(2.113)--汽车槽罐爆炸超压螺栓结构不合理.ppt

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1、汽车槽罐爆炸失效分析1.概况：某钢厂汽车槽罐6只快开螺栓通过法兰将后盖与筒身联接，爆炸时螺栓有5根断裂，后盖飞出36米远，同时造成人员伤亡，属严重事故。由于年久失修地面站的安全阀已不起作用，罐体上的安全阀由于起跳后被粉料嵌入而不能回落到完全闭合位置，也被人为关闭，罐车的设计压力为0.18MPa,实际操作压力并不严格控制。搭攀与螺栓结构螺栓结构螺栓结构采用螺栓端部钻孔插入销子作为螺栓头，再用焊接固定。38.15mm的螺杆横穿了26的销孔。螺栓材料为40Cr材料，调质处理。2.螺栓的断裂情况 经检查可以清楚地看到，断裂不是发生在螺栓本身，而是发生在插有销子的销孔截面上。4#螺栓是仓储中的备用螺栓，

2、进行拉断试验，断裂同样发生在销孔削弱最严重的截面。3.3.螺栓断口的扫描电镜分析螺栓断口的扫描电镜分析 螺栓断口的扫描电镜分析新(4#)老(1#、2#、3#)螺栓的销孔焊缝处均有大百分比的老缺陷。4#螺栓是未曾使用过的螺栓，即焊缝中的原始裂纹区，这里的老裂纹可以判断这是焊接后形成的沿晶热裂纹，早就开裂被腐蚀。螺栓断口扫描电镜试样的观察区分布螺栓焊缝老断口(1区)中的疲劳辉纹4.4.金相检验金相检验 螺栓母材的金相组织为回火索氏体，组织正常。5.5.槽罐爆炸时的内压估算槽罐爆炸时的内压估算 计算结果表明，槽罐在装卸砂料时只要内部的压缩空气操作压力达到了0.46MPa,该端盖上的6根螺栓就会发生断

3、裂，造成罐车的爆炸。6.6.系统超载可能性的分析系统超载可能性的分析 操作系统是否发生了超压(a)安全阀的泄漏。(b)发现了超压现象而尚未来得及处理便发生事故。(c)损坏了的压力表有超压而损伤的情况。破坏的现场有三只压力表的指针遭到破坏，或指针弯曲，或回不到原位。由此看出系统确实发生了超压。操作系统发生超压的可能性粉料过滤器孔眼被堵，罐体中的压缩空气只进不出，罐内的压力会很快上升，实际情况是,事故后将现场的粉料孔眼过滤器拆开，发现其中的孔眼被大颗粒的物料堵塞，同时细粉料也一并将孔眼堵塞。整个低压上料系统是有可能发生超压的，而且超压后的泄放以及低压系统中的减压和保证不会发生超压的功能是存在问题的

4、。7.7.结论结论 汽车槽罐发生的爆炸事故是超压爆炸事故。爆炸时的压力估算在0.46 MPa左右。超压后导致后盖飞出的爆炸事故，其原因主要是螺栓的结构不合理。采用螺栓端部钻孔插入销子作为螺栓头，再用焊接固定。一方面销孔处螺栓承载强度大为削弱，另一方面由于40Cr材料的可焊性不好，导致焊缝中出现大量焊接裂纹。螺栓投用后在压力交变载荷作用下焊缝中出现了疲劳裂纹扩展，螺栓的承载能力不断下降。整个上料的低压压缩空气系统存在超压的可能性,而系统中超压安全泄放装置没有起到安全保障作用。由此安全保障体系有待改进。8.8.改进措施改进措施(1)改进螺栓结构坚决不允许再采用螺栓上开孔放插销再焊接的结构，应改为整体锻造(带销)螺栓，材料仍采用40Cr，作调质热处理。(2)改造地面压缩空气站。(3)槽罐上设置安全阀与爆破片。