熊明明
浙江省特种设备科学研究院 浙江海宁314400
摘要：随着我国经济水平的迅速提高，长管拖车在我国相关领域得到了广泛的推广。在具体的使用过程中，会出现一些爆破现象，而产生的爆破片会对拖车的的安全性产生很大的影响。拖车在行驶过程中经常发生异常的爆炸问题，但就我国目前的研究现状来看，还不足以探究出拖车出现异常爆炸并且产生爆破片的原因。因此，本文利用不同种类的拖车进行了研究。并且在此基础上分析了拖车在爆炸压力下的应力分布。通过试验结果和实例分析了一些外在因素在爆炸压力下对拖车的影响。相关结果表明，在正常情况下，由于爆破片上端较薄，所以应力一般集中上部。
关键词:长管拖车；用爆破片；异常起爆
一、引言
随着我国工业的快速发展，长拖车以其高效方便的优势在天然气运输等领域中得到了广泛的推广。在具体的使用过程中，经常出现一些火灾事故。在我国开采天然气和工业天然气的过程中，这种问题造成了严重的损失。为了防止长拖车中的气缸的出现超压爆炸的事故，工作人员一般会在其周围安装安全泄漏装置。安全泄漏装置的主要敏感部件是爆破片，在发生火灾时，由于爆破片产生超压，可以避免气缸的爆炸，因此爆破片对拖车的安全性有很大的影响。根据火灾事故的统计，发展气缸的爆炸往往会直接导致火灾的发生。拖车在爆破碎片等特定条件下产生爆炸碎片，这起到保护长拖车的作用。但在长拖车运行的过程中，爆炸片经常发生异常的问题。爆炸片是指长管挂车在正常工作条件下爆炸的碎片。也就是说，长管拖车的爆破片在正常运行过程中产生的爆炸压力，远低于爆炸片能够承受的标准爆破压力。长管拖车发生爆炸碎片异常问题，造成了巨大的经济损失和社会恐慌。在长管挂车爆破片爆破的过程中，爆破片的管道堵塞并且不是爆炸片启动异常的原因，目前还不能完全说明大量爆破碎片爆炸的情况，需要进一步研究和分析。
二、长管拖车两种爆破试验
长管拖车安全泄压装置的结构，并且由带爆破片和防雨垫等组件构成，一些装置还会安装在易于在爆破片上端。其中爆破片总成采用超压敏感件制作而成，由爆破片和支架组成。目前广泛应用于长管拖车的爆破片的设计，在制造完成后，会按压力方向发生塑性变形，因此，一些爆破片呈弧形。长管挂车爆破片的设计爆破压力一般为长管挂车气缸的液压试验压力，实际爆破压力为设计爆破压力的90%。目前常用的长管拖车爆破片有两种损伤类型，即拉伸型和切割断裂型，在相同的规定爆破压力下，拉伸断裂型爆破片厚度小于切割断裂型爆破片厚度。切割断裂的切割角度较大，两种爆破片的切割角度的拉伸应力区大致相同，拉伸应力大小受爆破片厚度的影响。同时，工作切割环的切割角度在爆破片上形成切割应力，切割应力大小与切割角度有关，对于拉伸爆破片，爆破片越薄，切割角度越大，最大应力在拱顶端。对于切削式爆破片，爆破片厚度越大，切削角越小，切削角处应力越大，切削破坏越严重。
三、长管拖车爆破膜应力分析
本文分析了两种压力爆破碎片对应的应力分布。基于相关拉伸爆破数据，分别建立了不同类型的实验。根据爆破片结构和载荷的对称性，对爆破片的进行了建模分析。将模型对称面上的对称应力与爆破片在同一压力面上的对称应力合并为一个方向。在爆破片的最大应力达到抗拉强度并被破坏之前，爆破片模型的应力分布与载荷，对于切割式爆破片的应力分布，这种爆破片的最大应力发生在切割角处，有限应力分析结果与实验结果吻合较好。根据上述分析表明，爆破片的最大应力区，即爆破位置为爆破片厚度，受切割角度大小的影响，拉伸爆破片中前端环的切割角度较大。在顶部较薄的区域形成应力集中，而在切割式爆破片中，前端环的切割角度较小，在该区域形成应力集中。
四、爆炸异常案例分析
通过对近几年发生的长管挂车爆爆炸异常事例的分析和整理，指出了导致爆炸碎片爆炸异常的原因。
4.1剪切角发生异常
长管拖车爆破片的异常运行状态如下，爆破属于牵引式爆破片，在观察爆炸破坏时，起始点在右侧，明显地出现了切断破坏，在切断角形成了较大的应力区域。爆破片的爆破形态不符合切割机的要求，分析了其他拉伸爆破片异常爆炸情况，大部分折断的部分属于切断型，与设计不同，对爆炸碎片对应的切割进行了分析，结果显示切割角表面有棱角，该区域的应力集中。长管拖车行驶过程中的疲劳是正常的操作。在运行的情况下，切割各区域失效，可能导致非正常爆炸问题，所以本文分析了切割角对牵引爆破应力分布的影响，并且建立了不同的传单爆破碎片组合部件的分析模型。相关分析结果显示，爆炸压力对节当单角半径小于一定范围时，传单各区域的应力明显大于拱形区域。当切割角半径在前期各区域应力明显大于拱形区域，切割角与拱门应力较大，断裂形式可拉伸或切割，具体切割形式可用于材料性能？由于切割各表面质量等因素的影响，切割角半径在一定范围以上时，拱形区域的应力明显大于切割角区域的应力，因此切割角的大小对拉伸爆破片的破坏形式有很大的影响。
4.2接触面积减少，摩擦力不足
爆破片模块的安装和固定取决于固定装置的螺纹连接结构，对爆破片和密封圈施加压力，在安装过程中形成充分的摩擦力。爆破片和密封垫应保持同心，达到接触面最大，摩擦力最大，并且保持良好的固定。在安装时，将爆破片合成的部分偏心会减少面积，爆破片会被反复施加压力，造成异常爆破。
4.3其他原因
中国部分地区天然气质量较差，除水分含量外，容易造成爆破片密封部件的腐蚀，泥沙含量也超过标准值，泥沙颗粒随气体高速流动，爆破碎片为随着爆炸板的厚度变薄，实际爆破片的压力下降，爆炸片异常爆炸。目前中国的熔融合金夹比较复杂，在形成压力的过程中，爆破片可以接触到冲压机和利用合金钳的边缘，导致附加应力和异常爆炸。
五、结束语
本文分析了两种长管拖车爆破片在爆炸压力作用下的应力分布。实验结果和实际情况表明，单层爆破片的切削环和切削角较小，切削角区形成应力集中，在切削过程中切削点处发生了切削破坏。爆破试验和破碎部分应均匀，牵引爆破断面的爆破位置受切割断面尺寸的影响。断裂形式可以是密封的断裂，当切角半径大于一定范围时，圆弧上端的应力明显大于切角区的应力。爆破形式明显大于密封形式，均为前端切削角度过小，爆破片组合安装不正确，爆破片上方液体结冰或介质腐蚀等原因可能引起爆破长管拖车伸缩式爆炸物品异常。为防止实际发生异常爆炸，制造长管拖车可伸缩碎片时。所以工作人员应该改进安全装置的结构，防止爆炸板上积液过多。同时，在防爆板安装过程中，加强对安装人员的专业培训和监督人员的安装检查，使防爆板安装保持准确。
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