日本处于地震多发地带,在抗震技术方面很有优势。东南亚三国印尼、菲律宾和越南计划共同合作,提高抗震技术水平。本文对日本抗震技术进行了总结,并对三国之间的合作进行了展望。
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编译 | 张德凯
东日本地区的很多工厂在2011年3月11日的大地震海啸中均受到了巨大冲击,导致该地区汽油、柴油等燃料出现供应紧张。因此,研发出抗震级别高的工厂和设备就自然至关重要,而日本在此方面的经验可以说非常丰富。
为了给将来的工厂和设备建设提供抗地震合作技术支持,日本国际合作署(JICA)开展了关于地震中工厂设备的抗震经验在东南亚地区越南、印尼和菲律宾三国合作中应用前景的调研。
东日本大地震的损害及应对措施
日本经济产业省和日本总务省灾难管理部提供了关于地震等灾害对于工厂设备的损伤报告。其中,高压气体设备出现了一系列典型损伤:一些设备受地震影响产生了火灾和爆炸损坏;同时,海啸使多种设备、气体储罐被损坏,导致大量气体泄漏。
Tohoku地区的Iwate(岩手)、Miyagi(宫城)、Fukushima(福岛)三县受损最为严重,受损的高压气体设备包括储罐、系统控制设备、气体警报装置、动力机械设备以及消防、储罐装卸设备等,受损类型包括储罐损坏、侧翻、设施破裂、不均匀陷落等。海啸灾区大部分区域水深达5~10m,行政办公地区水深超过20m。
另外,Miyagi县、Chiba县等处的LP储运设施的火灾同时也导致炼油厂受损。
在东日本大地震中,除了球形储罐的支架发生严重损坏,其他设备并未受到太多影响,大部分设施只产生了剧烈摇晃,表现出良好的抗震性能。
对于不符合当时抗震准则的设备,只有六个设备的管线产生了极小规模的泄露,全部受损设备包括46处管线泄露、23个再生器损坏、13处固定螺栓损坏,其中有12处管线受损是由于土壤液化造成的。
而大部分由液化造成的设备受损则发生在2级地震以下的情况。液化所造成的影响与设备本身所处的地层环境有很大关系,地层运动的强度只是其中较弱的一种因素。在一些受损案例中,LP的泄露主要由液化造成的波纹管损坏所引起,而常规操作产生的设备膨胀和收缩则是加剧波纹管损坏程度的重要原因。
抗震准则
基于东日本大地震的教训,日本总结出了相应的经验,也完善出了多种应加以采取的措施。首先,抗震准则需要修改,不仅要修改部分参数,还应对支架强度方面予以重视;其次,当地政府应加大管理力度,严查经济数据并实时跟踪,确保抗震准则得以闫哥执行;最后,工厂经营人员也应深入对土壤液化性质的调研,并作出降低液化影响的相应对策。
日本的抗震准则对工厂进行了重要性分类,根据不同工厂的危险系数给出了重要性参数,具体数值根据设备间距等因素确定,对于重要性参数较高的设施,应加强抗震措施的应用。如若严格遵循重要性参数来执行抗震准则,即可达到事半功倍的效果。
另外,抗震准则提出了双重抗震设计方案。所有设备在符合重要性参数分类的技术上,抗震性能都必须足以承受一级地震;重要性参数高的设备则必须能够承受耳机地震。其中,前者在一级地震中应保证设备不发生损坏,气密性不会降低;后者在二级地震中,即使气密设备的辅助和支架设备受损,气密设备的气密性也不能降低。
在抗震准则中,针对不同设备的不同震动特点都给出了详尽的不同抗震方式,增加了管件的抗震设计,并对土壤液化的危害有明确的说明,该准则对于高压气体设备同样适用,包括LNG接收终端。
调研结果及合作发展建议
2012年的JICA报告调研了将日本抗震技术引入印尼、越南和菲律宾三个国家的可能性,实现三个国家间的抗震技术交流,旨在提高设备抗震水平,满足三国对于抗震技术的需求,最终根据调研结果,提出了三国未来抗震技术合作的建议。
目前已在三个国家共进行了五次研讨会活动,每次参会人数为70人左右,旨在提出抗震工程师培训的有效方式,并对抗震准则做进一步改进提高。
对印尼、越南和菲律宾三国的工厂设备抗震性能进行评估。其中,越南的Petrovietnam Dung Quat炼油厂、印尼的Jambi Betara煤气厂和Mitsubishi化工厂的评估结果均良好。
三国的新建大型工厂并无严重的问题存在;旧工厂中,由于设备老化,存在一些抗震安全缺陷,部分抗震设备的功能有所退化。
合作内容
为工厂设备实施建设提供新的抗震设计准则、并对现有设备进行抗震评估有望成为三国合作的主要内容。为了建立新的抗震准则和标准,必须得到三国对新抗震准则建立的共同支持和私营企业对工程师进行抗震技术培训的支持,且在新的抗震准则建立后,需共同严格遵守相关要求。新的抗震准则和标准建立后,抗震技术专家需协助工程师对工厂设备进行抗震评价,包括用新的抗震标准对工厂设备抗震性能进行评价、根据评估结果对部分设备进行抗震技术升级等。
在上述措施完成后,合作各方可通过技术合作和交换实现抗震技术和经验共享,使整体抗震技术和知识水平得到提高。另外,通过抗震安全评估课手机工程设备的抗震安全信息,从而达到提高整体抗震安全性、预防地震损失的目的。
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