Защита аппаратов от разрушения при взрыве

Взрыв горючих смесей в аппаратах и трубопроводах может привести к их разрушению, при этом возможно повреждение соседних аппаратов, электрооборудования, а в некоторых случаях и строительных конструкций. По имеющимся данным, более 30% всех взрывов сопровождаются возникновением пожаров, а в некоторых случаях воздействие теплоты пожара является причиной взрыва аппаратов, баллонов, емкостей. Разрушение и повреждение аппаратов, вызванные взрывом, способствуют быстрому распространению пожара, увеличению его масштабов. Взрывы осложняют действия подразделений по пожаротушению и ликвидации аварий, являются причиной травм людей. Все это обусловливает необходимость эффективной защиты аппаратов от разрушения при возможном взрыве.

Масштабы возможных разрушений при взрыве аппарата зависят от многих факторов, основными из которых являются химические свойства вещества, концентрация его в смеси с воздухом, объем аппарата, давление и температура смеси до взрыва.

Характерным признаком взрыва является быстрое нарастание давления в аппарате. Так, при горении паро- и газовоздушных стехиометрических смесей (без явления детонации) давление в сосудах по сравнению с начальным возрастает в 8— 10 раз, а при горении пылевоздушных смесей — в 4—6 раз.

Длительность горения смеси при взрыве, т. е. время достижения максимального давления, зависит от скорости горения смеси и объема аппарата, в котором происходит взрыв. Для аппаратов и емкостей сравнительно небольшого объема длительность взрыва газо- и паровоздушных смесей находится в пределах 0,05—0,3 сек, а пылевоздушных смесей 0,25—0,8 сек.

Для защиты аппаратов от разрушения при взрыве необходимо создать условия для своевременного стравливания из них образующихся продуктов горения.

Стравливание продуктов взрыва производят так, чтобы в аппарате не образовалось давление выше установленной величины. Устройство для стравливания избыточного давления, образующегося при взрыве, принципиально отличается от обычных предохранительных клапанов, которые предназначены для защиты от повышенного давления, образующегося при нарушении технологического режима без взрыва. В последнем случае давление нарастает сравнительно медленно, предохранительный клапан успевает сработать и отвести избыток газов из аппарата.

При взрыве давление нарастает очень быстро, следовательно, так же быстро надо отводить газы. Чтобы давление при взрыве не было выше тех величин, на которые, рассчитаны стенки аппарата, применяют взрывные предохранительные клапаны мембранного типа иди взрывные клапаны в виде откидных дверец. Наиболее широко применяют взрывные мембранные клапаны. Ими защищают аппараты рекуперационных установок, аппараты производств, связанных с приготовлением пылевидного топлива и порошковой продукции, ацетиленовые генераторы и ацетиленопроводы. электрофильтры для улавливаний горючих пылей и очистки горючих газов и другие опасные по взрыву аппараты, емкости и трубопроводы.