱,MESG快速下降,临界阻火速度降低,火焰无法在阻火器内淬熄,IIA类爆燃阻火器无法满足阻火需求。

残余应力对有缺陷球壳耐疲劳性能影响试验研究

采用试验方法对比研究了壳体内存在残余压缩应力和没有残余压缩应力2种钛材壳体的耐疲劳性。介绍了疲劳试验所需缺陷准球冠形薄壁壳体样件的预制方法及预制样件的合格性爆破测试方法,讨论了样件准备方法的合理性。介绍了疲劳试验样件分组处理方案,基于各组样件处理方式代表的样件热处理与加压状态讨论了壳体极限疲劳破坏次数试验数据,总结了残余压缩应力的作用,认为在受内压疲劳时残余压缩应力部分抵消了内压产生的拉应力,使疲劳应力幅大幅度下降,明显提高了壳体的疲劳寿命。从设备耐疲劳角度看,使承受内压的容器壳体内保持一定残余压缩应力对提高设备的疲劳寿命非常有利。

气体绝缘开关用爆破片的使用要求及安装结构设计

爆破片是一种动作准确、灵敏的超压泄放元件,已被广泛用于气体绝缘开关上。目前在气体绝缘开关上使用的爆破片类型主要为正拱形和反拱形。爆破片类型不同,在设备上的安装结构也不同,不正确的安装结构会严重影响爆破片的性能及密封性。介绍了爆破片安全系数选用,讨论了安装结构对爆破片性能的影响,给出了不同类型爆破片的正确安装结构,可为正确使用各种类型爆破片提供参考。

气体绝缘开关用反拱形爆破片损伤后性能变化试验研究

工程上广泛选用的反拱形爆破片是一种动作可靠、性能优异的超压泄放元件,但安装不正确或受到意外损伤时,其性能会发生明显变化,造成设备无法正常运行,试验研究了反拱形爆破片损伤后的性能变化,为用户正确使用反拱形爆破片提供参考。