化工装备事故分析与预防

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1、2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司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开开开

2、开始始始始，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

3、炸炸炸炸，最最最最后后后后造造造造成成成成128128人死亡，损失人死亡，损失人死亡，损失人死亡，损失680680万美元。万美元。万美元。万美元。2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司2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。2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司3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

4、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。2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司4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。2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司5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

5、分析（故障分析）和维修技术。2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司6一、一、化工设备与机器事故的机理化工设备与机器事故的机理化化工工设设备备是是承承受受高高温温、高高压压、低低温温、高高真真空空度度和处理易燃、易爆、有腐蚀、有毒介质、和处理易燃、易爆、有腐蚀、有毒介质、完完成成复复杂杂工工艺艺过过程程的的工工具具。化化工工设设备备一一旦旦发发生生事事故故，其其后后果果是是相相当当严严重重，轻轻者者会会使使设设备备损损坏坏、失失效效，影影响响装装置置的的正正常常运运转转，重重者者引引起起着着火火爆爆炸、窒息、中毒和灼伤等人身伤亡的严重后果。炸、窒息、

6、中毒和灼伤等人身伤亡的严重后果。化化工工设设备备事事故故主主要要包包括括燃燃烧烧、爆爆炸炸，严严重重泄泄漏漏、腐腐蚀蚀和和管管束束失失效效，其其中中最最危危险险破破坏坏性性最最大大是是爆爆炸事故和严重腐蚀。炸事故和严重腐蚀。2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司7（一）压力容器的失效（一）压力容器的失效1 1、塑塑性性破破坏坏，容容器器在在超超设设计计压压力力下下使使用用，金金属属材材料料发发生生塑塑性性变变形形、而而破破裂裂失失效效，表表明明容容器器强度不够；强度不够；2 2、脆脆性性破破坏坏，主主要要是是因因为为压压力力容容器器存存在在缺缺陷陷

7、和材料韧性不足所致；和材料韧性不足所致；3 3、疲疲劳劳破破坏坏是是材材料料经经长长时时间间反反复复载载荷荷以以后后而而引起的破坏；引起的破坏；4 4、蠕蠕变变破破坏坏，在在高高温温下下受受力力的的金金属属材材料料，尽尽管管它它的的应应力力没没有有变变化化，但但它它的的变变形形会会随随时时间间不不断断增增大大，在在变变形形不不断断增增大大的的情情况况下下，金金属属材材料料就会失效，这种现象称蠕变破坏；就会失效，这种现象称蠕变破坏；2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司85 5、腐蚀破坏、腐蚀破坏、腐蚀破坏、腐蚀破坏均均匀匀腐腐蚀蚀使使构构件件均均匀

8、匀减减薄薄，最最后后导导致致材材料强度不足而破坏；料强度不足而破坏；局部腐蚀局部腐蚀严重时会发生破坏；严重时会发生破坏；晶晶间间腐腐蚀蚀它它破破坏坏了了材材料料的的物物理理性性能能、机机械强度、降低或完全清失；械强度、降低或完全清失；断裂腐蚀断裂腐蚀是应力腐蚀的结果。是应力腐蚀的结果。2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司9二、传动设备的失效二、传动设备的失效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、检修方面的问题或缺乏正常的操作、装、检修方面的问题或缺乏正常的操作、维维护护知知识识都都有有可可能能造造成成机机器

9、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原原因因是是运运动动付付的的磨磨损损，材材料料的的塑塑性性变变形形和和疲疲劳劳破破坏坏。按按照照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，分分为为粘粘着着磨磨损损、磨磨料料磨磨损损和和腐蚀磨损三种。腐蚀磨损三种。2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司101 1、粘着磨损、粘着磨损、粘着磨损、粘着磨损当当两两个个金金属属零零件件表表面面直直接接接接触触，其其间间没没有有润润滑滑油油膜膜隔隔开开，即即没没有有形形成成完完全全润润滑滑时时的的磨磨损损称称为为粘粘着着磨磨损损，

10、此此时时磨磨损损是是化化工工机机器器磨磨擦擦零零件件中中最最常常见见的的磨磨损损形形式式，由由于于相相互互接接触触的的两两个个金金属属表表面面凹凹凸凸不不平平，接接触触面面积积很很小小，因因此此接接触触应应力力很很大大，大大到到足足以以超超过过物物料料的的屈屈服服强强度度极极限限而而发发生生塑塑性性变变形形，从从而而使使凹凹凸凸表表面面粘粘着着在在一一起起。当当两两个个金金属属表表面面产产生生相相对对滑滑动动时时，凹凹凸凸表表面面抗抗剪剪强强度度较较低低而而被被剪剪断断造造成磨损。成磨损。粘粘着着磨磨损损的的速速度度与与接接触触压压力力、磨磨损损面面积积和和磨磨擦擦距距离成正比，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。压压缩缩机机、风风机机、泵泵和和离离心心机机的的主主轴轴与与轴轴承承之之间间，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。2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司112、磨料磨损、磨料磨损当当两两个个零零件件表表面面之之间间存存在在着着尘尘埃埃，金金属属屑屑或或积积炭炭等等坚坚硬硬的的磨磨料料时时，所所造造成成的的磨磨损损称称为为磨磨料料磨磨损损。这这种种磨磨损损是是由由于于气气体体净净化化不不好好，工工艺艺流流程程中中气气体体含含有有大大量量杂杂质质，润润滑滑油油中

12、中含含有有金金属属屑屑、杂杂质质以以及及高高温温下下润润滑滑油油分分解解，形形成成积积炭炭等等造造成成的，如压缩机气罐与活塞环之间的磨损。的，如压缩机气罐与活塞环之间的磨损。2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司123 3、腐蚀磨损、腐蚀磨损、腐蚀磨损、腐蚀磨损由由于于腐腐蚀蚀作作用用使使金金属属氧氧化化物物剥剥落落，致致使使金金属属表表面面间间发发生生的的机机械械腐腐蚀蚀磨磨损损，此此种种磨磨损损往往往往与与粘粘着着、磨磨料料磨磨损损结结合合在在一一起起同同时时产产生生，而而且且空空气气腐腐蚀蚀性性介介质质的的存存在在将将会会加加剧剧腐腐蚀蚀磨磨

13、损损，按按腐腐蚀蚀速速度度的的不不同同又又分分为为氧氧化化磨磨损损，特特殊殊介介质质的的腐腐蚀蚀磨磨损损和和微微动动磨损三种，其中最容易使机件断裂的是微动磨损。磨损三种，其中最容易使机件断裂的是微动磨损。微微动动磨磨损损是是指指采采用用机机械械方方法法（如如过过盈盈配配合合或或过过渡渡配配合合）联联接接的的两两个个零零件件表表面面上上在在动动载载荷荷的的作作用用下下发发生生相相对对运运动动，使使零零件件表表面面产产生生近近似似于于坑坑点点，点点蚀蚀的的腐腐蚀蚀形形态态的的磨磨损损称称为为微微动动磨磨损损，又又称称为为咬咬蚀蚀磨磨擦擦腐腐蚀蚀或或腐腐蚀蚀疲疲劳劳。微微动动磨磨损损将将降降低低机机

14、件件的的使使用用寿寿命命，使使其其在在低低于于疲疲劳劳极极限限的的受受力力状状态态下下发发生生破裂。破裂。2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司13化化工工机机器器的的嵌嵌合合部部位位（如如键键与与键键槽槽的的配配合合处处，连连杆杆螺螺栓栓的的螺螺母母与与连连杆杆的的接接合合面面）过过盈盈配配合合处处（如如主主轴轴颈颈、曲曲柄柄轴轴和和转转子子的的红红装装处处），虽虽然然没没有有宏宏观观的的相相对对位位移移，但但在在交交变变的的脉脉冲冲动动载载荷荷和和振振动动的的作作用用下下，会会产产生生微微小小的的相相对对滑滑动动，此此表表面面产产生生大大量量的

15、的微微小小磨磨损损氧氧化化粉粉末末，由由于于微微动动磨磨损损集集中中在在局局部部区区域域，而而磨磨擦擦面面又又永永远远保保持持接接触触使使其其表表面面的的质质点点被被扯扯松松、移移动动，甚甚至至出出现现氧氧化化质质点点，通通常常还还伴伴随随着着表表面面局局部部麻麻点点破破坏坏。如如同同磨磨料料加加速速磨磨损损一一样样。因因此此兼兼有有氧氧化化、磨磨料料和和粘粘着着磨磨损损的的作作用用，在在微微动动磨磨损损构构件件表表面面上上出出现现咬咬蚀蚀损损伤伤的的硬硬化化区区。上上面面浮浮有有红红色色、暗暗红红色色（FeFe2 2O O3 3）或或黑黑色色的的腐腐蚀蚀产产物物，形形成成坑坑蚀蚀和和点点蚀蚀

16、的的腐腐蚀蚀形形态态，在在配配合合表表面面上上，留留有有氧氧化化斑斑痕痕、擦擦伤伤痕痕迹迹等等，甚甚至至出现咬蚀疲劳裂纹。出现咬蚀疲劳裂纹。2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司14零零件件在在交交变变载载荷荷作作用用下下，应应力力循循环环不不对对称称等等愈愈高高，则则金金属属材材料料断断裂裂前前所所能能承承受受的的应应力力循循环环次次数数愈愈多多，即疲劳寿命越长。即疲劳寿命越长。实实践践表表明明，平平均均应应力力越越大大，疲疲劳劳极极限限越越高高，所所允允许许的的多多变变应应力力幅幅度度越越少少，则则疲疲劳劳损损伤伤也也就就越越小小，零零件件在在

17、越越过过疲疲劳劳极极限限应应力力下下（继继续续工工作作直直到到断断裂裂时时所所能能承承受受的的应应力力循循环环次次数数（称称过过载载荷荷持持久久值值）越越多多，则则零件抵抗过载荷损伤的能力越高。零件抵抗过载荷损伤的能力越高。实实践践还还表表明明，金金属属材材料料在在低低于于或或接接近近于于疲疲劳劳极极限限下下运运行行一一定定次次数数后后其其疲疲劳劳极极限限还还会会提提高高，延延长长了了疲疲劳劳寿寿命命，此此现现象象称称为为次次载载荷荷锻锻炼炼。因因此此新新机机一一般般先先在在空空载载或或部部分分载载荷荷条条件件下下跑跑合合一一段段时时间间，以以各各磨磨擦擦表表面磨合得更好，提高疲劳抗力，延长使

18、用寿命。面磨合得更好，提高疲劳抗力，延长使用寿命。2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司15在在公公司司传传动动设设备备出出现现事事故故较较多多的的设设备备有有真真空空泵泵、氨氨压压机机、空空气气鼓鼓风风机机，主主要要原原因因是是设设备备使使用用时时，设设备备内内进进液液体体，缺缺润润滑滑油油所所致致因因为为液液体体是是不不可可压压缩缩，造造成成设设备备活活塞塞力力增增大大，而而机机件件的的强强度度是是按按正正常常操操作作所所设设计计的的。受受力力超超过过设设计计强强度度就就会会损损坏坏机机器器零零部部件件。必必要要加加强强操操作作人人员员的的工工

19、作作责责任心和工作质量。任心和工作质量。2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司16三三、塔塔、槽槽、釜釜等等事事故故的的主主要要原原因因及及预预防措施分析防措施分析（一）违章作业：（一）违章作业：1 1、违章作业表现如下：、违章作业表现如下：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，空空气气进进入入设设备备内内形形成成爆炸性混合气体而爆炸；爆炸性混合气体而爆炸；用可燃性气体补压、减压、试漏；用可燃性气体补压、减压、试漏；2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限

20、公司广东中成化工股份有限公司17未未作作动动火火分分析析、动动火火处处理理，设设备备及及其其连连接接的的管管线线未未与与其其它它设设备备断断开开。未未办办动动火火证证就就动动火火作作业；业；带压紧固设备的阀门和法兰螺栓；带压紧固设备的阀门和法兰螺栓；盲目追求产量，超温、超压、超负荷运行；盲目追求产量，超温、超压、超负荷运行；擅擅自自放放低低贮贮液液槽槽的的液液位位，使使水水封封不不起起作作用用，或或因因岗岗位位间间没没有有很很好好的的配配合合，造造成成压压缩缩机机、泵泵抽负，使空气进入设备形成爆炸性混合物；抽负，使空气进入设备形成爆炸性混合物；没没有有及及时时发发现现设设备备内内工工艺艺参参数

21、数变变化化，致致使使系系统过氧爆炸。统过氧爆炸。2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司182、预防措施、预防措施严严禁禁进进行行设设备备的的清清洗洗置置换换、置置换换不不彻彻底底，严严禁动火；禁动火；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，应用水、空气或惰性气体来试压、试漏；应用水、空气或惰性气体来试压、试漏；严严格格办办理理动动火火证证的的批批准准手手续续，动动火火前前必必须须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

22、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采采取取妥妥善善的的隔隔离措施后方可动火；离措施后方可动火；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；2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司19严禁超压、超负荷运行；严禁超压、超负荷运行；严严格格控控制制设设备备的的液液面面，不不要要太太低低，确确保保水水封封装装置置的的正正常常运运转转，岗岗位位间间密密切切协协作作，互互通通信信息息，特特别别是是在在减减负负荷荷时时，防防止止泵泵和和压压缩缩机机抽抽负负，使使空空气气进进入入设设备备，或或高高压压系系

23、统统串串入入低低压压系系统统形形成成超压；超压；严严格格执执行行操操作作规规程程、坚坚持持岗岗位位、密密切切注注意意设设备备的的工工艺艺参参数数变变化化，发发现现异异常常及及时时报报告告，并并采采取行之有效的措施。取行之有效的措施。2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司20（三）操作失误（三）操作失误1 1、操作失误的主要类型如下：、操作失误的主要类型如下：设备置换、清先时顺序错误；设备置换、清先时顺序错误；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及及时时，或或开开关关阀阀门门的的顺顺序序有有误误，致致使使设设备备憋憋压压或或气气体体

24、倒倒流流超超压压，引引起起物物理爆炸；理爆炸；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，或或使使设设备备内内母母液凝固；液凝固；未未及及时时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作带带水水超压；超压；因因操操作作原原因因引引起起的的泵泵抽抽负负、压压缩缩机机抽抽负负，使使空空气气进进入设备内形成爆炸性混合物；入设备内形成爆炸性混合物；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，烧烧熔熔、穿穿孔；孔；投错物料，使其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。2024/7/212024/7/21广东中成化工股份

25、有限公司广东中成化工股份有限公司212、预防措施、预防措施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，必必须须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%4%以以下下，方方可可投投入入运运行行，送入可燃性气体；送入可燃性气体；熟熟悉悉工工艺艺要要求求及及安安全全知知识识，及及时时正正确确开开关关各各

26、种种阀阀门门，严格阀门的管理；严格阀门的管理；对对参参与与化化学学反反应应的的设设备备，投投料料要要均均匀匀，注注意意观观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，切切不不可可从从人人孔孔处处投投料；料；压缩机应装设油水分离器，按规定排缓冲罐的油水；压缩机应装设油水分离器，按规定排缓冲罐的油水；精精心心操操作作，加加强强巡巡回回检检查查，严严格格控控制制液液位位在在正正常常的的范围内。范围内。2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司22（三）维护不周（三）维护不周1 1、维护不周主要表现如下：、维护不周主要表现如下：设设备备在

27、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不严严等等引起的可燃性气体泄漏；引起的可燃性气体泄漏；未未及及时时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炸混合物，或在高温下引起积炭自燃爆炸；爆炸混合物，或在高温下引起积炭自燃爆炸；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失灵灵，致致使使氧氧含含量提高，甚至达到量提高，甚至达到4.2%4.2%；不凝性气体没有排出或排尽

28、，导致超压爆炸；不凝性气体没有排出或排尽，导致超压爆炸；用环氧树脂作防腐剂，涂在设备在引起着火。用环氧树脂作防腐剂，涂在设备在引起着火。2024/7/212024/7/21广东中成化工股份有限公司广东中成化工股份有限公司232、预防措施、预防措施严严格格密密封封，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及及时时清清除除，暂暂不不能能清清除除的的要要采采取取有有效效的的应应急急措措施施，以免扩散或发生灾难性的事故；以免扩散或发生灾难性的事故；及及时时清清除除污污垢垢、积积炭炭，在在高高压压情情况况下下，避避免免金金属构件碰撞、打击设备；属构件碰撞、打击设备；定定期期对对安安全全附附件件、阀阀门门、管管件件等等进进行行质质量量检检验验，及时修复失灵、失效的安全附件；及时修复失灵、失效的安全附件；彻底排出不凝性气体；彻底排出不凝性气体；严禁用可燃、易燃物质作设备的防腐涂层。严禁用可燃、易燃物质作设备的防腐涂层。