装备12-1班-第1组-压力容器安全合作学习

1、东 北 石 油 大 学 压力容器安全工程合作学习（卓） 题 目 特种设备事故案例分析 学 院 机械科学与工程学院 专业班级 装备12-1班 小 组 第1组 指导教师 张 颖 2015年12月18日小组分工及任务安排表0-1 小组分工表小组成员学号职务分工组内评价指导老师评价董智慧120403140107组长材料收集B李早东120403140111副组长PPT汇报及报告整理A任 飞100403140319安全员PPT制作A龚世昌120403140109组员材料收集及论文排版C何 哲100403140130C李博文120403140119C摘 要压力容器事故压力容器是国民经济各个部门和人民生活中广

2、泛使用的一类特种设备。它们大多数是在高温、高压、低温、疲劳及腐蚀性介质等苛刻工况下运行。压力容器由于失效而造成严重后果的称为压力容器事故，事故的后果包括人员伤亡、设备和厂房破坏等。压力容器事故是根据事故造成的人员伤亡、直接经济损失、中断运行时间、受事故影响人数等情况，划分为特重大事故、重大事故、较大事故和一般事故四级。本文通过对事故总体特性的简单概述，国内典型压力容器安全事故案例分析的简单介绍，检维修的一些技术规程的简单学习，目的是为同行同仁在今后的工作的有相关的案例作以参考和借鉴。关键词：特种设备；事故原因分析；安全规程；压力容器安全工程合作学习（卓）目 录第1章 事故特性概述11.1事故的

3、总体特性11.2特种设备安全事故的特点与发生的原因2第2章 特种设备安全事故案例及原因分析42.1吉林市煤气公司液化气站球罐爆炸事故42.2温州鹿城区泰豪皮革厂锅炉爆炸事故7第3章维修规章制度的简单学习113.1压力容器法律法规体系的重要性113.2关于安全监察的定义11致谢14小组评价表15I压力容器安全工程合作学习（卓）第1章 事故特性概述1.1事故的总体特性大量的事故调查、统计、分析表明，事故有其自身特有的属性。掌握和研究这些特性，对于指导人们认识事故、了解事故和预防事故具有重要意义。1）普遍性自然界中充满着各种各样的危险，人类的生产、生活过程中也总是伴随着危险。所以，发生事故的可能性普

4、遍存在。危险是客观存在的，在不同的生产、生活过程中，危险性各不相同，事故发生的可能性也就存在着差异。2）随机性事故发生的时间、地点、形式、规模和事故后果的严重程度都是不确定的。何时、何地、发生何种事故，其后果如何，都很难预测，从而给事故的预防带来一定困难。但是，在一定的范围内，事故的随机性遵循数理统计规律，亦即在大量事故统计资料的基础上，可以找出事故发生的规律，预测事故发生概率的大小。因此，事故统计分析对制定正确的预防措施具有重要作用。"海因里希法则"是美国著名安全工程师海因里希提出的300291法则。"海因里希通过分析工伤事故的发生概率，发现在一件重大的事故背后

5、必有29件"轻度"的事故，还有300件潜在的隐患。3）必然性危险是客观存在的，而且是绝对的。因此，人们在生产、生活过程中必然会发生事故，只不过是事故发生的概率大小、人员伤亡的多少和财产损失的严重程度不同而已。人们采取措施预防事故，只能延长事故发生的时间间隔，降低事故发生的概率，而不能完全杜绝事故。4）因果相关性事故是由系统中相互联系、相互制约的多种因素共同作用的结果。导致事故的原因多种多样。从总体上事故原因可分为人的不安全行为、物的不安全状态、环境的不良刺激作用。从逻辑上又可分为直接原因和间接原因等等。这些原因在系统中相互作用、相互影响，在一定的条件下发生突变，即酿成事故。

6、通过事故调查分析，探求事故发生的因果关系，搞清事故发生的直接原因、间接原因和主要原因，对于预防事故发生具有积极作用。5）突变性系统由安全状态转化为事故状态实际上是一种突变现象。事故一旦发生，往往十分突然，令人措手不及。因此，制定事故预案，加强应急救援训练，提高作业人员的应激反应能力和应急救援水平，对于减少人员伤亡和财产损失尤为重要。6）潜伏性事故的发生具有突变性，但在事故发生之前存在一个量变过程，亦即系统内部相关参数的渐变过程。所以事故具有潜伏性。一个系统，可能长时间没有发生事故，但这并非就意味着该系统是安全的。因为它可能潜伏着事故隐患。这种系统在事故发生之前所处的状态不稳定，为了达到系统的稳

7、定态，系统要素在不断发生变化。当某一触发因素出现，即可导致事故。事故的潜伏性往往会引起人们的麻痹思想，从而酿成重大恶性事故。7）危害性事故往往造成一定的财产损失或人员伤亡。严重者会制约企业的发展，给社会稳定带来不良影响。因此，人们面对危险，能全力抗争而追求安全。8）可预防性尽管事故的发生是必然的，但我们可以通过采取控制措施来预防事故发生或者延缓事故发生的时间间隔。充分认识事故的这一特性，对于防止事故发生有促进作用。通过事故调查，探求事故发生的原因和规律，采取预防事故的措施，可降低事故发生的概率。1.2特种设备安全事故的特点与发生的原因1.2.1近年来特种设备事故的主要特点从特种设备行业和环节来

8、看，特种设备事故主要发生在：制造业、服务业、建筑业的使用环节。锅炉事故主要发生在：食品、木材加工制造业以及洗浴等服务业；压力容器事故主要发生在：化工、建材制造业，压力管道事故主要发生在：化工和食品加工业；气瓶事故主要发生在：化工、建筑和燃气行业。1.2.2近年来特种设备事故发生的原因（1）从管理层面违章作业仍是造成事故的主要原因， 约占70%左右。具体表现为：作业人员违章操作、操作不当甚至无证作业维护缺失、管理不善等；因设备制造、安装以及运行过程中产生的质量安全缺陷导致的事故约占20左右；因非法行为等其他原因导致的事故，约占10左右，具体表现为非法制造、非法修理、非法改造、非法充装气体和非法使

9、用等。（2）从技术层面分析，造成事故的重要原因有：锅炉缺水处置不当、超压运行，快开门式压力容器安全联锁装置使用不当或失效，压力管道中危险化学品介质泄漏，氧气瓶内混入可燃介质，电梯管理不到位，安装维保人员安全防护措施不当，起重机械作业人员操作不当或设备存在安全隐患，场（厂）内专用机动车辆驾驶人员操作不当。第2章 特种设备安全事故案例及原因分析2.1吉林市煤气公司液化气站球罐爆炸事故2.1.1事故概况1979年12月18日14时7分，吉林市煤气公司液化气站102号400m³液化石油气球罐发生破裂，大量液化石油气喷出，顺风向北扩散，遇明火发生燃烧，并引起球罐爆炸。由于该球罐爆炸燃烧，大火烧

10、了19个小时，致使5个400m³的球罐，4个450m³卧罐和8000多只液化石油气钢瓶(其中空瓶3000多只)爆炸或烧毁，罐区相邻的厂房、建筑物、机动车及设备等被烧毁或受到不同程度的损坏，400多米相邻的苗圃、住宅建筑及拖拉机、车辆也受到损坏，直接经济损失约627万元，爆炸燃烧造成36人死亡，50人重伤，如图2-1所示，消防员正在给罐体冷却。该球罐使用仅2年零2个月，使用期间经常处于较低容量，只有3次达到额定容量，18日是第3次充装后的第4天，即发生破裂。破裂前，安全阀正常，排污阀正常关闭。球罐的主体材质为15MnVR，内径9200mm，壁厚25mm，容积400m³

11、;，用于贮存液化石油气。图2-1 事故后罐体冷却2.1.2事故原因（1）根据断口特征和断裂力学的估算，该球罐的破裂属于低应力的脆性断裂，主断裂源在上环焊缝的内壁焊趾上，长约65mm。（2）经宏观及无损检验，上、下环焊缝焊接质量很差，焊缝表面及内部存在很多咬边、错边、裂纹、熔合不良、夹渣及气孔等缺陷。（3）事故发生前在上下焊缝内壁焊趾的一些部分已存在纵向裂纹，这些裂纹与焊接缺陷(如咬边)有关。（4）球罐投入使用后，从未进行检验，制造、安装中的先天性缺陷未及时发现和消除，使裂纹扩展，当球罐内压力稍有波动便造成低应力脆性断裂。（5）国务院1980年曾以国发99号文批转关于吉林市煤气公司液化石油气厂恶

12、性爆炸火灾事故时指出：这次事故暴露出来的压力容器组装质量差、使用管理混乱，领导干部不重视安全生产，不认真执行安全规章制度，不懂业务，不注意技术管理以及对长期不检验等问题，在不少企业、事业单位中都不同程度存在，应当引起各级领导的严重注意。2.1.3防范措施（1）在球罐设计、制造、安装中要把住质量关，特别是要保证焊接质量。（2）球罐投用后，使用单位的领导要提高安全意识，重视球罐的安全。（3）要建立健全必要的规章制度，提高管理人员和操作人员的素质。2.1.4运用压力容器安全工程知识及事故致因理论对该事故发生原因进行深层次分析1、制造过程中所存在的缺陷和违规操作有关研究人员是在吉林2#球罐事故后一个多

13、月，看了事故现场，进行了一些了解。参加了一次会议，了解了一些情况四个多月后又去了中国科学院沈阳金羼研究所(因为该所对2#球罐取样分析研究)，看到了2#球罐破裂口试样实物，了解了分析一部份情况后，认为球罐焊缝存在有严重缺陷，而导致这场球缸灾难性的事故。现将吉林2#球罐事故作如下分析：（1）焊缝中存在较大量的氢：众所用知，尤其型如球形容器，都是在现场安装焊接，这洋米焊缝中就容易有氢进入。氢是来自焊条、焊剂中的水分、空气中的水份、特别是雨后水份等。随着焊接的过程中电孤高温作用下面分解，产生氢原子或氢离子，这些氢会大量地被熔融金属所吸收，冷却后成为过饱和物，由于氢进入了焊缝中会引起：1)会诱使焊缝和热

14、影响区产生裂纹，特别是在我国北方6l0月(2#球罐是1976年6、7、8月施焊的)是湿度较高的季节，对现场施焊的球形容器焊缝中，有可能更容易含氢，这样一来使焊缝区和热影响区产生裂纹的可能性就更犬。从2#球罐解剖的焊缝区和热影响，有相当数量的裂纹。2)焊缝中产生白点：关于这一点在焊接2#球罐时，使用T506焊条焊接，试样检查有自点，后改用T507焊条焊接，仍有步量白点。事故后解剖分析焊缝中仍存在白点。3）缝产生延迟裂纹：在焊缝中的氢能使烨缝的塑性降低；另一方面，氢台向应力集中处集聚，在结晶不完全的地方，或夹杂物存在的位置产生裂纹核，由于裂纹核附近的应力存在的萤及晶粒粗大等金属组织上的缺陷，都被认

15、为是使裂纹枝成长的主要条件。焊接接头在快速冷却下，焊缝接头中显微组织常有回火的马氏体组织或贝氏体组织，这些组织对氢诱发延迟裂纹极为敏感。裂纹的敏感性与钢的化学成份、强度水平、应力状态和相变温度，有着强烈的影响。（2）焊缝有严重的咬边：吉林2#球罐焊缝咬边达35mm(研究者在中国科学院沈阳金属研究所，看到的咬边为23mm左右)且其长度大大地超过技术条件规定的要求。由于焊缝的咬边，会产生应力集中，其应力集中系数常常会超过3，这对强度，应力腐蚀、疲劳强度等，都会带来严重的后果。JBl12782钢制容器制造技木条件明确规定，焊缝侵边深度不超过0。5mm，且其长度不得大于100mm，每条焊缝咬边总长度(

16、焊缝两侧之和)，不得超过该焊缝总长度10%的规定。（3）焊缝成形极差：对于受压容器来说，焊缝外表成彤极差是不允许的，2#球罐的焊缝(内壁)破口实物，焊缝表面呈一道道的凹坑。因为，焊缝的外形不好，会产生应力集中，甚至过大的焊缝凸起部分，亦产生应力童中，这是造成疲劳或脆性断裂的原因之一。NEWMAN等人曾研究指出：“由于焊缝成形状不良，会使得疲劳强度，减少到只有机械加工较理想的对接接头焊缝的1/5左右。”当村料为高强度钢时，会在一道道凹尖角处产生裂纹。从国外检查的球形容器裂纹的位置来看，在两焊道凹坑之间的占约6%左右。（4）焊接预热：在焊接低合金高强度的中、厚板及刚性较大的结构件，如采取了很适当的

17、预热方式，是防止产生裂纹有效的措施之一；关于这一点对压力容器制造、安装者来说是一个常识问题，但也往往容易为操作者所忽视，特别是在工地焊接球形容器，虽然也预热了，但不是严格地按工艺规程的，通常在焊接时，预热温度是测量非施焊的一面。吉林2#球罐大多数焊缝，只测量焊接的一面。由于在现场施焊，冷却速度要比室内快，故在焊接时的温度可能比要求的温度要低，这可能是吉林2#球罐焊缝区产生裂纹的原因之一。（5）吉林2#球罐脆性破坏原因的分析：鉴于上述分折原因，吉林球罐焊缝及热影响区产生裂纹。从断裂力学的观点来看，这些裂纹有可能会导致2#球罐发生脆性破坏。2、在役使用过程中所存在的缺陷和违规操作球罐投入使用后，从

18、未进行检验，制造、安装中的先天性缺陷未及时发现和消除，使裂纹扩展，当球罐内压力稍有波动便造成低应力脆性断裂。3、事故过程中所存在的缺陷及事故过程理论分析通过破裂处取样检测，现球壳板内表面脱碳严重，珠光体组织含量很少，并有局部过烧现象。从外观检查，有均块球壳板过热，占总板数的引肠，而且过热区域均在球壳板右上部边缘(图2-2 热影响)，说明球壳板热压成型过程中，在炉中受热不均，而且温度超高，以致出现晶粒粗大的过热组织。图2-2 阴影区球壳板严重过热，使钢材的机械性能变坏，对破裂处取样测定后，认为球壳板局部过热是造成该球罐破裂的内在因素。2.1.5总结综合分析吉林煤气公司2#号球罐破裂事故的多方面情

19、况，认为制造质量差，产生了相当大的初始裂纹等缺陷，是发生事故的内因。而引起破裂的诱因是管理不当、充装过量，在气温回升的天气下液体膨胀，充满全部容积以后，进一步膨胀使壳体内应力急剧增加，引起从初始裂纹部位开始的失稳破裂。2.2温州鹿城区泰豪皮革厂锅炉爆炸事故2.2.1事故概况2006年7月30日21点，温州鹿城区仰义乡沿江工业区泰豪皮革厂一台锅炉发生爆炸，共造成5人死亡，9人受伤（其中2人重伤，6人轻伤，1人轻微伤），直接经济损失约150万元。爆炸锅炉的型号为LHC0。5-0。39-A，2002年2月投入使用，3月办理注册登记，用于加热皮革生产用水。2006年5月9日由检验机构对该锅炉进行了内部

20、检验，指出“安全阀，压力表已超期未校验，应及时校验”，但使用单位一直未安排人员落实整改。6月下旬一天晚上，该锅炉因两个出汽阀关闭、安全阀未启跳而超压造成锅壳一处泄漏，使用单位生产管理负责人徐某私自请人非法维修锅炉后继续投入使用，此后司炉工苏某（无证）发现锅炉安全阀有问题并报告徐某，徐某让其自行修理，苏某修理无效后提出更换安全阀，但徐某一直未安排更换。事故当晚20时30分左右，程某（晚班转轱工兼司炉，无证）给锅炉加水、加煤，锅炉处于正常运行。此后不久，吴某发现圆形水箱中水温达80左右（正常工作温度为50左右），担心过高的水温进入转轱会把皮料烫坏，于是往圆形水箱中加了些冷水，然后将分汽缸上通往圆形

21、水箱的出汽阀关闭，而此时通往方形水箱的另一出汽阀已处于基本关闭状态，锅炉内压力因无法有效释放而迅速上升，约半小时后锅炉发生超压爆炸。爆炸产生的巨大冲击波推到了部分厂房、厂区东侧围墙，并压塌了围墙外三间简易房，倒塌面积近400m2，简易房内16人被埋；锅壳部分炸飞10米左右，封头沿西北方向飞出300米左右，炉胆部分飞出15米左右落到三间简易房附近。2.2.2事故原因（1）在锅炉正常燃烧运行时，两只出汽阀一只被关闭，另一只被基本关闭；锅炉超压时安全阀未正常启跳，导致超压爆炸。（2）该厂主要负责人安全法制意识淡薄，未建立必要的安全使用规章制度，管理人员疏于管理，形同虚设，现场管理混乱，长期安排无证人

22、员操作锅炉，私自请人非法维修锅炉。（3）检验机构在检验中发现安全阀、压力表超期未检，虽提出了及时校验的要求，但作出允许运行的结论不当，对使用单位的警示作用不够。（4）该厂东南围墙外是三间简易房，造成人群聚居，导致事故伤亡扩大。2.2.3防范措施（1）市政府将本起事故通报全市，认真吸取这起重大伤亡事故的教训，进一步落实企业的安全生产主体责任，将特种设备安全工作纳入对县（区、市）政府的考核，进一步加强对基层安全监管部门的队伍建设和经费保障。（2）检验机构按举一反三的要求对检验工作进行认真的检查整顿，全面落实检验责任，完善检验报告内容，规范检验报告结论，提高检验质量，并加强督促企业对事故隐患的整改，

23、提高检验工作保障安全的功效。（3）皮革厂停产整顿，认真学习和遵守有关安全生产的法律法规，建立健全安全生产的管理制度和操作规程，落实企业安全主体责任，杜绝无证人员上岗操作。2.2.4运用压力容器安全工程知识及事故致因理论对该事故发生原因进行深层次分析锅炉爆炸事故的原因一般存在以下几个方面，即设计制造、使用管理、安全附件和安装检修等。（1）设计制造原因设计方面的原因包括：选材不当、结构设计不合理、焊接接头设计不当、安全附件不全或选用不当、计算或选用方法错误等。制造方面的原因有：材料不符合设计要求、焊接、热处理等制造工艺不当、组装方法不当、无损检测漏检、压力试验差错等。就目前而言，由于锅炉安全监察部

24、门的严格执法、监督和审查，再加上锅检单位的严格检查，锅炉定点单位生产的锅炉无论从设计、制造方面基本上不存在危及安全的重大缺陷。而目前出现的锅炉爆炸事故，多发生于没有经过锅炉安全监察部门监督发证的“土锅炉”。这些“土锅炉”无论设计还是制造质量都十分低劣，这些锅炉流入市场，造成了极大的安全隐患。（2）使用管理原因该方面的原因主要包括安全装置不全或不起作用；缺乏监视与检测，造成锅炉缺水或超过设计规定的最高工作蒸汽压力和温度，即超压、超温；腐蚀、材料退化、操作失误等。超压是由于压力表或安全阀存在问题。超温(过热)主要是由于锅炉严重缺水后，向锅筒内急进冷水所致。二是水垢过厚，筒壁传热性能变差，锅炉受压元

25、件就会因过热而发生鼓疤、裂纹等，当达到一定程度时，在锅炉内压的作用下，疤尖和裂纹就会破裂、导致爆炸事故的发生。腐蚀一是因为锅炉在运行时，由于长期受到烟、水等介质的侵蚀，容易发生磨损;二是无水质处理设备或水质处理不合格，使锅炉受压元件壁厚减薄，强度降低。另外，锅炉在停用期间，由于放置的时间过长，没有对其进行认真的维护保养，或者维护保养方法不当，空气中的氧和二氧化碳就会对锅炉金属表面进行腐蚀;锅炉房内湿度过大，也会加剧腐蚀。即使锅炉在允许工作压力以下运行，也会导致爆炸事故的发生。管理不善、制度不健全、违章操作也是造成锅炉发生爆炸事故的主要原因之一。（3）安装检修原因该类原因包括安全附件失修、材料代

26、用错误、施工质量不合要求等。2.2.5总结为提高热机效率，动力锅炉所产生的蒸汽，其压力和温度都较高，且日趋向高温、高压和大容量发展。锅炉一旦爆炸将是十分严重的灾害性事故，因此，锅炉的设计、生产和使用单位应严格执行压力容器安全技术监察规程等国家有关规定，防止爆炸事故的发生。使用单位也可借助于事故后果模拟技术，合理地选择锅炉房的位置，以避开重要的设施、设备和居民居住区域;建于锅炉房之后的建筑物要尽量建在锅炉爆炸破坏半径之外，防患于未然；同时对于处于爆炸破坏范围之内的己有设施，要根据设施的重要程度和潜在的破坏程度，采取适当的防护措施，以减小因爆炸带来的损失。第3章维修规章制度的简单学习3.1压力容器

27、法律法规体系的重要性特种设备法规体系社特种设备安全法制的基础，是依法行政的必要前提。国家通过特种设备的法规规范，提出特种设备的安全检查要求、安全管理要求和性能要求。法规规范所规定的安全准则，反映着国家经济发展、科技进步和使用管理的水平，直接关系到国家利益和人民群众的切身利益。我国加入WTO后，特种设备法规规范体系的构建与完善日益显得重要与紧迫，特种设备法规规范体系晚上程度高，能形成负荷我国利益的特种设备技术壁垒，会加强国际社会对我国特种设备法规规范的认可程度，提高我国特种设备产品的国际竞争力，神层次地影响我国特种设备制造业的发展。由此可见，在压力容器的制造、安装、使用及检维修的过程中必须要遵守

28、相关规章制度。3.2关于安全监察的定义3.2.1安全监察定义安全监察是负责特种设备安全的政府行政机关为实现安全目的而从事的决策、组织、管理、控制和监督检查等活动的总和。对特种设备实行安全监察是国务院授予质检部门的职责和权力。它区别于工业主管部门、行业组织（总会、联合会）及大企业的安全管理。安全监察活动，是为了公众安全从国家整体利益出发以政府的名义并利用行政权力进行的，不受部门或行业的限制，行为比较超脱、客观。安全监察用于特种设备领域最早在1963年5月28日，国务院批准劳动部关于加强各地锅炉和受压容器安全监察机构的报告中，将政府负责锅炉和压力容器的行政管理工作称为安全监察，并在以后的十几年中一

29、直使用。在1982年2月6日国务院颁布的锅炉压力容器安全监察暂行条例中正式使用了安全监察概念，使其法制化。安全监察已被从事特种设备安全的人员、企业和接受，被社会广泛认可，含义明确。我国政府对特种设备的安全监察工作十分重视。1955年，在原劳动部设立锅炉安全检查总局，开展了对锅炉、压力容器、起重机械的监督管理工作。1982年2月6日，国务院颁布了锅炉压力容器安全监察暂行条例。(以下简称暂行条例)。暂行条例的颁布实施，对安全监察工作，确保特种设备安全运行，有效防范事故发生，起了极大的促进作用，特种设备的运行状况有了一定的保证，事故情况有了一定程度的改善，恶性事故大大减少，万台锅炉压力容器爆炸起数从

30、1979年的每年7起下降到目前的0。5起。但是，暂行条例颁布实施20年来，我国社会经济发展发生了根本的变化。对特种设备的安全监督管理带来了一些新的情况和问题：第一，随着我国社会主义市场经济的发展，经济体制发生了变化，非公有制经济得到充分发展，暂行条例规定的监督管理制度已不能适应当前特种设备安全监察工作的复杂情况。各种经济成分的发展，按暂行条例规定的监督管理方式已不能落实特种设备安全监察的各项措施，非法制造、安装、使用的现象仍然严重存在。第二，随着经济持续、快速发展，涉及生命安全、危险性较大的特种设备的范围也发生变化，除锅炉压力容器外，电梯、起重机械、客运索道、游乐设施以及压力管道等大量增加，使

31、用领域更加广泛，亟需规范。第三，对有关特种设备生产、使用、检验检测过程中的各类违法行为没有制定具体的处罚规定和行政强制措施。第四，对安全监督管理部门和工作人员缺乏监督、约束机制。第五，市场经济发达国家，如美国、加拿大、日本、联邦德国、英国、意大利、法国等都制订有一系列法规、规范、标准，设置专门的安全监察管理机构，对从事这类特种设备的设计，制造、安装、使用、检验、修理进行科学的监督管理，使事故风险控制到最低的程度。而我国的立法和管理工作还较为滞后，难以适应加入WTO和发展对外贸易的需要。制定特种设备安全监察条例就是为了解决上述问题，加强对特种设备的安全监察。党和国家领导人十分关心特种设备的安全工作，曾作过多次重要批示。1999年1月，江泽民总书记在银川锅炉爆炸事件后批示说：“像锅炉这类压力容器，它的质量好坏，