内蒙古某电厂锅炉爆炸案列分析

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。本锅炉为英国巴贝奇型，设计参数为7吨/小时蒸发量，工作压力为1.03 MPa。运行40多年后，在厂内拆除安装，加大受热面，使锅炉蒸发量提高到12吨/小时，工作压力改为1.37 MPa。
运行2368小时后，锅炉在运行中突然发生爆炸。右侧锅筒飞出45米远，过热器管和部分排气管全部弯曲，锅炉钢架和锅筒横梁全部弯曲，两侧湿气和前后拱被破坏，锅炉车间厂房大部分倒塌，附近一些车间和办公室也被爆炸冲击波损坏。经济损失80万元。所幸没有造成人员伤亡。
二。事故原因分析
1。宏观检查
滚筒由三段滚筒和两个头铆接而成。爆炸发生后，发现滚筒前段有一个贯穿性爆破孔，全长1,571mm。鼓的前端落在厂房里，连接它和鼓的铆钉前端被切断。锅筒铆钉孔因剪切挤压产生塑性变形，孔变成椭圆形，椭圆度1.17%，成束裂纹。主爆破孔铆钉缝搭接面上有白色盐垢，积垢面积占爆破孔总长的71.9%。主爆孔区铆钉孔有放射性裂纹，孔周长的一半有多达7条裂纹，最长裂纹达44mm。主爆破孔铆钉断口陈旧，呈红褐色，为平齐断裂，无塑性变形。筒体壁厚未发现减薄现象，基本可归为脆性断裂。断口上还可以看到白色的盐垢。
2。金相检验
对主爆区铆钉孔试样进行显微检验，裂纹边缘平整、钝圆，裂纹区和非裂纹区金相组织为珠光体和铁素体，晶粒度为8级，未发现过热或淬硬能力组织。在裂纹的延伸方向上有许多次级分支。这些分支沿着铁索体的晶界延伸，形成网状的沿晶裂纹，大大削弱了金属中晶粒间的联系。但裂纹不稍尖，有明显的沿晶发展趋势，也属于沿晶裂纹。然而，单个晶粒穿透形成混合裂纹。裂纹主干两侧和二级分支主干上可见间歇性腐蚀。虽然在无裂纹区的试样中没有发现明显的沿晶裂纹，但晶粒间的内在联系已经减弱。
3。化学成分分析
从滚筒前部的裂纹区域和非裂纹区域取样进行化学分析。分析结果表明，该物质的化学成分基本没有变化。
4。力学性能测试
对开裂和未开裂区域进行硬度测试和冲击测试，结果表明材料的力学性能基本不变。
综上所述，这起事故是由锅炉材料的碱脆引起的。该锅炉碱脆的主要原因如下:
1 .炉水相对碱度过高
锅炉安装投运后，对炉水相对碱度的要求并不严格。经检测，锅炉水的相对碱度高达43%，超标一倍多，对锅炉铆接接头造成苛性。
2。私自提高锅炉工作压力
仅根据生产蒸汽的要求，工作压力从1.03 MPa提高到1.37 MPa，没有经过检查。事故发生后，经过应力测试，当工作压力升至1.37 MPa时，锅筒内应力增加了35%，锅筒应力接近材料的屈服点，这也是造成碱脆的一个原因。
3。锅筒铆缝泄漏
锅炉大修时，发现锅筒铆缝有两处泄漏，但未消除。大修后违规进行了两次水压试验，试验压力高达1.72 MPa，加速了铆接缝的渗漏。
4。违章操作，异常操作
由于个别操作人员资质较差，蒸汽压力经常在1.27 MPa ~ 1.47 MPa范围内波动，有时甚至波动到1.57 MPa以上。锅炉出现故障时，蒸汽压力突然下降到0.196 MPa，锅炉迅速下降，压力上升过快，经常发生缺水事故。