16MnR钢容器在高温(火灾)条件下的力学响应

摘要

液化石油气储罐因外部火灾导致其内部压力迅速上升,同时伴以材料强度下降,极易引发BLEVE爆炸和火球,危及人员和财产的安全,造成严重后果.因此研究火灾对储罐的影响对于预防和控制事故意义十分重大.文中重点探讨了液化石油气储罐中最常用的16MnR钢在火灾作用下的力学响应规律:首先进行高温下的力学性能试验研究,得出了16MnR钢在温度不超过600 ℃时的各项力学性能指标(包括应力-应变曲线、屈服强度、极限强度、延伸率、弹性模量等)随温度变化的规律;同时研究了储罐对火灾的温度、压力响应规律;并利用实验数据对储罐的失效压力进行了分析研究,从而可以预测储罐的爆炸时间.试验结果表明,16MnR钢在高温下强度、延伸率等明显下降,600 ℃时仅为常温下的20%～30%.储罐壁温在火灾中迅速上升,最高温度可以达到600～700 ℃,此时液化石油气储罐的爆破压力仅为常温下的25%,而储罐内部压力则上升到正常压力的2倍以上,储罐在10分钟左右即发生爆炸.