化工裝備事故分析與預(yù)防剖析

第六章化工裝備事故分析與預(yù)防

事故案例一：1994年10月20日，美國東俄亥俄州克利夫蘭一個(gè)液化天燃?xì)赓A藏基地發(fā)生重大事故，事故從一臺(tái)φ21.3×12.8m圓筒形貯罐開頭，先是在其三分之一處至二分之一高度處泄漏，噴出氣體和液體，接著聽到雷鳴般的響聲，變成火焰，然后貯罐爆炸，釀成火災(zāi)。20分鐘后，進(jìn)一步引起鄰近的φ17.4m球形貯槽倒塌、爆炸，最終造成128人死亡，損失680萬美元。11/29/20231廣東中成化工股份事故案例二：1973年7月，日本出口具德山市出光石油化學(xué)株式會(huì)被德山工廠的年產(chǎn)二十萬噸其次套乙烯裝置，因操作工關(guān)錯(cuò)閥門，釀成重大爆炸事故，死一人，造成裝置設(shè)備嚴(yán)峻損壞，損失金額高達(dá)8千萬人民幣。11/29/20232廣東中成化工股份事故案例三：1984年12月3日，設(shè)在印度中心幫博帕爾市的美國聯(lián)合碳氏物公司所屬的農(nóng)藥廠因毒氣泄漏，致使十幾萬人中毒，2500人慘死，此大事已被列為1984年世界十大新聞之一。11/29/20233廣東中成化工股份事故案例四：1975年9月24日，撫順石油三廠2#氫氣循環(huán)機(jī)入口管崩裂，大量氫氣沖入房?jī)?nèi)，引起二次爆炸，死亡8人，受傷10人，廠房毀壞。11/29/20234廣東中成化工股份從以設(shè)備事故案例知：有操作失誤引起的，有設(shè)備本身存在缺陷而沒有覺察它，或者是沒有定期對(duì)它進(jìn)展檢查，對(duì)在用壓力容器從大量重復(fù)性事故的統(tǒng)計(jì)分析，找出規(guī)律性，制定合理的治理和修理制度，形成診斷〔探傷檢查〕，失效分析〔故障分析〕和修理技術(shù)。11/29/20235廣東中成化工股份一、

化工設(shè)備與機(jī)器事故的機(jī)理化工設(shè)備是承受高溫、高壓、低溫、高真空度和處理易燃、易爆、有腐蝕、有毒介質(zhì)、完成簡(jiǎn)單工藝過程的工具?；ぴO(shè)備一旦發(fā)生事故，其后果是相當(dāng)嚴(yán)峻，輕者會(huì)使設(shè)備損壞、失效，影響裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，重者引起著火爆炸、窒息、中毒和灼傷等人身傷亡的嚴(yán)峻后果。化工設(shè)備事故主要包括燃燒、爆炸，嚴(yán)峻泄漏、腐蝕和管束失效，其中最危急破壞性最大是爆炸事故和嚴(yán)峻腐蝕。11/29/20236廣東中成化工股份〔一〕壓力容器的失效1、塑性破壞，容器在超設(shè)計(jì)壓力下使用，金屬材料發(fā)生塑性變形、而裂開失效，說明容器強(qiáng)度不夠；2、脆性破壞，主要是由于壓力容器存在缺陷和材料韌性缺乏所致；3、疲憊破壞是材料經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)載荷以后而引起的破壞；4、蠕變破壞，在高溫下受力的金屬材料，盡管它的應(yīng)力沒有變化，但它的變形會(huì)隨時(shí)間不斷增大，在變形不斷增大的狀況下，金屬材料就會(huì)失效，這種現(xiàn)象稱蠕變破壞；11/29/20237廣東中成化工股份5、腐蝕破壞①均勻腐蝕——使構(gòu)件均勻減薄，最終導(dǎo)致材料強(qiáng)度缺乏而破壞；②局部腐蝕——嚴(yán)峻時(shí)會(huì)發(fā)生破壞；③晶間腐蝕——它破壞了材料的物理性能、機(jī)械強(qiáng)度、降低或完全清失；④斷裂腐蝕——是應(yīng)力腐蝕的結(jié)果。11/29/20238廣東中成化工股份二、傳動(dòng)設(shè)備的失效在化工機(jī)器運(yùn)行過程中，由于設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢修方面的問題或缺乏正常的操作、維護(hù)學(xué)問都有可能造成機(jī)器零部件損壞和破壞性事故，其事故常見緣由是運(yùn)動(dòng)付的磨損，材料的塑性變形和疲憊破壞。依據(jù)磨損造成磨擦外表破壞的機(jī)理，分為粘著磨損、磨料磨損和腐蝕磨損三種。11/29/20239廣東中成化工股份1、粘著磨損當(dāng)兩個(gè)金屬零件外表直接接觸，其間沒有潤滑油膜隔開，即沒有形成完全潤滑時(shí)的磨損稱為粘著磨損，此時(shí)磨損是化工機(jī)器磨擦零件中最常見的磨損形式，由于相互接觸的兩個(gè)金屬外表凹凸不平，接觸面積很小，因此接觸應(yīng)力很大，大到足以超過物料的屈服強(qiáng)度極限而發(fā)生塑性變形，從而使凹凸外表粘著在一起。當(dāng)兩個(gè)金屬外表產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，凹凸外表抗剪強(qiáng)度較低而被剪斷造成磨損。粘著磨損的速度與接觸壓力、磨損面積和磨擦距離成正比，而與材料的壓縮屈服極限成反比。壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵和離心機(jī)的主軸與軸承之間，活塞與活塞環(huán)之間的磨損均為粘著磨損。11/29/202310廣東中成化工股份2、磨料磨損當(dāng)兩個(gè)零件外表之間存在著塵埃，金屬屑或積炭等堅(jiān)硬的磨料時(shí)，所造成的磨損稱為磨料磨損。這種磨損是由于氣體凈化不好，工藝流程中氣體含有大量雜質(zhì)，潤滑油中含有金屬屑、雜質(zhì)以及高溫下潤滑油分解，形成積炭等造成的，如壓縮機(jī)氣罐與活塞環(huán)之間的磨損。11/29/202311廣東中成化工股份3、腐蝕磨損由于腐蝕作用使金屬氧化物剝落，致使金屬外表間發(fā)生的機(jī)械腐蝕磨損，此種磨損往往與粘著、磨料磨損結(jié)合在一起同時(shí)產(chǎn)生，而且空氣腐蝕性介質(zhì)的存在將會(huì)加劇腐蝕磨損，按腐蝕速度的不同又分為氧化磨損，特殊介質(zhì)的腐蝕磨損和微動(dòng)磨損三種，其中最簡(jiǎn)潔使機(jī)件斷裂的是微動(dòng)磨損。微動(dòng)磨損是指承受機(jī)械方法〔如過盈協(xié)作或過渡協(xié)作〕聯(lián)接的兩個(gè)零件外表上在動(dòng)載荷的作用下發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使零件外表產(chǎn)生近似于坑點(diǎn)，點(diǎn)蝕的腐蝕形態(tài)的磨損稱為微動(dòng)磨損，又稱為咬蝕磨擦腐蝕或腐蝕疲憊。微動(dòng)磨損將降低機(jī)件的使用壽命，使其在低于疲憊極限的受力狀態(tài)下發(fā)生裂開。11/29/202312廣東中成化工股份化工機(jī)器的嵌合部位〔如鍵與鍵槽的協(xié)作處，連桿螺栓的螺母與連桿的接合面〕過盈協(xié)作處〔如主軸頸、曲柄軸和轉(zhuǎn)子的紅裝處〕，雖然沒有宏觀的相對(duì)位移，但在交變的脈沖動(dòng)載荷和振動(dòng)的作用下，會(huì)產(chǎn)生微小的相對(duì)滑動(dòng)，此外表產(chǎn)生大量的微小磨損氧化粉末，由于微動(dòng)磨損集中在局部區(qū)域，而磨擦面又永久保持接觸使其外表的質(zhì)點(diǎn)被扯松、移動(dòng)，甚至消失氧化質(zhì)點(diǎn)，通常還伴隨著外表局部麻點(diǎn)破壞。猶如磨料加速磨損一樣。因此兼有氧化、磨料和粘著磨損的作用，在微動(dòng)磨損構(gòu)件外表上消失咬蝕損傷的硬化區(qū)。上面浮有紅色、暗紅色〔Fe2O3〕或黑色的腐蝕產(chǎn)物，形成坑蝕和點(diǎn)蝕的腐蝕形態(tài)，在協(xié)作外表上，留有氧化斑痕、擦傷痕跡等，甚至消失咬蝕疲憊裂紋。11/29/202313廣東中成化工股份零件在交變載荷作用下，應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱等愈高，則金屬材料斷裂前所能承受的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)愈多，即疲憊壽命越長(zhǎng)。實(shí)踐說明，平均應(yīng)力越大，疲憊極限越高，所允許的多變應(yīng)力幅度越少，則疲憊損傷也就越小，零件在越過疲憊極限應(yīng)力下〔連續(xù)工作直到斷裂時(shí)所能承受的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)〔稱過載荷長(zhǎng)久值〕越多，則零件反抗過載荷損傷的力量越高。實(shí)踐還說明，金屬材料在低于或接近于疲憊極限下運(yùn)行肯定次數(shù)后其疲憊極限還會(huì)提高，延長(zhǎng)了疲憊壽命，此現(xiàn)象稱為次載荷熬煉。因此新機(jī)一般先在空載或局部載荷條件下跑合一段時(shí)間，以各磨擦外表磨合得更好，提高疲憊抗力，延長(zhǎng)使用壽命。11/29/202314廣東中成化工股份在公司傳動(dòng)設(shè)備消失事故較多的設(shè)備有真空泵、氨壓機(jī)、空氣鼓風(fēng)機(jī)，主要緣由是設(shè)備使用時(shí)，設(shè)備內(nèi)進(jìn)液體，缺潤滑油所致由于液體是不行壓縮，造成設(shè)備活塞力增大，而機(jī)件的強(qiáng)度是按正常操作所設(shè)計(jì)的。受力超過設(shè)計(jì)強(qiáng)度就會(huì)損壞機(jī)器零部件。必要加強(qiáng)操作人員的工作責(zé)任心和工作質(zhì)量。11/29/202315廣東中成化工股份三、塔、槽、釜等事故的主要緣由及預(yù)防措施分析〔一〕違章作業(yè)：1、違章作業(yè)表現(xiàn)如下：①未對(duì)設(shè)備進(jìn)展置換或置換不徹底就開車，或翻開人孔進(jìn)展焊接檢修，空氣進(jìn)入設(shè)備內(nèi)形成爆炸性混合氣體而爆炸；②用可燃性氣體補(bǔ)壓、減壓、試漏；11/29/202316廣東中成化工股份③未作動(dòng)火分析、動(dòng)火處理，設(shè)備及其連接的管線未與其它設(shè)備斷開。未辦動(dòng)火證就動(dòng)火作業(yè)；④帶壓緊固設(shè)備的閥門和法蘭螺栓；⑤盲目追求產(chǎn)量，超溫、超壓、超負(fù)荷運(yùn)行；⑥擅自放低貯液槽的液位，使水封不起作用，或因崗位間沒有很好的協(xié)作，造成壓縮機(jī)、泵抽負(fù)，使空氣進(jìn)入設(shè)備形成爆炸性混合物；⑦沒有準(zhǔn)時(shí)覺察設(shè)備內(nèi)工藝參數(shù)變化，致使系統(tǒng)過氧爆炸。11/29/202317廣東中成化工股份2、預(yù)防措施①嚴(yán)禁進(jìn)展設(shè)備的清洗置換、置換不徹底，嚴(yán)禁動(dòng)火；②嚴(yán)禁用氧氣等可燃?xì)怏w代替空氣試壓、試漏，應(yīng)用水、空氣或惰性氣體來試壓、試漏；③嚴(yán)格辦理動(dòng)火證的批準(zhǔn)手續(xù)，動(dòng)火前必需進(jìn)展取樣分析，并用質(zhì)量合格的肓板切斷檢修設(shè)備與生產(chǎn)系統(tǒng)的聯(lián)系，只有在拿到動(dòng)火證，經(jīng)取樣分析，確定符合動(dòng)火條件和實(shí)行妥當(dāng)?shù)母綦x措施前方可動(dòng)火；④嚴(yán)禁在設(shè)備帶壓運(yùn)行中緊固連接件；11/29/202318廣東中成化工股份⑤嚴(yán)禁超壓、超負(fù)荷運(yùn)行；⑥嚴(yán)格掌握設(shè)備的液面，不要太低，確保水封裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，崗位間親密協(xié)作，互通信息，特殊是在減負(fù)荷時(shí)，防止泵和壓縮機(jī)抽負(fù)，使空氣進(jìn)入設(shè)備，或高壓系統(tǒng)串入低壓系統(tǒng)形成超壓；⑦嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程、堅(jiān)持崗位、親密留意設(shè)備的工藝參數(shù)變化，覺察特別準(zhǔn)時(shí)報(bào)告，并實(shí)行行之有效的措施。11/29/202319廣東中成化工股份〔三〕操作失誤1、操作失誤的主要類型如下：①設(shè)備置換、清先時(shí)挨次錯(cuò)誤；②操作中錯(cuò)開閥門，或開關(guān)閥門不準(zhǔn)時(shí)，或開關(guān)閥門的挨次有誤，致使設(shè)備憋壓或氣體倒流超壓，引起物理爆炸；③投料過快或加料不均引起溫度劇增，或使設(shè)備內(nèi)母液凝固；④未準(zhǔn)時(shí)排放冷凝水，或操作不當(dāng)，使設(shè)備操作帶水超壓；⑤因操作緣由引起的泵抽負(fù)、壓縮機(jī)抽負(fù)，使空氣進(jìn)入設(shè)備內(nèi)形成爆炸性混合物；⑥過早地停泵、停水，造成設(shè)備局部過熱，燒熔、穿孔；⑦投錯(cuò)物料，使其在回收工序中受熱分解爆炸。11/29/202320廣東中成化工股份2、預(yù)防措施①嚴(yán)格按置換方案和程序進(jìn)展置換，在停車檢修前和設(shè)備管道檢修完工后，以及試車前，必需用氮?dú)饣蚨栊詺怏w置換，前者置換其中的可燃性氣體，后者置換空氣，經(jīng)取樣分析，確認(rèn)合格后，方可動(dòng)火檢修。經(jīng)分析，設(shè)備與管道內(nèi)氧含量4%以下，方可投入運(yùn)行，送入可燃性氣體；②生疏工藝要求及安全學(xué)問，準(zhǔn)時(shí)正確開關(guān)各種閥門，嚴(yán)格閥門的治理；③對(duì)參與化學(xué)反響的設(shè)備，投料要均勻，留意觀看攪拌器的動(dòng)作和設(shè)備內(nèi)的物料狀態(tài)，切不行從人孔處投料；④壓縮機(jī)應(yīng)裝設(shè)油水分別器，按規(guī)定排緩沖罐的油水；⑤細(xì)心操作，加強(qiáng)巡回檢查，嚴(yán)格掌握液位在正常的范圍內(nèi)。11/29/202321廣東中成化工股份〔三〕維護(hù)不周1、維護(hù)不周主要表現(xiàn)如下：①設(shè)備在運(yùn)行中因儀表接收漏氣，閥門密封不嚴(yán)等引起的可燃性氣體泄漏；②未準(zhǔn)時(shí)清理沉積物，使管道堵塞，造成設(shè)備真空度上升，空氣經(jīng)過水封進(jìn)入煤氣管道，設(shè)備內(nèi)形成爆炸混合物，或在高溫下引起積炭自燃爆炸；③儀表裝置失靈、損壞，如氫氣自動(dòng)放空裝置損壞，空氣進(jìn)入，開車時(shí)造成煤氣下行閥失靈，致使氧含量提高，甚至到達(dá)4.2%；④不凝性氣體沒有排出或排盡，導(dǎo)致超壓爆炸；⑤用環(huán)氧樹脂作防腐