湖北某糖廠鍋爐爆炸案列分析

　　一、事故概況及經過

　　1978年，湖北某糖廠一臺連續運行時間僅18個月的KZL4—1.27型鍋爐，在工作壓力為1.11兆帕的情況下突然發生爆炸。鍋爐從后管板上部扳邊處撕開，27噸重的鍋爐本體向前沖出十多米遠，遇到地面障礙后翻了個跟斗，爐底朝天。156平方米的鍋爐房全部摧毀。鄰近廠房和設備等受到不同程度的破壞。造成死亡1入，傷4人，經濟損失44000元。

　　根據現場檢查，爆炸由鍋爐后管板扳邊彎曲處上方撕開而發生的，破口長1.71米，管板上部月牙形部分被撕裂向下翻轉貼到管板上，壓力表、水位表及安全閥均遭破壞，鍋爐內部水垢不嚴重，煙管及鍋殼下部無過熱鼓包等現象。鍋爐爆炸前未發現異?，F象，鍋筒內的水位、壓力正常，安全閥也未動作。注冊安全工程師試題

　　二、事故原因分析

　　1.斷口分析

　　在1.71米長的斷口上，明顯分為兩部分：靠近內壁(寬度約為1.4—10.3毫米不等)的一部分表面光滑晶亮，有不規則的臺階;在靠近內表面的個別部位，可以觀察到疲勞裂源和疲勞前沿線。靠近外部的斷口呈纖維狀，表面比較粗糙，方階性明顯，無臺階過渡平面，是爆炸時被撕開的韌性斷口。根據以上特征，認為是比較明顯的疲勞斷口。

　　2.超聲波探傷

　　對被炸開的鍋爐后管板進行超聲波探傷，未發現鋼板內有不允許存在的缺陷。

　　3.化學成分、機械性能和金相分析

　　經對鍋爐后管板材料進行化學成分、機械性能和金相分析，可以確定所選用材料與16MnCu(錳鋼)材料的規范基本相符，而這種鋼材，根據國家標準和有關規定，是不允許用來制造鍋爐受壓件的。因為這種鋼材具有熱脆性和較大的缺口敏感性，促使材料產生裂紋并迅速擴展，直至不足以承受鍋爐壓力時，便發生沒有任何預兆的突然爆炸。

　　4.角板拉撐焊接質量的檢查注冊安全工程師試題

　　鍋爐后管板上部月牙形面積上有四根焊接連接的角板拉撐，爆炸后，四根角板撐全部留在鍋筒內，都是在角板撐和管板的角焊縫處拉脫。位于水線以下的一根可以清楚看到斷口上有一層水垢，位于汽空間的三根，斷口上也有浮垢和水銹。這說明在鍋爐爆炸前，角板拉撐就已經斷開了。

　　角板拉撐和管板的焊接質量極差，按強度計算要求，設計的連援焊縫長度為320毫米，焊角高度和寬度均為14髦米。但實際上的焊縫長、寬、高都遠未達到設計要求，且熔焊金屬與角板撐的熔合也很差。

　　綜上所述，由于鍋爐后管板和角板撐連接的焊接質量低劣，其雖度遠遠不足，在鍋爐運行過程中被拉裂后漸漸斷開，使得管板成為沒有拉撐加強的平板，在其上部月牙形上承受的載荷大大提高，加劇了管板扳邊彎曲處的應力集中。使拉應力和很大的彎曲應力相互迭加。迭加后的應力峰值出現在管板扳邊彎曲處的內表面，應力值將高于鋼板的屈服限。而這個應力又是不穩定的，它隨著鍋爐內蒸汽壓力的變化而變化，同時煙管內煙氣溫度波動致使煙管脹縮，也會使這個應力產生波動。此外該鍋爐為間斷供汽，運行中壓力波動大而頻繁，起停次數多，在這樣的運行條件下，拉撐斷開后又造成 度的應力集中，為在管板扳邊彎曲處開始產生低周波大應力疲勞創造了條件。因此認為，這起事故是一起較典型的在鍋爐上產生的低周波大應力疲勞破壞引起的爆炸事故。

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