Explosion Hazards in the Process Industries pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Eckhoff, Rolf K.

出品人:

页数:441

译者:

出版时间:2005-10

价格:$ 175.15

装帧:

isbn号码:9780976511342

丛书系列:

图书标签:

• Process Safety
• Explosion Prevention
• Hazard Analysis
• Risk Assessment
• Chemical Engineering
• Industrial Safety
• Process Industries
• Combustible Dust
• Fire Protection
• ATEX

爆炸性材料与工程安全手册 （一本关于材料科学、工业安全与风险管理的综合性指南） 导言： 在现代工业，特别是涉及高能物质、易燃介质和复杂化学反应的领域，安全生产是基石。本书并非专注于特定行业的爆炸性危害，而是旨在提供一个跨学科的、系统化的视角，来理解、预防和管理各类工业过程中的潜在风险。我们聚焦于材料的固有危险性、系统设计的可靠性，以及人员在操作流程中的关键作用，构建一个全面的安全工程框架。 本书的重点在于基础科学原理与实际工程应用的结合，为工程师、安全专家、研究人员以及决策者提供一个深入且实用的参考工具。 --- 第一部分：材料的固有危险性与特性分析 本部分深入探讨了构成工业系统稳定性的物质本身的特性，为后续的风险评估奠定科学基础。我们不侧重于爆炸物的具体配方或临界点计算，而是关注材料在不同环境下的宏观和微观行为。 第一章：工业原材料的物理化学基础 1.1 反应动力学与热力学：探讨化学反应的速率、活化能以及平衡状态对过程安全的影响。重点分析常见有机与无机化合物在升温、加压条件下的分解路径及放热效应。 1.2 燃烧与火焰传播：详细阐述了燃料与氧化剂混合物的点火特性，包括最低点火能（MIE）、自燃温度（AIT）的确定方法。对不同几何形状（如薄层、粉尘云、气团）中火焰的传播速度和压力上升速率进行对比分析。 1.3 腐蚀与材料退化：考察介质对反应器和管道材料的化学侵蚀作用。分析应力腐蚀开裂（SCC）和氢脆现象如何削弱结构完整性，并介绍如何通过材料选择和表面处理来抵抗这些长期退化机制。 第二章：粉体工程与颗粒系统行为 本章着眼于固体颗粒在工业处理（如输送、混合、储存）中可能产生的系统性风险，这些风险与流体流动和气动输送密切相关。 2.1 粉尘特性表征：介绍粒径分布、比表面积、堆积密度等参数对粉体流动性和悬浮性的影响。重点阐述如何通过实验室测试（如固定床测试）来评估粉体的自燃敏感性。 2.2 颗粒流动性与堵塞风险：分析颗粒在料仓、料斗和输送管道中可能出现的流态化、死区形成和桥接现象，以及这些非均匀流动如何导致局部过热或静电荷积聚。 2.3 气固两相流动的热交换：研究高速气流携带粉尘进行远距离输送时的壁面摩擦、冲击和热量传递效率，这对于避免管道壁上的积垢自热至关重要。 --- 第二部分：过程控制与系统可靠性工程 本部分关注如何通过工程设计和实时监控来维持系统的安全运行边界，强调冗余性、故障诊断和响应机制的构建。 第三章：反应器设计与热管理 3.1 反应过程的稳态与瞬态分析：深入探讨反应器内温度、浓度梯度对反应选择性和稳定性的影响。利用非线性动态模型来识别潜在的失控（Runaway Reaction）场景。 3.2 冷却与热移除系统的可靠性：评估夹套冷却、内盘管冷却等热交换设备的性能裕度。分析冷却介质中断或流速下降时的热量累积速率，并提出冗余泵送和备用电源的设计要求。 3.3 泄压系统的设计与验证：基于美国机械工程师学会（ASME）标准和欧洲规范（EN），详细介绍泄放阀、爆破片（Rupture Disks）的选型、尺寸计算和安装要求。重点分析泄放口堵塞、背压效应以及双相流排放对保护效果的影响。 第四章：仪表与控制系统的安全性（SIS） 4.1 功能安全标准与风险等级划分：介绍国际电工委员会（IEC）61508/61511标准，解释安全完整性等级（SIL）的确定过程及其在控制系统设计中的应用。 4.2 传感器与执行器的诊断：讨论如何对温度计、压力变送器、控制阀等关键设备进行定期校准和故障诊断测试。强调低投票率（Low Voting Logic）系统中的单一失效概率分析。 4.3 联锁逻辑的验证：阐述如何使用软件和硬件在环（Hardware-in-the-Loop, HIL）仿真技术来验证复杂联锁序列的正确性，确保在多重故障条件下系统能够安全停车。 --- 第三部分：风险评估、人为因素与应急准备 本部分将视角从技术细节提升到管理和操作层面，探讨如何识别系统中的薄弱环节，并制定有效的应对策略。 第五章：定性和定量风险评估方法 5.1 危害与可操作性分析（HAZOP）：提供详细的HAZOP学习指南，包括节点选择、引导词（Guide Words）的应用、原因（Cause）和后果（Consequence）的系统性推导，并侧重于识别“未被考虑的”潜在偏离。 5.2 故障树分析（FTA）与事件树分析（ETA）：演示如何利用这些演绎和归纳方法来量化特定事故发生的概率。特别关注于复杂系统中断的耦合效应分析。 5.3 风险矩阵与可接受性标准：讨论如何根据后果的严重性和发生的可能性，对识别出的风险进行分级，并将其与行业内公认的可接受风险阈值进行比较。 第六章：人为因素与操作环境 6.1 疲劳、沟通与程序遵守：分析操作人员的认知负荷、压力和沟通障碍如何成为导致操作失误的关键因素。探讨如何通过优化人机界面（HMI）设计来减少认知错误。 6.2 变更管理（MOC）的有效实施：强调对工艺、设备或操作规程的任何更改都必须经过严格的风险再评估。详细介绍MOC流程中的跨部门审批和技术审查机制。 6.3 培训与能力维持：设计有效的操作员在岗培训（OJT）和应急演练（Drill）方案，确保员工能够熟练应对非常规工况和突发事件。 第七章：应急响应与恢复策略 7.1 泄漏、火灾与紧急隔离：制定针对不同介质泄漏场景的响应流程，包括安全区域划分、初期灭火技术的选择（如惰性气体注入、泡沫应用）以及关键阀门的紧急隔离程序。 7.2 社区风险沟通与报告：概述在发生重大工业事故时，企业与地方应急管理机构、周边社区进行有效信息共享的责任和最佳实践。 7.3 事故调查与经验反馈：建立一个系统化的事故/事件调查框架，重点在于挖掘根本原因（Root Cause），而非仅仅归咎于个人行为，确保调查结果能够转化为可执行的安全改进措施。 --- 结语： 《爆炸性材料与工程安全手册》旨在提供一个超越单一技术领域的宏观视野，它要求从业者将材料科学、热力学、控制理论与组织行为学知识融会贯通。通过对过程安全生命周期的全面管理，读者将能够构建出更具韧性、更可靠的工业操作环境。本书提供的知识体系，是实现零事故愿景的必备工具。

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我向来认为，一本优秀的专业书籍，应该能在不同层级的读者之间建立起有效的沟通桥梁。这本书在这方面做得相当成功。《Explosion Hazards in the Process Industries》的内容深度足以让资深的研究人员感到充实，但它的叙事节奏和图表设计又不会让初入行业的安全工程师感到不知所措。我特别欣赏作者对“不确定性分析”的强调，它没有给出任何“保证安全”的空洞承诺，而是教会我们如何量化和管理那些我们无法完全消除的残余风险。书中的章节安排具有极强的逻辑性，从宏观的工业环境风险概览，逐步聚焦到特定相态的爆炸特性，最后落脚于复杂的抑制与泄放系统设计，形成了一个完整的闭环。对我个人而言，这本书带来的最宝贵的财富，是对“风险的相对性”有了更深刻的体悟——我们所追求的不是零风险，而是在可接受的、经过科学验证的范围内，将风险降至最低，并对这种降级过程的每一步都了如指掌，这本书为实现这一点提供了坚实的科学基础和方法论支持。

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说实话，我拿到这本书的时候，内心是有点忐忑的，因为我本身是偏向于法规遵从和质量管理方向的，对于纯粹的化学工程爆炸物理学接触不多。我期待的是一本能够帮助我快速理解行业标准背后的科学依据的工具书。这本书在这方面表现得极其出色。它的语言风格非常严谨，但在关键概念的引入上却极为体贴。例如，当它介绍到“最小着火能量（MIE）”时，作者不仅给出了数值范围，还用一个非常直观的比喻——就像你试图点燃一堆湿柴火——来解释能量与氧化剂浓度的相互作用，这让非专业出身的读者也能迅速抓住核心要点。我发现，通过这本书，我建立起了一套更扎实的知识体系，不再是零散地记忆条文，而是能够将不同的安全规范（比如ATEX指令和NFPA标准）置于一个统一的爆炸科学框架下进行比较和理解。这对于我在进行跨国项目的安全审计时，提供了极大的思维灵活性和深度分析能力，不再是机械地对标，而是能真正评估其背后的风险等级差异。

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这本书，说实话，我是在一个偶然的机会下接触到的，当时正好在为一个复杂的化工项目做安全评估，对“爆炸风险”这个主题有着强烈的求知欲。我抱着试试看的心态翻开了《Explosion Hazards in the Process Industries》。一开始我有点担心，毕竟涉及的专业术语和理论深度可能会让人望而却步，毕竟我的背景更多偏向于实际操作和工程实施层面，对于纯理论的解析总有点消化不良。然而，令我惊喜的是，作者在构建理论框架的同时，并没有完全抛弃对实际案例的关注。书中对于不同类型爆炸——从粉尘爆炸到蒸气云爆炸的机理分析，叙述得非常清晰，逻辑链条紧密得令人赞叹。我特别欣赏其中关于“爆炸三要素”在复杂工艺流程中动态变化的模型探讨，这远比教科书上的静态描述要生动和实用得多。它迫使我重新审视我们工厂里那些看似稳定运行的设备和管线，原来每一个细微的参数波动都可能成为触发灾难的导火索。这本书更像是一本高级工程师的“经验总结录”，而不是冷冰冰的学术论文集，它教会我的不仅仅是“是什么”，更是“为什么会这样”以及“如何预防”，这种由内而外的认知提升，对我后来的工作产生了深远的影响。

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我最近阅读这本书的体验，简直就是一场关于“风险认知重塑”的深度旅行。我一直认为自己对工艺安全领域已经有了一个比较全面的了解，毕竟干这行这么多年，大大小小的安全演习和事故复盘也没少参加。但《Explosion Hazards in the Process Industries》却像一盏聚光灯，精准地照亮了我认知中的盲区。这本书的结构安排极为巧妙，它没有采用传统的“按事故类型分类”的笨拙方式，而是从能量的释放与控制这一核心矛盾出发，层层深入到具体介质的特性。我尤其对其中关于“热力学不稳定性”和“反应动力学耦合”的部分印象深刻，这部分内容，即便是资深的工艺设计师也可能只是停留在宏观理解层面，而这本书却用深入浅出的数学语言，揭示了亚稳态系统如何一步步滑向失控的深渊。我感觉自己不再仅仅是一个被动执行安全规范的执行者，而是开始能够主动预测和设计出更具内在安全性的系统。它对我最大的启发是：真正的安全不是通过增加冗余的保护层实现的，而是从源头上理解并消除爆炸潜能的结构性设计。

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这本书的阅读体验是相当“硬核”的，但绝不是枯燥乏味的。我发现，作者似乎非常热衷于通过对历史重大事故的“微观剖析”来佐证理论的有效性。它不像某些同类书籍那样，只是简单地罗列事故数据，而是深入到事故发生前几毫秒的流体动力学和化学反应速率变化中去。我记得有一个章节专门分析了某个著名爆炸案中，预混气在管道拐角处的湍流加速效应，作者甚至引用了高分辨率的数值模拟结果来辅助说明，这简直是教科书级别的展示。对于那些希望将理论研究成果直接转化为现场风险评估工具的工程师来说，这本书提供了极其宝贵的视角——它揭示了理论模型与现实世界复杂边界条件之间的“鸿沟”在哪里，以及如何通过审慎的工程判断来跨越它。它不是一本让你读完后感觉一切尽在掌握的“万能手册”，而是一本让你更加敬畏爆炸力量，并学会用更精细的工具去驾驭它的“思想导师”。

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