2．2储罐壁的热应力及高温引起的材料软化

    储罐壁在外焰加热情况下，往往能达到很高的温度。特别是在蒸气区，由于蒸气与壁面间的综合换热系数小，蒸气区部分壁面温度能达到800℃左右。表1为文献的实验中测得的储罐爆裂提供了前提条件。在液体区，液体与壁面间的换热系数很大，因此壁面温度较低。由于液面随阀门的打开和关闭而不断涨落，使得部分壁面时而处于蒸气区，时而处于液体区（由图3中可看到），经历着剧烈的温度变化。温度的变化范围在短时间内可达几百度，如此剧烈的温度变化和高温会在储罐壁内产生很大的热应力，与压力引起的应力共同作用，导致储罐壁面爆裂。

    表1

    图3 罐壁温度（85%丙烷喷射火焰）

    3·爆裂过程分析及预防措施

    上面我们分析了诱发爆裂发生的原因，即压力引起的应力和热应力及储罐壁材料的软化引起储罐壁局部爆裂。使液化气以气液两相的混合物从裂口喷出，依据受热情况、液体性质、液体过热度的大小、器壁材料的强度不同，可产生三种结果：

    （1）容器壁材料强度能够承受液化气迅速气化导致的压力增加，则裂口不再扩大；

    （2）容器壁材料强度不能够承受液化气迅速气化导致的压力增加，则裂口进一步扩大，甚至导致容器爆炸；

    （3）在容器爆裂后裂口在一定时间内不再扩大，随着气化程度的加剧，裂口重新扩展，直到液化气全部溢出。

    液化气储罐爆裂事故的预防措施，我们已在文献中提及，这里不再阐述。

    4·结论

    通过对PLGS数值模拟结果的分析，我们可以得到以下结论：储罐压力在阀门打开后的上升，储罐壁内的热应力及高温引起储罐壁材料的软化是导致储罐爆裂的主要原因。为了准确预测储罐的爆裂，有必要对外焰加热条件下的储罐进行应力和强度分析。