2.6.1.4. Взрывы емкостей с перегретой ЖИДКОСТЬЮ *)
Эти взрывы происходят при разрыве емкости C ЖИДКОСТЬЮ, давление паров которой превышает атмосферное. Последовательность событий следующая [667]. По некоторой причине пластичная емкость с перегретой жидкостью начинает разрушаться.
Поскольку емкость пластична, то процесс разрушения относительно медленный, и образуется малое число крупных осколков. Эти осколки, на внутренней поверхности которых находится быстроиспаряющаяся жидкость, могут приобрести большую скорость и разлететься на большое расстояние. Взрывная волна, образуемая таким взрывом, обычно довольно слабая. Как показано в работе [200], испарение жидкости в этом случае довольно медленное и вызывает лишь небольшое повышение- давления. Представляется возможным оценить в первом приближении максимальную интенсивность взрывной волны, если известен объем над перегретой жидкостью в момент взрыва емкости. Метод получения такой оценки описан в разд. 2.6.1.5. а) Внешний нагревСитуация осложняется, если жидкость в емкости является горючей и если взрыв вызывается пламенным нагревом. В этом случае BLEVE приводит к появлению подпитываемого топливом
’> В зарубежной литературе этот тип взрывов называют BLEVE (взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости). — Прим. ред.
Рис. 2.44. Отброшенная секция железнодорожной .цистерны после взрыва типа BLEVE в Кресент-Сити.
огненного шара, продолжительность горения и размер которого определяются общей массой жидкости в емкости в момент взрыва. Такой огненный шар показан на рис. 7.1. Если емкость относительно большая, то излучение от этого огненного шара может привести к ожогам и воспламенить находящиеся рядом легковоспламеняемые материалы. Более подробное описание подобных аварий приведено в гл. 1.
К настоящему времени наиболее впечатляющие и опасные взрывы описываемого типа произошли на железнодорожном транспорте.
Аварии происходили с железнодорожными цистернами, перевозящими горючие сжиженные газы: нефтяной газ, пропан, пропилен, бутан, винилхлорид и т. п. Типичное развитие аварии начиналось с того, что грузовой поезд, в составе которого имелось несколько цистерн, сцепленных вместе, сходил с рельсов. Цистерны нагромождались друг на друга. Нарушалась целостность либо системы напуска, либо самой цистерны, и выходящий газ загорался. Образовавшийся факел нагревал соседние цистерны, что приводило к открытию предохранительных клапанов на этих цистернах и образованию новых факелов. Передача тепла от факелов к цистернам в конечном итоге приводила к их взрывам по типу BLEVE. Взрывы сіЛюобствовали перенагромождению цистерн, выбросу отдельных кусков цистерн (рис. 2.44), образованию небольшой взрывной волны и огненному шару. Пожары продолжались длительное время, и нагро·
Рис. 2.44. Отброшенная секция железнодорожной цистерны после взрыва типа BLEVE в Кресент-Сити.
можденные цистерны в течение 3—4 часов, а иногда и нескольких дней по очереди взрывались по типу BLEVE [458]. Были случаи, в которых происходило до шести взрывов такого типа.
В работе [578] описаны 84 подобные аварии и показано, что разброс значений радиуса разлета осколков подчиняется закону нормальной вероятности распределения. По имеющимся сведениям [578] 95 % всех осколков независимо от их размера находилось в пределах окружности радиусом 700 м. Огненный шар от одной из железнодорожных цистерн в США вместимостью 88 м3 охватил участок земной поверхности радиусом 60 м и воспламенил горючие материалы в радиусе 350 м. Таким образом, даже несмотря на то, что повреждения, вызванные взрывом, могут и не быть значительными, реальные последствия аварии подобного типа могут оказаться катастрофическими. Часто пожар на химическом предприятии приводит к тому, что цистерны или баки взрываются по типу BLEVE.
(б) Выход из-под контроля химического реактора
Химические реакторы, содержащие под высоким давлением жидкость, в которой совершается экзотермическая химическая реакция, могут стать источником аварии по типу BLEVE, сходному со взрывом емкостей с перегретой водой, температура которой выше IOOoC, а давление пара превышает атмосферное.