1 HAN 阻隔防爆技术原理、分类和适用范围

在储罐容器内填充满阻隔防爆材料蜂窝网状结构， 可阻隔火焰在储油容器内迅速传播与抑制能量的瞬间释放， 避免发生爆炸。蜂窝网状结构利用其材料的热传导效应， 破坏燃烧介质的爆炸基本条件， 对火焰形成物理阻力， 从而防止爆炸， 保证易燃易爆气态、液态危险化学品、可燃油类储运安全[4]

（图 1）。此技术对于提高橇装加油站地面储油罐安全性， 提高汽车加油(气)站罐体和运输储罐安全性，保证公共、人身及财产安全具有重要意义。

图 1 阻隔防爆技术原理

HAN 阻隔防爆技术针对不同的化学介质选择不同材质的阻隔防爆材料。根据金属材料性质分为钛合金、铜合金、铝合金等； 根据应用情况可分为设备类： HAN 技术橇装式加油装置 （图 2）、便携式储罐、集装罐、运油车、地理式储油罐、液化气储罐等；工程类：HAN 防护技术对油气储罐安全改造的施工， 对大型储油罐防爆防护的设计和施工。

该技术的适用范围包括：

◇市区不符合 《汽车加油加气站设计与施工规范》 中有关周边安全防护距离要求的加油 （气） 站地埋储油罐[6]；

◇工业中不符合国家标准要求的易燃易爆气库、油库区储罐；

◇轻质燃油、易燃易爆气态、液态危险化学品和液化石油气油罐、气罐、槽罐车用储罐容器；

◇公路边、机场、驾校、物流城、客运站、码头、工业园区、施工工地、煤矿、停车场、偏远 地区等采用橇装式汽车加油（气） 装置；

◇陆运、航空、航海等领域；

◇易燃易爆气态、液态危险化学品运输管道；

◇军用飞机、 坦克、 军舰和舰船等的燃料

2 铝合金阻隔防爆材料的检验和试验

铝合金阻隔防爆材料的加工工艺：HAN 阻隔防爆技术应用合金铝箔经过机械加工制成一种带状蜂窝网状结构材料 （图 3），将整形收卷后的铝箔放料拉网扩展为铝箔网状材料，  再将其卷制成型为铝合金蜂窝网状阻隔防爆材料。

图 3 铝合金阻隔防爆材料的加工

铝箔原材料技术参数 （表 1）：铝合金箔合金状态为 3003H18；化学成分的质量分数为硅 0.4％、铁0.4％  ～0.6％ 、  铜  0.05％  ～0.15％ 、  锰  1.05％ ～1.45％  、  镁  0.002% 、  钒  0.003% 、  锌  0.1％  、 钛0.1％～0.2％；铝为余量。

表 1 原材料各项技术参数

原材料类型                 铝合金带，空白成卷，平滑，能延展

原材料厚度                 0.05 mm （厚度偏差：±0.005 mm） 

抗拉强度断                 241～265 N/mm2

后延伸率导                 4%～6.5%

热 系 数 原                 155～195 W/(m·K)

材料密度                    2.67g/cm3

适用温度范围              -80～550 ℃

使用寿命                    约 30 年

加工后的蜂窝网状材料技术参数 （表 2）：网格阻隔防爆材料 （图 4） 大小应当均匀， 不均匀性小于或等于 24%；边缘不展开宽度小于或等于 11 mm； 网格每平方米破损不允许超过 4 处， 且破损面积小于或等于 58 mm× 48 mm； 成品端面不平度应小于或等于 56 mm。

表 2 加工后的蜂窝网状材料各项技术参数

材料规格                        高度：2.4 mm±0.2 mm；宽度：500 mm

容量损失                       ≤0.8%

材料质量                       30×( 1±0.05) g

材料结构尺寸                 边长 6.12～6.40 mm 

成品端面不平度边缘       22 mm

不展开宽度燃爆             2.9～6.5 mm

增压值                         0.04 MPa

置换率                         0.92% 

填充密度                      25～35 kg/m3

制造标准                      AQ 3001—2005

在  92#  汽 油 蒸 汽 与 空 气 的 混 合 体 积 分 数 为

3.8% 、3.9% 、4.0% 、4.1% 、4.2% 、4.3% 、4.4% 的

条件下， 测量油气混合气体的火焰燃烧速度。试验结果表明， 混合体积分数为 4.1% 时为最佳混合浓度， 并以此条件进行防爆性能试验。在填充密度为30 kg/m3 条件下进行防爆性能试验的燃爆增压曲线见图 5，各测点燃爆性能试验增压值见表 3。

表 3 各测点燃爆性能试验增压值

传感器           1 号            2 号           3 号                  4 号

压力/kPa        51.8           39.4          32.2                 20.5

3铝合金阻隔防爆材料在橇装式加油

装置的储油罐中试验

3.1燃烧对比试验

在 ϕ 570 mm× 400 mm 的容器内填充IV 型铝合金阻隔防爆材料 2.55 kg， 加入 10 L 92# 汽油； 在另一个同样规格的容器内直接加入 10 L 92# 汽油， 分别用点火器点燃，观察油气燃烧情况。

装有阻隔防爆材料的容器内油气燃烧平稳， 火焰高度约为 0.2 m； 未装阻隔防爆材料的容器内油气燃烧迅猛，火焰高度最高超过 2 m （图 6）。

3.2 油罐带油钻孔、补焊试验

在容积 500 L 的立式试验罐内装入IV 型铝合金阻隔防爆材料 14 kg， 再加入 92# 汽油 200 L。试验人员手持电钻在罐壁上 （汽油液面以上部位） 钻 2 个ϕ 8 mm 的通孔；随后用焊枪点燃油气，2 min 后对 2 个通孔进行补焊作业， 用时不足 1 min， 补焊完毕。整个过程平稳， 未发生爆炸、爆燃等异常情况

（图 7）。

3.3 油罐 1 h 燃烧试验

在容积 2 m3 的钢制卧式试验罐内装入IV 型铝合金阻隔防爆材料约 50 kg，  92# 汽油 1800 L， 罐体装设 2 个呼吸阀。 试验罐下方放置 1 个 2500 mm × 1250 mm× 170 mm 钢制油槽， 油槽内预先装入足量的 0# 柴油， 并设置一个辅助加油装置， 向油槽内加注作为燃料用的柴油。

用引火棒引燃油槽内柴油， 燃烧 1 h 后罐体未见泄漏、变形和泄压功能受阻 （图 8）。打开储罐检查内部阻隔防爆材料完好，未见损伤和异常

经现场橇装式加油装置储油罐的 1 h 燃烧试验见证， 内装有铝合金阻隔防爆材料储油罐燃烧后未见泄漏、变形， 各个功能均正常， 符合相关标准要求，试验合格。

4铝合金阻隔防爆材料在橇装式加油装置的储油罐内清洗

清洗这种储油罐主要有四种方法：

1）不取出罐内阻隔防爆材料 （针对双人孔油罐而言）， 利用 2/3 存量的罐内油品进行循环流动式清洗，之后一同抽出油品和杂质。

2）抽尽罐内余油， 专业人员进入罐底进行清洗， 取出部分罐内阻隔防爆材料， 再用棉布和木耙反复拖刷清洗，这种方法比较费工、费时间。

3）打开油罐人孔盖， 用油罐车和手摇泵抽空罐内余油和杂质， 再将该罐刚刚抽出已排空杂质的油品卸入油罐， 反复抽净罐底余油和杂质， 最后用木杆捆上干净抹布，擦净罐底杂质和污渍。

超声波清洗， 用循环隔膜泵配合超声波清洗机能达到人员不进入罐内清洗干净的效果， 可以把如同半块砖头大的杂物吸上来， 可以通过视频头看到罐内的清理情况和效果

5结论

多年来人们对汽油、液化气、天然气等易燃易 爆产品安全防护要求特别高， 尽管采取各种措施进行预防， 但由于一些不可预见的、突发性的原因， 还是会有危险化学品生产和储存场所发生事故而引 发爆炸，给国家和人民财产造成了巨大损失。

铝合金阻隔防爆材料为多边形蜂窝状网眼结构材料， 增加了轫性和延伸性、折弯性、弹性， 该铝合金材料具有良好的抑爆性能。由于该材料叠层中 的网眼组成蜂窝状的特殊结构， 把油罐、油箱、储气罐内腔分成无数很小的像蜂巢一样的隔间， 这些 “ 蜂巢隔间” 可以有效地抑制火焰热辐射的传播扩散， 同时具有较好的导热性， 能迅速地将燃烧释放出的绝大部分热量吸收， 使易燃油类和气体燃烧反应后的最终温度降低， 减缩反应气体的膨胀， 不会极大提高储罐容器的压力值[7]。

应用新型 HAN 阻隔防爆技术可以抑制储罐容器内易燃气体的挥发， 减少油品损耗， 降低环境污染， 阻止浪涌， 防止容器内静电， 明显减少火焰高度， 阻止储罐内明火扩散； 保护易燃易爆气态、液态危险化学品储运容器装置， 使其在意外燃烧和遇到撞击事故时不会发生爆炸[8]。

阻隔材料可以代替阳极保护， 防止储罐容器内部侵蚀， 从而延长储罐容器的使用寿命； 避免因地埋储罐渗漏而对地下水资源污染； 储罐容器可随时补焊及维修，清洗相对简单，用时较短。

参考文献：

[1]张世昌. 积极宣贯阻隔防爆技术标准不断提高危险化学品储运设施的安全水平[J]. 中国石油和化工标准与质量， 2006，26（7）：19-20.

[2]汝成友，王德贤. HAN 阻隔防爆技术的防爆原理及其应用