2011安全工程师-案例分析复习指导[2]

　　湖北某糖厂锅炉爆炸案列分析

　　一、事故概况及经过

　　1978年，湖北某糖厂一台连续运行时间仅18个月的KZL4—1.27型锅炉，在工作压力为1.11兆帕的情况下突然发生爆炸。锅炉从后管板上部扳边处撕开，27吨重的锅炉本体向前冲出十多米远，遇到地面障碍后翻了个跟斗，炉底朝天。156平方米的锅炉房全部摧毁。邻近厂房和设备等受到不同程度的破坏。造成死亡1入，伤4人，经济损失44000元。

　　根据现场检查，爆炸由锅炉后管板扳边弯曲处上方撕开而发生的，破口长1.71米，管板上部月牙形部分被撕裂向下翻转贴到管板上，压力表、水位表及安全阀均遭破坏，锅炉内部水垢不严重，烟管及锅壳下部无过热鼓包等现象。锅炉爆炸前未发现异常现象，锅筒内的水位、压力正常，安全阀也未动作。注册安全工程师试题

　　二、事故原因分析

　　1.断口分析

　　在1.71米长的断口上，明显分为两部分：靠近内壁(宽度约为1.4—10.3毫米不等)的一部分表面光滑晶亮，有不规则的台阶;在靠近内表面的个别部位，可以观察到疲劳裂源和疲劳前沿线。靠近外部的断口呈纤维状，表面比较粗糙，方阶性明显，无台阶过渡平面，是爆炸时被撕开的韧性断口。根据以上特征，认为是比较明显的疲劳断口。

　　2.超声波探伤

　　对被炸开的锅炉后管板进行超声波探伤，未发现钢板内有不允许存在的缺陷。

　　3.化学成分、机械性能和金相分析

　　经对锅炉后管板材料进行化学成分、机械性能和金相分析，可以确定所选用材料与16MnCu(锰钢)材料的规范基本相符，而这种钢材，根据国家标准和有关规定，是不允许用来制造锅炉受压件的。因为这种钢材具有热脆性和较大的缺口敏感性，促使材料产生裂纹并迅速扩展，直至不足以承受锅炉压力时，便发生没有任何预兆的突然爆炸。

　　4.角板拉撑焊接质量的检查注册安全工程师试题

　　锅炉后管板上部月牙形面积上有四根焊接连接的角板拉撑，爆炸后，四根角板撑全部留在锅筒内，都是在角板撑和管板的角焊缝处拉脱。位于水线以下的一根可以清楚看到断口上有一层水垢，位于汽空间的三根，断口上也有浮垢和水锈。这说明在锅炉爆炸前，角板拉撑就已经断开了。

　　角板拉撑和管板的焊接质量极差，按强度计算要求，设计的连援焊缝长度为320毫米，焊角高度和宽度均为14髦米。但实际上的焊缝长、宽、高都远未达到设计要求，且熔焊金属与角板撑的熔合也很差。

　　综上所述，由于锅炉后管板和角板撑连接的焊接质量低劣，其虽度远远不足，在锅炉运行过程中被拉裂后渐渐断开，使得管板成为没有拉撑加强的平板，在其上部月牙形上承受的载荷大大提高，加剧了管板扳边弯曲处的应力集中。使拉应力和很大的弯曲应力相互迭加。迭加后的应力峰值出现在管板扳边弯曲处的内表面，应力值将高于钢板的屈服限。而这个应力又是不稳定的，它随着锅炉内蒸汽压力的变化而变化，同时烟管内烟气温度波动致使烟管胀缩，也会使这个应力产生波动。此外该锅炉为间断供汽，运行中压力波动大而频繁，起停次数多，在这样的运行条件下，拉撑断开后又造成 度的应力集中，为在管板扳边弯曲处开始产生低周波大应力疲劳创造了条件。因此认为，这起事故是一起较典型的在锅炉上产生的低周波大应力疲劳破坏引起的爆炸事故。

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