jyx123321的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/jyx123321 高分子材料/复合材料/物理凝胶 山东大学材料科学与工程学院教授

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在响水爆炸及政府关闭化工园区形势下的安全生产技术思考

已有 1129 次阅读 2019-4-6 16:56 |个人分类:未分类|系统分类:科研笔记| 响水爆炸, 关闭化工园区, 结构健康监测, 安全生产, 技术手段

 

321日至今,江苏省盐城市响水县天嘉宜化工厂发生特大爆炸事故的新闻在网上影响很大,如http://inews.ifeng.com/ispecial/270108/index.shtml45日的新浪新闻综合里可看到相关政府关于化工园区的意见:[盐城决定关闭响水化工园区]昨天,本市决定彻底关闭响水化工园区,将陈家港镇列入全市改善农民群众住房条件十镇百村”试点,加快实现乡村振兴。同时,要举一反三做好全市面上化工整治工作,根据省化工行业整治提升方案,进一步抬高本市化工园区、化工企业整治标准,支持各地区建设无化区http://news.sina.com.cn/c/2019-04-05/docihvhiqax0122640. shtml。也可见下述新浪财经新闻:江苏省人民政府办公厅发布关于征求《江苏省化工行业整治提升方案(征求意见稿)》意见的紧急通知。对未来五年之内,江苏省化工企业、化工园区的改造升级及退出做出了明确指示。http://finance.sina.com.cn/stock/hkstock/hkstocknews/2019-04-05/doc-ihvhiewr3413689.shtml。可以预料的是,各地关于化工园区整治乃至关闭的行动会持续很长一段时期。

化工,尤其是涉及流体的化工,极大地丰富了我们的生产和生活物质。化工产品可谓与我们每个人都形影不离。但是,涉及流体的化工过程往往需要压力管道、大容量容器,尤其在通过规模化和自动化提质增效降成本的时代背景下。因此,大家对化工厂尤其是有机化工厂的感性认识就是管道纵横密布、各式大型罐体耸立。

从材料科学与工程专业人员的视角看,管道和罐体都是由具体的材料制成的,常见的是金属、有机高分子及其复合材料,也有用无机非金属材料的。通常,金属材料存在腐蚀和疲劳问题,其承载能力是不断退化的。有机高分子材料以及连续纤维增强的树脂基复合材料则存在蠕变、松弛、老化等问题,其承载能力也是不断退化的。上述的材料本质特点决定了管道、罐体、阀门等化工结构件是随着使役的不断进行而持续退化的,并非一劳永逸、高枕无忧的,尤其在超过其初始设计的承载条件或使役寿命的时候。

这种问题带动了结构健康监测技术的发展。

但是,化工过程尤其是有机高分子化工过程往往存在挥发性有机化合物(VOCs)气体,通常易燃易爆。这种情况下,宜用非电量检测技术。化工管道和罐体大多是大尺寸结构件,结构力学损伤和破坏隐患多,可能的流体泄露点隐患多,偶然性大,宜用低成本的分布式在线监测技术。

理论上,分布式的光纤Bragg光栅技术可以实现化工管道和罐体等大尺寸结构件的应变、温度、挥发性有机化合物和硫化氢等无机气体种类及其浓度的在线、实时、低成本监测。但是,如何优化确定应变/温度/气体的光纤光栅传感器的布置点和方向、如何正确解读检测信号所代表的真实物理意义、如何由有限的监测点信息快速准确地映射到整个结构件的应力/应变/温度/损伤因子/位移场及气体环境,是需要传感和解调技术、结构件设计/制造/使役分析技术、结构件的内外环境流体动力学分析技术、有限元模拟仿真技术、人工神经网络技术协同完成的,任重道远。否则,个人认为是基本没有工程实用意义的。

 



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1 尤明庆

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