一起立式蒸汽鍋爐爆炸事故的原因分析

劉升鵬

摘? 要：針對一起立式蒸汽鍋爐爆炸事故，采用宏觀檢查、硬度檢測、金相分析等方法，得出缺水后補(bǔ)水是這起鍋爐爆炸事故的直接原因。

關(guān)鍵詞：立式蒸汽鍋爐; 鍋爐爆炸; 缺水 ;事故分析

1事故概況

岳陽某米粉廠使用型號為LSG0.5-0.7-AII的立式燃煤蒸汽鍋爐，額定蒸發(fā)量0.5t/h，額定壓力為0.7MPa，額定蒸汽溫度為170℃，制造日期2008年12月10日。2019年10月8日，也是國慶節(jié)后復(fù)工的第一天，該鍋爐于下午15時40分許發(fā)生爆炸，強(qiáng)烈的沖擊力使半徑10米內(nèi)房屋轟然倒塌，遠(yuǎn)處住戶玻璃被震碎，鍋爐封頭被炸飛到30米遠(yuǎn)的田地并沖塌了飛行路徑的一面墻。事故導(dǎo)致1人重傷，2人輕傷，重傷者經(jīng)縣人民醫(yī)院搶救無效死亡。

2檢驗(yàn)與分析

該鍋爐為立式燃煤工業(yè)鍋爐，從受壓元件變形情況判斷，爐膽受外壓向內(nèi)凹陷，筒體受內(nèi)壓被炸散到四周，可初步判斷該鍋爐是缺水、超壓導(dǎo)熱的水汽空間爆炸。為具體分析其爆炸原因，以下采用了宏觀檢查、硬度測定、金相分析等檢驗(yàn)檢測手段。

2.1宏觀檢查

該鍋爐筒體沿著上部與封頭的環(huán)焊縫和下部與下腳圈的環(huán)焊縫被撕裂炸開，四散在廢墟堆上。圓筒形的鍋爐爐膽變形扭曲被壓癟，相應(yīng)的爐膽內(nèi)側(cè)的橫水管也被擠壓。U形下腳圈因受到內(nèi)壓作用而呈十字形變形鼓包（見圖1），鍋爐上的安全閥、壓力表、水位計等安全附件被埋在倒塌的磚塊下面。鍋爐如果發(fā)生缺水情況，金屬會因?yàn)閾Q熱減少而超溫，導(dǎo)致鍋爐金屬材料強(qiáng)度大幅下降，受壓力作用發(fā)生變形。該鍋爐爐膽和U形下腳圈發(fā)生如此大的塑性變形而沒有開裂，可判斷該鍋爐有超溫現(xiàn)象。

2.2硬度測定

通過對現(xiàn)場受壓元件硬度測定，測定位置見圖2，測定數(shù)據(jù)見表1。

從硬度檢測數(shù)據(jù)看，鍋爐下腳圈和爐膽下部硬度明顯高于封頭，而該鍋爐下腳圈、爐膽、封頭所用金屬材料皆為20g，爐膽下部受熱輻射最強(qiáng)，推測其金屬有淬火現(xiàn)象，有鍋爐缺水再補(bǔ)水的情況。

2.3金相分析

經(jīng)對鍋爐封頭、爐膽受壓元件進(jìn)行金相分析，浸蝕劑為4%硝酸酒精溶液，金相組織見圖4和圖5。

對以上金相組織進(jìn)行分析可知，圖4珠光體區(qū)域中的碳化物仍然呈片狀，未發(fā)生球化。圖5中珠光體形態(tài)消失，晶內(nèi)碳化物顯著減少，組織為鐵素體加碳化物;粗大的碳化物在晶界呈鏈狀分布，達(dá)5級球化。由此可判斷該鍋爐有長期超溫現(xiàn)象。

3 事故分析

通過宏觀檢查和金相分析可知該鍋爐有長期超溫現(xiàn)象，通過對周邊相關(guān)人員走訪調(diào)查得知，司爐工在早上補(bǔ)水啟爐產(chǎn)汽之后便去生產(chǎn)米粉，沒能持續(xù)監(jiān)視鍋爐水位?？赏茢喑鲥仩t長期處于缺水狀態(tài)，金屬材料超溫。通過硬度檢測可知金屬材料有淬火現(xiàn)象。鍋爐缺水狀態(tài)下，金屬壁溫迅速升高，此時進(jìn)行補(bǔ)水操作，給水進(jìn)入鍋爐接觸熾熱金屬的瞬間全部汽化，鍋爐瞬時嚴(yán)重超壓，焊縫被撕裂，儲存的高能量瞬時釋放，鍋爐發(fā)生爆炸。鍋爐缺水時盲目補(bǔ)水是這起鍋爐爆炸事故的直接原因。

該鍋爐自投用以來，未經(jīng)安裝告知、未經(jīng)檢驗(yàn)、未辦理使用登記，使用單位使用管理不規(guī)范，司爐人員無證，沒有經(jīng)過上崗培訓(xùn)。鍋爐沒有配備水位聯(lián)鎖保護(hù)裝置，安全附件超期未校，多重因素導(dǎo)致了悲劇的發(fā)生。

4結(jié)語

缺水、超壓為立式蒸汽鍋爐發(fā)生爆炸事故的主要原因。因此監(jiān)察機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)鍋爐安裝使用監(jiān)督管理，使用單位應(yīng)嚴(yán)格遵守《中國特種設(shè)備安全法》，完善特種設(shè)備使用管理制度，作業(yè)人員經(jīng)培訓(xùn)、考試合格持證上崗，履行崗位責(zé)任。

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