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1、第六章第六章 化工装备事故分析与预防化工装备事故分析与预防 事故案例一：事故案例一：事故案例一：事故案例一：19941994年年年年1010月月月月2020日日日日，美美美美国国国国东东东东俄俄俄俄亥亥亥亥俄俄俄俄州州州州克克克克利利利利夫夫夫夫兰兰兰兰一一一一个个个个液液液液化化化化天天天天燃燃燃燃气气气气贮贮贮贮藏藏藏藏基基基基地地地地发发发发生生生生重重重重大大大大事事事事故故故故，事事事事故故故故从从从从一一一一台台台台21.312.8m21.312.8m圆圆圆圆筒筒筒筒形形形形贮贮贮贮罐罐罐罐起起起起先先先先，先先先先是是是是在在在在其其其其三三三三分分分分之之之之一一一一处处处处至
2、至至至二二二二分分分分之之之之一一一一高高高高度度度度处处处处泄泄泄泄漏漏漏漏，喷喷喷喷出出出出气气气气体体体体和和和和液液液液体体体体，接接接接着着着着听听听听到到到到雷雷雷雷鸣鸣鸣鸣般般般般的的的的响响响响声声声声，变变变变成成成成火火火火焰焰焰焰，然然然然后后后后贮贮贮贮罐罐罐罐爆爆爆爆炸炸炸炸，酿酿酿酿成成成成火火火火灾灾灾灾。2020分分分分钟钟钟钟后后后后，进进进进一一一一步步步步引引引引起起起起邻邻邻邻近近近近的的的的17.4m17.4m球球球球形形形形贮贮贮贮槽槽槽槽倒倒倒倒塌塌塌塌、爆爆爆爆炸炸炸炸，最最最最终终终终造造造造成成成成128128人人人人死死死死亡，损失亡，损失
3、亡，损失亡，损失680680万美元。万美元。万美元。万美元。10/31/20221广东中成化工股份有限公司l事故案例二：l1973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其次套乙烯装置，因操作工关错阀门，酿成重大爆炸事故，死一人，造成装置设备严峻损坏，损失金额高达8千万人民币。10/31/20222广东中成化工股份有限公司l事故案例三：l1984年12月3日，设在印度中心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，此事务已被列为1984年世界十大新闻之一。10/31/20223广东中成化工股份有限公司l事故案例四：l1975
4、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。10/31/20224广东中成化工股份有限公司l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觉它，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，制定合理的管理和修理制度，形成诊断（探伤检查），失效分析（故障分析）和修理技术。10/31/20225广东中成化工股份有限公司l一、化工设备与机器事故的机理l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、l完成困难工艺过程的工具。化工设备一旦发生事故，其
5、后果是相当严峻，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峻后果。l化工设备事故主要包括燃烧、爆炸，严峻泄漏、腐蚀和管束失效，其中最危急破坏性最大是爆炸事故和严峻腐蚀。10/31/20226广东中成化工股份有限公司l（一）压力容器的失效l1、塑性破坏，容器在超设计压力下运用，金属材料发生塑性变形、而裂开失效，表明容器强度不够；l2、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；l3、疲惫破坏是材料经长时间反复载荷以后而引起的破坏；l4、蠕变破坏，在高温下受力的金属材料，尽管它的应力没有变更，但它的变形会随时间不断增大，在变形不断增大的
6、状况下，金属材料就会失效，这种现象称蠕变破坏；10/31/20227广东中成化工股份有限公司l l5 5、腐蚀破坏、腐蚀破坏、腐蚀破坏、腐蚀破坏l l匀匀匀匀整整整整腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀使使使使构构构构件件件件匀匀匀匀整整整整减减减减薄薄薄薄，最最最最终终终终导导导导致致致致材材材材料强度不足而破坏；料强度不足而破坏；料强度不足而破坏；料强度不足而破坏；l l局部腐蚀局部腐蚀局部腐蚀局部腐蚀严峻时会发生破坏；严峻时会发生破坏；严峻时会发生破坏；严峻时会发生破坏；l l晶晶晶晶间间间间腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀它它它它破破破破坏坏坏坏了了了了材材材材料料料料的的的的物物物物理理理理性性性性能能能能、机机机机械
7、强度、降低或完全清失；械强度、降低或完全清失；械强度、降低或完全清失；械强度、降低或完全清失；l l断裂腐蚀断裂腐蚀断裂腐蚀断裂腐蚀是应力腐蚀的结果。是应力腐蚀的结果。是应力腐蚀的结果。是应力腐蚀的结果。10/31/20228广东中成化工股份有限公司l l二、传动设备的失效二、传动设备的失效l l在在化化工工机机器器运运行行过过程程中中，由由于于设设计计、制制造造、安安装装、检检修修方方面面的的问问题题或或缺缺乏乏正正常常的操作、的操作、l l维维护护学学问问都都有有可可能能造造成成机机器器零零部部件件损损坏坏和和破破坏坏性性事事故故，其其事事故故常常见见缘缘由由是是运运动动付付的的磨磨损损，
8、材材料料的的塑塑性性变变形形和和疲疲惫惫破破坏坏。依依据据磨磨损损造造成成磨磨擦擦表表面面破破坏坏的的机机理理，分分为粘着磨损、磨料磨损和腐蚀磨损三种。为粘着磨损、磨料磨损和腐蚀磨损三种。10/31/20229广东中成化工股份有限公司l l1 1、粘着磨损、粘着磨损、粘着磨损、粘着磨损l l当当当当两两两两个个个个金金金金属属属属零零零零件件件件表表表表面面面面干干干干脆脆脆脆接接接接触触触触，其其其其间间间间没没没没有有有有润润润润滑滑滑滑油油油油膜膜膜膜隔隔隔隔开开开开，即即即即没没没没有有有有形形形形成成成成完完完完全全全全润润润润滑滑滑滑时时时时的的的的磨磨磨磨损损损损称称称称为为为为
9、粘粘粘粘着着着着磨磨磨磨损损损损，此此此此时时时时磨磨磨磨损损损损是是是是化化化化工工工工机机机机器器器器磨磨磨磨擦擦擦擦零零零零件件件件中中中中最最最最常常常常见见见见的的的的磨磨磨磨损损损损形形形形式式式式，由由由由于于于于相相相相互互互互接接接接触触触触的的的的两两两两个个个个金金金金属属属属表表表表面面面面凹凹凹凹凸凸凸凸不不不不平平平平，接接接接触触触触面面面面积积积积很很很很小小小小，因因因因此此此此接接接接触触触触应应应应力力力力很很很很大大大大，大大大大到到到到足足足足以以以以超超超超过过过过物物物物料料料料的的的的屈屈屈屈服服服服强强强强度度度度极极极极限限限限而而而而发发发
10、发生生生生塑塑塑塑性性性性变变变变形形形形，从从从从而而而而使使使使凹凹凹凹凸凸凸凸表表表表面面面面粘粘粘粘着着着着在在在在一一一一起起起起。当当当当两两两两个个个个金金金金属属属属表表表表面面面面产产产产生生生生相相相相对对对对滑滑滑滑动动动动时时时时，凹凹凹凹凸凸凸凸表表表表面面面面抗抗抗抗剪剪剪剪强强强强度度度度较较较较低低低低而而而而被被被被剪剪剪剪断断断断造造造造成磨损。成磨损。成磨损。成磨损。l l粘粘粘粘着着着着磨磨磨磨损损损损的的的的速速速速度度度度与与与与接接接接触触触触压压压压力力力力、磨磨磨磨损损损损面面面面积积积积和和和和磨磨磨磨擦擦擦擦距距距距离成正比，而与材料的压缩
11、屈服极限成反比。离成正比，而与材料的压缩屈服极限成反比。离成正比，而与材料的压缩屈服极限成反比。离成正比，而与材料的压缩屈服极限成反比。l l压压压压缩缩缩缩机机机机、风风风风机机机机、泵泵泵泵和和和和离离离离心心心心机机机机的的的的主主主主轴轴轴轴与与与与轴轴轴轴承承承承之之之之间间间间，活塞与活塞环之间的磨损均为粘着磨损。活塞与活塞环之间的磨损均为粘着磨损。活塞与活塞环之间的磨损均为粘着磨损。活塞与活塞环之间的磨损均为粘着磨损。10/31/202210广东中成化工股份有限公司l2、磨料磨损、磨料磨损l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
12、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。10/31/202211广东中成化工股份有限公司l l3 3、腐蚀磨损、腐蚀磨损、腐蚀磨损、腐蚀磨损l l由由由由于于于于腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀作作作作用用用用使使使使金金金金属属属属氧氧氧氧化化化化物物物物剥剥剥剥落落落落，致致致致使使使使金金金金属属属属表表表表面面面面间间间间发发发发生生生生的的的的机机机机械械械械腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀磨磨磨磨损损损损，此此此此种种种种磨磨磨磨损损损损往往往往往往往往与与与与粘粘粘粘着着着着、磨磨磨磨料料料料磨磨磨磨损损损
13、损结结结结合合合合在在在在一一一一起起起起同同同同时时时时产产产产生生生生，而而而而且且且且空空空空气气气气腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀性性性性介介介介质质质质的的的的存存存存在在在在将将将将会会会会加加加加剧剧剧剧腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀磨磨磨磨损损损损，按按按按腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀速速速速度度度度的的的的不不不不同同同同又又又又分分分分为为为为氧氧氧氧化化化化磨磨磨磨损损损损，特特特特殊殊殊殊介介介介质质质质的的的的腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀磨磨磨磨损损损损和和和和微微微微动动动动磨损三种，其中最简洁使机件断裂的是微动磨损。磨损三种，其中最简洁使机件断裂的是微动磨损。磨损三种，其中最简洁使机件断裂的是微动磨损。磨损三种，其
14、中最简洁使机件断裂的是微动磨损。l l微微微微动动动动磨磨磨磨损损损损是是是是指指指指接接接接受受受受机机机机械械械械方方方方法法法法（如如如如过过过过盈盈盈盈协协协协作作作作或或或或过过过过渡渡渡渡协协协协作作作作）联联联联接接接接的的的的两两两两个个个个零零零零件件件件表表表表面面面面上上上上在在在在动动动动载载载载荷荷荷荷的的的的作作作作用用用用下下下下发发发发生生生生相相相相对对对对运运运运动动动动，使使使使零零零零件件件件表表表表面面面面产产产产生生生生近近近近似似似似于于于于坑坑坑坑点点点点，点点点点蚀蚀蚀蚀的的的的腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀形形形形态态态态的的的的磨磨磨磨损损损损称称称称为
15、为为为微微微微动动动动磨磨磨磨损损损损，又又又又称称称称为为为为咬咬咬咬蚀蚀蚀蚀磨磨磨磨擦擦擦擦腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀或或或或腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀疲疲疲疲惫惫惫惫。微微微微动动动动磨磨磨磨损损损损将将将将降降降降低低低低机机机机件件件件的的的的运运运运用用用用寿寿寿寿命命命命，使使使使其其其其在在在在低低低低于于于于疲疲疲疲惫惫惫惫极极极极限限限限的的的的受受受受力力力力状状状状态态态态下下下下发发发发生生生生裂开。裂开。裂开。裂开。10/31/202212广东中成化工股份有限公司l化工机器的嵌合部位（如键与键槽的协作处，连杆螺栓的螺母与连杆的接合面）过盈协作处（如主轴颈、曲柄轴和转子的红装处），虽然没
16、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域，而磨擦面又恒久保持接触使其表面的质点被扯松、移动，甚至出现氧化质点，通常还伴随着表面局部麻点破坏。犹如磨料加速磨损一样。因此兼有氧化、磨料和粘着磨损的作用，在微动磨损构件表面上出现咬蚀 损 伤 的 硬 化 区。上 面 浮 有 红 色、暗 红 色（Fe2O3）或黑色的腐蚀产物，形成坑蚀和点蚀的腐蚀形态，在协作表面上，留有氧化斑痕、擦伤痕迹等，甚至出现咬蚀疲惫裂纹。10/31/202213广东中成化工股份有限公司l零件在交变载荷作用下，应力循环不对称等愈高，则金
17、属材料断裂前所能承受的应力循环次数愈多，即疲惫寿命越长。l实践表明，平均应力越大，疲惫极限越高，所允许的多变应力幅度越少，则疲惫损伤也就越小，零件在越过疲惫极限应力下（接着工作直到断裂时所能承受的应力循环次数（称过载荷长久值）越多，则零件反抗过载荷损伤的实力越高。l实践还表明，金属材料在低于或接近于疲惫极限下运行确定次数后其疲惫极限还会提高，延长了疲惫寿命，此现象称为次载荷熬炼。因此新机一般先在空载或部分载荷条件下跑合一段时间，以各磨擦表面磨合得更好，提高疲惫抗力，延长运用寿命。10/31/202214广东中成化工股份有限公司l在公司传动设备出现事故较多的设备有真空泵、氨压机、空气鼓风机，主要
18、缘由是设备运用时，设备内进液体，缺润滑油所致因为液体是不行压缩，造成设备活塞力增大，而机件的强度是按正常操作所设计的。受力超过设计强度就会损坏机器零部件。必要加强操作人员的工作责任心和工作质量。10/31/202215广东中成化工股份有限公司l l三三、塔塔、槽槽、釜釜等等事事故故的的主主要要缘缘由由及及预预防措施分析防措施分析l l（一）违章作业：（一）违章作业：l l1、违章作业表现如下：、违章作业表现如下：l l未未对对设设备备进进行行置置换换或或置置换换不不彻彻底底就就开开车车，或或打打开开人人孔孔进进行行焊焊接接检检修修，空空气气进进入设备内形成爆炸性混合气体而爆炸；入设备内形成爆炸
19、性混合气体而爆炸；l l用可燃性气体补压、减压、试漏；用可燃性气体补压、减压、试漏；10/31/202216广东中成化工股份有限公司l未作动火分析、动火处理，设备及其连接的管线未与其它设备断开。未办动火证就动火作业；l带压紧固设备的阀门和法兰螺栓；l盲目追求产量，超温、超压、超负荷运行；l擅自放低贮液槽的液位，使水封不起作用，或因岗位间没有很好的协作，造成压缩机、泵抽负，使空气进入设备形成爆炸性混合物；l没有刚好发觉设备内工艺参数变更，致使系统过氧爆炸。10/31/202217广东中成化工股份有限公司l l2、预防措施、预防措施l l严严禁禁进进行行设设备备的的清清洗洗置置换换、置置换换不不彻
20、彻底，严禁动火；底，严禁动火；l l严严禁禁用用氧氧气气等等可可燃燃气气体体代代替替空空气气试试压压、试试漏漏，应应用用水水、空空气气或或惰惰性性气气体体来来试试压压、试漏；试漏；l l严严格格办办理理动动火火证证的的批批准准手手续续，动动火火前前必必需需进进行行取取样样分分析析，并并用用质质量量合合格格的的肓肓板板切切断断检检修修设设备备与与生生产产系系统统的的联联系系，只只有有在在拿拿到到动动火火证证，经经取取样样分分析析，确确定定符符合合动动火火条条件件和和实实行行妥妥当当的的隔隔离离措措施施后后方方可动火；可动火；l l严禁在设备带压运行中紧固连接件；严禁在设备带压运行中紧固连接件；1
21、0/31/202218广东中成化工股份有限公司l严禁超压、超负荷运行；l严格限制设备的液面，不要太低，确保水封装置的正常运转，岗位间亲密协作，互通信息，特殊是在减负荷时，防止泵和压缩机抽负，使空气进入设备，或高压系统串入低压系统形成超压；l严格执行操作规程、坚持岗位、亲密留意设备的工艺参数变更，发觉异样刚好报告，并实行行之有效的措施。10/31/202219广东中成化工股份有限公司l l（三）操作失误（三）操作失误l l1、操作失误的主要类型如下：、操作失误的主要类型如下：l l设备置换、清先时依次错误；设备置换、清先时依次错误；l l操操作作中中错错开开阀阀门门，或或开开关关阀阀门门不不刚刚
22、好好，或或开开关关阀阀门门的的依依次次有有误误，致致使使设设备备憋憋压压或或气气体体倒倒流流超压，引起物理爆炸；超压，引起物理爆炸；l l投投料料过过快快或或加加料料不不均均引引起起温温度度剧剧增增，或或使使设设备内母液凝固；备内母液凝固；l l未未刚刚好好排排放放冷冷凝凝水水，或或操操作作不不当当，使使设设备备操操作带水超压；作带水超压；l l因因操操作作缘缘由由引引起起的的泵泵抽抽负负、压压缩缩机机抽抽负负，使使空气进入设备内形成爆炸性混合物；空气进入设备内形成爆炸性混合物；l l过过早早地地停停泵泵、停停水水，造造成成设设备备局局部部过过热热，烧烧熔、穿孔；熔、穿孔；l l投错物料，使其
23、在回收工序中受热分解爆炸。投错物料，使其在回收工序中受热分解爆炸。10/31/202220广东中成化工股份有限公司l l2、预防措施、预防措施l l严严格格按按置置换换方方案案和和程程序序进进行行置置换换，在在停停车车检检修修前前和和设设备备管管道道检检修修完完工工后后，以以及及试试车车前前，必必需需用用氮氮气气或或惰惰性性气气体体置置换换，前前者者置置换换其其中中的的可可燃燃性性气气体体，后后者者置置换换空空气气，经经取取样样分分析析，确确认认合合格格后后，方方可可动动火火检检修修。经经分分析析，设设备备与与管管道道内内氧氧含含量量4%以以下下，方方可可投投入入运运行行，送送入入可可燃燃性气
24、体；性气体；l l熟熟悉悉工工艺艺要要求求及及平平安安学学问问，刚刚好好正正确确开开关关各各种阀门，严格阀门的管理；种阀门，严格阀门的管理；l l对对参参与与化化学学反反应应的的设设备备，投投料料要要匀匀整整，留留意意视视察察搅搅拌拌器器的的动动作作和和设设备备内内的的物物料料状状态态，切切不不行从人孔处投料；行从人孔处投料；l l压压缩缩机机应应装装设设油油水水分分别别器器，按按规规定定排排缓缓冲冲罐罐的油水；的油水；l l细细心心操操作作，加加强强巡巡回回检检查查，严严格格限限制制液液位位在在正常的范围内。正常的范围内。10/31/202221广东中成化工股份有限公司l l（三）维护不周（
25、三）维护不周l l1、维护不周主要表现如下：、维护不周主要表现如下：l l设设备备在在运运行行中中因因仪仪表表接接管管漏漏气气，阀阀门门密密封封不严等引起的可燃性气体泄漏；不严等引起的可燃性气体泄漏；l l未未刚刚好好清清理理沉沉积积物物，使使管管道道堵堵塞塞，造造成成设设备备真真空空度度上上升升，空空气气经经过过水水封封进进入入煤煤气气管管道道，设设备备内内形形成成爆爆炸炸混混合合物物，或或在在高高温温下下引引起起积积炭自燃爆炸；炭自燃爆炸；l l仪仪表表装装置置失失灵灵、损损坏坏，如如氢氢气气自自动动放放空空装装置置损损坏坏，空空气气进进入入，开开车车时时造造成成煤煤气气下下行行阀阀失灵，
26、致使氧含量提高，甚至达到失灵，致使氧含量提高，甚至达到4.2%；l l不不凝凝性性气气体体没没有有排排出出或或排排尽尽，导导致致超超压压爆爆炸；炸；l l用用环环氧氧树树脂脂作作防防腐腐剂剂，涂涂在在设设备备在在引引起起着着火。火。10/31/202222广东中成化工股份有限公司l l2、预防措施、预防措施l l严严格格密密封封，操操作作中中巡巡回回检检查查，对对已已出出现现的的泄泄漏漏刚刚好好清清除除，暂暂不不能能清清除除的的要要实实行行有有效效的的应应急急措措施施，以以免免扩扩散散或或发发生生灾灾难难性性的的事故；事故；l l刚刚好好清清除除污污垢垢、积积炭炭，在在高高压压状状况况下下，避开金属构件碰撞、打击设备；避开金属构件碰撞、打击设备；l l定定期期对对平平安安附附件件、阀阀门门、管管件件等等进进行行质质量检验，刚好修复失灵、失效的平安附件；量检验，刚好修复失灵、失效的平安附件；l l彻底排出不凝性气体；彻底排出不凝性气体；l l严严禁禁用用可可燃燃、易易燃燃物物质质作作设设备备的的防防腐腐涂涂层。层。10/31/202223广东中成化工股份有限公司