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广东中成化工股份有限公司 第六章 化工装备事故分析与预防 事故案例一： 1994年10月20日，美国东俄亥俄州克利夫兰一个液化天燃气贮藏基地发生重大事故，事故从一台φ21.3×12.8m圆筒形贮罐开始，先是在其三分之一处至二分之一高度处泄漏，喷出气体和液体，接着听到雷鸣般的响声，变成火焰，然后贮罐爆炸，酿成火灾。20分钟后，进一步引起邻近的φ17.4m球形贮槽倒塌、爆炸，最后造成128人死亡，损失680万美元。 事故案例二： 1973年7月，日本出口具德山市出光石油化学株式会被德山工厂的年产二十万吨第二套乙烯装置，因操作工关错阀门，酿成重大爆炸事故，死一人，造成装置设备严重损坏，损失金额高达8千万人民币。 事故案例三： 1984年12月3日，设在印度中央帮博帕尔市的美国联合碳氏物公司所属的农药厂因毒气泄漏，致使十几万人中毒，2500人惨死，此事件已被列为1984年世界十大新闻之一。 事故案例四： 1975年9月24日，抚顺石油三厂2#氢气循环机入口管崩裂，大量氢气冲入房内，引起二次爆炸，死亡8人，受伤10人，厂房毁坏。 从以设备事故案例知：有操作失误引起的，有设备本身存在缺陷而没有发现它，或者是没有定期对它进行检查，对在用压力容器从大量重复性事故的统计分析，找出规律性，制定合理的管理和维修制度，形成诊断（探伤检查），失效分析（故障分析）和维修技术。 一、??????????? 化工设备与机器事故的机理 化工设备是承受高温、高压、低温、高真空度和处理易燃、易爆、有腐蚀、有毒介质、 完成复杂工艺过程的工具。化工设备一旦发生事故，其后果是相当严重，轻者会使设备损坏、失效，影响装置的正常运转，重者引起着火爆炸、窒息、中毒和灼伤等人身伤亡的严重后果。 化工设备事故主要包括燃烧、爆炸，严重泄漏、腐蚀和管束失效，其中最危险破坏性最大是爆炸事故和严重腐蚀。 （一）压力容器的失效 1、塑性破坏，容器在超设计压力下使用，金属材料发生塑性变形、而破裂失效，表明容器强度不够； 2、脆性破坏，主要是因为压力容器存在缺陷和材料韧性不足所致； 3、疲劳破坏是材料经长时间反复载荷以后而引起的破坏； 4、蠕变破坏，在高温下受力的金属材料，尽管它的应力没有变化，但它的变形会随时间不断增大，在变形不断增大的情况下，金属材料就会失效，这种现象称蠕变破坏； 5、腐蚀破坏 ①均匀腐蚀——使构件均匀减薄，最后导致材料强度不足而破坏； ②局部腐蚀——严重时会发生破坏； ③晶间腐蚀——它破坏了材料的物理性能、机械强度、降低或完全清失； ④断裂腐蚀——是应力腐蚀的结果。 二、传动设备的失效 在化工机器运行过程中，由于设计、制造、安装、检修方面的问题或缺乏正常的操作、 维护知识都有可能造成机器零部件损坏和破坏性事故，其事故常见原因是运动付的磨损，材料的塑性变形和疲劳破坏。按照磨损造成磨擦表面破坏的机理，分为粘着磨损、磨料磨损和腐蚀磨损三种。 1、粘着磨损 当两个金属零件表面直接接触，其间没有润滑油膜隔开，即没有形成完全润滑时的磨损称为粘着磨损，此时磨损是化工机器磨擦零件中最常见的磨损形式，由于相互接触的两个金属表面凹凸不平，接触面积很小，因此接触应力很大，大到足以超过物料的屈服强度极限而发生塑性变形，从而使凹凸表面粘着在一起。当两个金属表面产生相对滑动时，凹凸表面抗剪强度较低而被剪断造成磨损。 粘着磨损的速度与接触压力、磨损面积和磨擦距离成正比，而与材料的压缩屈服极限成反比。 压缩机、风机、泵和离心机的主轴与轴承之间，活塞与活塞环之间的磨损均为粘着磨损。 2、磨料磨损 当两个零件表面之间存在着尘埃，金属屑或积炭等坚硬的磨料时，所造成的磨损称为磨料磨损。这种磨损是由于气体净化不好，工艺流程中气体含有大量杂质，润滑油中含有金属屑、杂质以及高温下润滑油分解，形成积炭等造成的，如压缩机气罐与活塞环之间的磨损。 3、腐蚀磨损 由于腐蚀作用使金属氧化物剥落，致使金属表面间发生的机械腐蚀磨损，此种磨损往往与粘着、磨料磨损结合在一起同时产生，而且空气腐蚀性介质的存在将会加剧腐蚀磨损，按腐蚀速度的不同又分为氧化磨损，特殊介质的腐蚀磨损和微动磨损三种，其中最容易使机件断裂的是微动磨损。 微动磨损是指采用机械方法（如过盈配合或过渡配合）联接的两个零件表面上在动载荷的作用下发生相对运动，使零件表面产生近似于坑点，点蚀的腐蚀形态的磨损称为微动磨损，又称为咬蚀磨擦腐蚀或腐蚀疲劳。微动磨损将降低机件的使用寿命，使其在低于疲劳极限的受力状态下发生破裂。 化工机器的嵌合部位（如键与键槽的配合处，连杆螺栓的螺母与连杆的接合面）过盈配合处（如主轴颈、曲柄轴和转子的红装处），虽然没有宏观的相对位移，但在交变的脉冲动载荷和振动的作用下，会产生微小的相对滑动，此表面产生大量的微小磨损氧化粉末，由于微动磨损集中在局部区