温度载荷与爆炸碎片冲击载荷耦合作用下储罐易损性分析

爆炸碎片和火灾热辐射是导致储罐区多米诺效应事故升级的重要致损因子.在实际爆炸碎片撞击目标储罐的事故场景中,目标储罐不止只受到爆炸碎片的撞击作用,还受到临近火灾的高温载荷作用.为研究目标储罐在高温环境下受到爆炸碎片撞击的易损性规律,本文建立了目标储罐在温度载荷和爆炸碎片冲击载荷耦合作用下的极限状态方程,并采用蒙特卡洛模拟绘制得到目标储罐在不同罐壁温度下受爆炸碎片撞击的易损性曲线,分析爆炸碎片质量、撞击速度、撞击角度对不同罐壁温度下目标储罐易损性的影响规律.结果表明:爆炸碎片质量和爆炸碎片撞击角与目标储罐易损性成负相关,爆炸碎片速度与目标储罐易损性成正相关.当研究变量为爆炸碎片质量时,在20～400℃和400～600℃两个温度范围内,罐壁温度每上升100℃目标储罐最大破坏失效概率平均增加值分别为3.7％、6.7％.当研究变量为爆炸碎片速度时,在20～600℃的温度范围内,罐壁温度每上升100℃目标储罐最大破坏失效概率平均增加值为3.9％.当研究变量为爆炸碎片撞击角时,在20～600℃的温度范围内,罐壁温度每上升100℃目标储罐最大破坏失效概率平均增加值从0.675％一直增大到7.01％.研究对评估实际事故中爆炸碎片对储罐的损伤及防控爆炸碎片引发的多米诺效应事故具有重要意义.