爆発防護 / 爆発防護について

伝ぱんする爆発の恐ろしさ

爆発事故で恐ろしい現象の一つは、爆発が次々と伝ぱんしてゆき、被害がプラント全体に及ぶことがあるという点です。そのため、爆発の発生が予想される機器本体を防護するだけでなく、接続された配管にも、爆発を遮断するための装置が必要となります。

配管における爆発遮断イメージ
図1:配管における爆発遮断イメージ

たとえばここに、可燃性ガス、または粉じんが充満した1m3と5m3の2つの閉じた容器があり、それぞれの中で爆発が発生したとします。
このとき、独立した容器で個別に爆発が発生した場合の、容器内の最大爆発圧力と、爆発圧力の上昇率が、それぞれ図2の様になったとします。

図2:2つの容器で個別に爆発が起こった場合
2つの容器で個別に爆発が起こった場合 容積1 : 1.0m³ 最大爆発圧力 : 0.74MPa 圧力上昇率 : dp/dt = 5.5MPa/s 容積2 : 5.0m³ 最大爆発圧力 : 0.74MPa 圧力上昇率 : dp/dt = 3.2MPa/s 着火 着火

次に同じ二つの容器が配管で連結された状態で、大きい方の容器で着火して爆発が始まったとします。
このとき、それぞれの容器内の圧力は、個別に着火した場合と比べて大きく上昇します。(図3参照)

図3:伝ぱんする爆発
伝ぱんする爆発 容積1 : 1.0m³ 最大爆発圧力 : 0.74 → 2.3MPa 圧力上昇率 : dp/dt = 5.5 → 1,000MPa/s 容積2 : 5.0m³ 最大爆発圧力 :0.74 → 0.97bar 圧力上昇率 : dp/dt = 3.2→ 64.5MPa/s 火炎の伝ぱん

特に爆発が伝ぱんしていった先の方の容器では、個別に爆発した時と比較して最大圧力がおよそ3倍にもなっています。

これは、最初に発生した容器2の爆発の圧力が配管を伝ぱんし、容器1に火炎が伝ぱんした時にはすでに内圧が高まっていたためにこの様な現象が発生します。もし実際のプロセスで爆発が発生した場合、伝ぱんした先の機器は大きなダメージを受ける可能性が高く、大変危険です。これを防護するためには、火災、爆発火炎の配管内での伝ぱんをブロックするための高速遮断を行う必要があります。

ファイクのナイフゲートバルブは配管やダクトを高速な機械式遮断弁で強制的に閉鎖し、火炎伝ぱんをブロックし、大切な機器と人命を事故から守ることが可能です。

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