高压容器力学环境试验安全防护方法技术

本发明专利技术涉及力学环境试验安全防护技术领域，具体涉及一种高压容器力学环境试验安全防护方法，目的是解决高压容器地面过程中，高压容器在动应力和内压复合作用下可能产生碎片并形成冲击波，对周边环境造成危害的问题。其特征在于，它包括如下步骤：安装防护装置、计算安全工作距离和设置安全工作区域。采用本发明专利技术的安全防护方法，近3年来开展了50多项高压容器力学环境试验。实践表明本安全防护方法风险分析全面，安全距离设置合理，防护措施到位，保障了高压容器力学环境试验的顺利开展。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及力学环境试验安全防护
，具体涉及一种高压容器力学环境试验安全防护方法。
技术介绍
在国防科技领域，高压容器的应用范围非常广泛，随着航天器及武器的性能、寿命及可靠性要求的不断提高，高压容器的地面试验对验证设计及制造起到了非常重要的作用。高压容器在其工作状态下，除了气体内压外，还承受一定的动力学环境。内压对高压容器的影响基本上为静态应力，动力学环境则对高压容器施加一定的动态应力。在工作状态下，容器所承受的应力为复合应力。传统的地面试验，高压容器仅仅进行液压的打压试验，用于验证静态强度，或进行空载状态下的振动试验以考核其动强度，但是以上的考核方法仅考核了单一应力状况下容器的强度及经受动力学环境的能力。近年来，高压容器带压状态下的力学环境试验，考核真实应力状态下容器的力学环境适应能力，越来越受到设计部门的重视。开展带压状态下容器的力学环境试验具有一定的危险性，在力学环境试验中的动应力和内压复合作用下容器可能泄露和破裂，导致高压气体外泄，对人员和设备产生威胁。安全防护问题的妥善解决，成为开展高压容器力学环境试验的关键技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决高压容器地面过程中，高压容器在动应力和内压复合作用下可能产生碎片并形成冲击波，对周边环境造成危害的问题，提供了一种可以同时对高速碎片和冲击波进行防护，降低操作人员安全风险的高压容器力学环境试验安全防护方法。本专利技术是这样实现的：一种高压容器力学环境试验安全防护方法，具体包括如下步骤：第一步：安装防护装置；第二步：计算安全工作距离；第三步：设置安全工作区域。如上所述的第一步，在高压容器外围安装防护装置，用于对高压容器破裂后抛洒出高速碎片进行防护。如上所述的防护装置采用防爆墙或沙袋墙。如上所述的第二步，具体包括如下步骤：步骤2.1：计算压缩气体物理爆炸能量，采用等温膨胀法：E=PV×ln(PP0)]]>式中：E——气体的物理爆炸能量，J；P——气体爆炸前的绝对压力，Pa；P0——高压容器外环境压力，Pa；V——高压容器容积，m3；步骤2.2：把气体爆炸能量E换算为TNT当量Q，公式为：Q＝E/k式中：Q为爆炸物TNT当量，kg；k为TNT爆炸能量系数4.5×106，J/kg；步骤2.3：计算相应爆炸物TNT当量下的安全距离，厂房内部安全距离计算公式如下：D＝kQ1/3式中：D为安全工作距离；K为安全系数，K取3.6。如上所述的第三步，根据第二步得到的安全工作距离D，将操作工位设置在距离高压容器大于安全工作距离D的位置上。本专利技术的有益效果是：本专利技术包括安装防护装置、计算安全工作距离和设置安全工作区域的步骤。采用本专利技术的安全防护方法，近3年来开展了50多项高压容器力学环境试验。实践表明本安全防护方法风险分析全面，安全距离设置合理，防护措施到位，保障了高压容器力学环境试验的顺利开展。附图说明图1是本专利技术的一种高压容器力学环境试验安全防护方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行进一步描述。如图1所示，一种高压容器力学环境试验安全防护方法，具体包括如下步骤：第一步：安装防护装置。在高压容器外围安装防护装置，用于对高压容器破裂后抛洒出高速碎片进行防护。防护装置采用防爆墙或沙袋墙。第二步：计算安全工作距离。步骤2.1：计算压缩气体物理爆炸能量，采用等温膨胀法：E=PV×ln(PP0)]]>式中：E——气体的物理爆炸能量，J；P——气体爆炸前的绝对压力，Pa；P0——高压容器外环境压力，Pa；V——高压容器容积，m3。步骤2.2：把气体爆炸能量E换算为TNT当量Q，公式为：Q＝E/k式中：Q为爆炸物TNT当量，kg；k为TNT爆炸能量系数4.5×106，J/kg。步骤2.3：计算相应爆炸物TNT当量下的安全距离，厂房内部安全距离计算公式如下：D＝kQ1/3式中：D为安全工作距离；K为安全系数，K取3.6。第三步：设置安全工作区域。根据第二步得到的安全工作距离D，将操作工位设置在距离高压容器大于安全工作距离D的位置上。本专利技术包括安装防护装置、计算安全工作距离和设置安全工作区域的步骤。采用本专利技术的安全防护方法，近3年来开展了50多项高压容器力学环境试验。实践表明本安全防护方法风险分析全面，安全距离设置合理，防护措施到位，保障了高压容器力学环境试验的顺利开展。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压容器力学环境试验安全防护方法，具体包括如下步骤：第一步：安装防护装置；第二步：计算安全工作距离；第三步：设置安全工作区域。

【技术特征摘要】
1.一种高压容器力学环境试验安全防护方法，具体包括如下步骤：
第一步：安装防护装置；
第二步：计算安全工作距离；
第三步：设置安全工作区域。
2.根据权利要求1所述的高压容器力学环境试验安全防护方法，其特征在于：所述的第一步，在高压容器外围安装防护装置，用于对高压容器破裂后抛洒出高速碎片进行防护。
3.根据权利要求2所述的高压容器力学环境试验安全防护方法，其特征在于：所述的防护装置采用防爆墙或沙袋墙。
4.根据权利要求1所述的高压容器力学环境试验安全防护方法，其特征在于：所述的第二步，具体包括如下步骤：步骤2.1：计算压缩气体物理爆炸能量，采用等温膨胀法：
式中：E——气体的物理爆炸能量，J；

【专利技术属性】
技术研发人员：贺智国，贺译贤，邱杰，周天朋，唐伟，
申请(专利权)人：天津航天瑞莱科技有限公司，北京航天斯达科技有限公司，北京强度环境研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12