自工业时代开始,结构的安全性和对人身安全的保护对工程师来说就一直是极端重要的事情,尽管有两个世纪的经验积累,这些问题在今天仍然是人们主要的担心。也许因为人类的雄心有时超过了他现有的能力,事故仍然发生并不断造成伤亡。新技术带来新问题,有时会有意想不到的情况发生,带来深远和悲剧性的后果。火灾是最危险的风险之一,易燃液体和气体的大量储存和运输意味着只要一个火星就足以酿成一场火灾或引起爆炸。所以在规划工业建筑厂房时,必须密切注意防止和消除火灾的问题,包括研究现有的材料,对于关键的有火灾危险的区域和人员逃生路径选择最佳最安全的方案。为了在这方面帮助设计师和工程师,国际镍协会国际钼协会及三家不锈钢生产商(前阿维斯塔公司、英国不锈钢公司和优金公司)资助了一个独立的防火试验项目,选择了四种在建筑结构包括海上结构中常用的材料:镀锌钢、玻璃钢、铝和奥氏体不锈钢316(UNS S31600)。
试验清晰地表明:不锈钢结构即使长时间暴露在碳氢化合物燃烧的最高温度下,仍能保持其结构的完整性,而玻璃钢和铝由于熔点低,耐火性能很差。镀锌钢具有一定的防火性能,但会有刚度的下降,且可能发生熔融锌的滴落,这对人身构成潜在的威胁。鉴于不锈钢已在高温工业设备和工艺中广泛使用并积累了长期使用经验,不锈钢的这种有益的防火效果并不令人惊讶。然而在苛刻的火灾条件下不锈钢究竟比其它材料优越到什么程度,可通过在受控条件下的对比性试验得到答案。 在进行这些实验的同时,英国钢结构研究所也受托研究考察了不锈钢相对于其它材料的经济性。这包括计算初始成本以及更重要的运行成本,运行成本来自于整个寿命期的维护、修理和更换。计算结果显示不锈钢相对较高的材料成本被其长使用寿命、免维护免修理所补偿,使它们真正的经济性比初看上去要有吸引力得多。的确,在10-30年的使用寿命中,与碳钢(试验中除不锈钢外唯一具有有效耐火性能的材料)相比,不锈钢显然并不昂贵。增加安全性常常在短期带来财务上的不利,防火试验项目和经济性研究表明,在建筑结构包括海洋结构的相关部位增加不锈钢的使用,将会以适当的成本投入大大提高防火安全性。
照片由英国天然气公司提供
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