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内蒙古某电厂锅炉爆炸案列分析

来源:233网校 2008年3月24日
  一、事故概况及经过 
    1975年6月3日,内蒙古某电厂发生锅炉爆炸事故。该锅炉系英制拔伯葛型,设计参数蒸发量为7吨/时,工作压力为1.03兆帕, 运行40余年后拆迁安装到该厂,进行了改造,加大了受热面,使锅炉蒸发量提高到12吨/时,最高使用压力改为1.37兆帕。 
    改造后使用2368小时,锅炉在运行中突然发生爆炸,右侧锅筒飞出45米远,全部过热器管子及部分排管砸弯变形,锅炉钢架及锅筒横梁全部变形弯曲,两侧墒及前后拱被破坏,锅炉车间厂房大部分倒塌,附近一些厂房及办公室也遭爆炸冲击波破坏。经济损失800000元,幸运的是未造成人员伤亡。 
    二、事故原因分析 
    1.宏观检查 
    锅筒由三段筒体加两个封头铆接而成,爆炸后发现锅筒前段有一个贯穿性爆破口,全长1571毫米,锅筒前封头落在厂房内,它与筒体的连接铆钉前部被切断。锅筒铆钉孔因剪切挤压有塑性变形,孔变成椭圆形,椭圆度达1.17%,并有束状裂纹,主爆破口的铆缝搭接结合面上有白色盐垢,积垢区占爆口总长的71.9%。主爆破口区的铆钉孔有放射性裂纹、在半个孔周上裂纹数量有的多达7条,最长的裂纹可达44毫米,主爆破口处的铆钉断口陈旧、呈赤褐色,具有明显的层断纹络,属无塑性变形的平齐断口,筒体壁厚未发现有减薄现象,基本上可定为脆性断口,在断口上还可看到白色盐垢。 
    2.金相检查 
    对主爆破口区的铆钉孔取样作显微检查,发现裂纹边缘齐钝,裂区和非裂区的金相组织均为珠光体加铁素体,其晶粒度均为8级,未发现有过热或淬硬性组织存在。在裂纹的延伸方向上有许多二次分枝,这些分枝沿铁索体晶粒边界扩展,形成网络状晶间裂纹,大大减弱了金属内部晶粒之间的联系,而裂纹未稍特别尖锐,有明显的晶间发展趋势亦属晶间裂纹。但个别穿透晶粒形成混合裂纹,在裂纹主干的两侧和二次分枝主干上,均可见到有断续的腐蚀情况,非裂区试样虽未见明显的晶间裂纹,但晶粒间的内部联系也已有减弱趋势。 
    3.化学成分分析 
    在锅筒前段的裂区和非裂区取样进行化学分析,分析结果表明材料化学成分基本上无变化。 
    4.机械性能试验 
    对裂区和非裂区进行硬度测试和取样进行冲击试验,结果表明材料的机械性能也基本上未变。 
    综上所述,这次事故系由锅炉材料的苛性脆化所致,造成这台锅炉苛性脆化的原因主要有: 
    1.炉水相对碱度过高 
    该锅炉移装投入运行后,对炉水相对碱度要求不严,经化验,炉水相对碱度高达43%左右,超过标准一倍以上,为锅炉铆缝产生苛性脆化提供了必要条件。 
    2.私自提高锅炉工作压力 
    仅从生产用汽要求出发,未经校核就将工作压力从1.03兆帕提高到1.37兆帕,事故发生后,经应力测试,当工作压力提高到1.37兆帕时,锅筒内应力提高了35%,简体应力接近材料的屈服点,也是造成苛性脆化的一个原因。 
    3.锅筒铆缝渗漏 
    在锅炉大修时曾发现锅筒铆缝有两处渗漏,但未予消除,检修后又两次违章进行水压试验,试验压力高达1.72兆帕,加速了铆缝的渗漏。
    4.违章操作,运行不正常 
    由于个别操作人员资任心差,常使汽压在1.27兆帕到1.47兆帕范围内波动,有时甚至波动到1.57兆帕以上,当锅炉遇到故障时,汽压又突然降到0.196兆帕,锅炉急降快升,压力升降太快,加之缺水事故经常发生,处理又往往不当,致使锅筒温差变化太快,应力变动频繁。 
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