化工装备事故分析与预防
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12 2018/10/15
广东中成化工股份有限公司
化工机器的嵌合部位（如键与键槽的配合处，连杆 螺栓的螺母与连杆的接合面）过盈配合处（如主轴 颈、曲柄轴和转子的红装处），虽然没有宏观的相 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 擦面又永远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。如同磨料加速磨损一样。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， 在配合表面上，留有氧化斑痕、擦伤痕迹等，甚至 出现咬蚀疲劳裂纹。
二、传动设备的失效
在化工机器运行过程中，由于设计、制造、
安装、检修方面的问题或缺乏正常的操作、
维护知识都有可能造成机器零部件损坏和破
坏性事故，其事故常见原因是运动付的磨损，
材料的塑性变形和疲劳破坏。按照磨损造成 磨擦表面破坏的机理，分为粘着磨损、磨料 磨损和腐蚀磨损三种。
广东中成化工股份有限公司
10 2018/10/15
广东中成化工股份有限公司
2、磨料磨损
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。
广东中成化工股份有限公司
4 2018/10/15
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），失效分析 （故障分析）和维修技术。
广东中成化工股份有限公司
6 2018/10/15
广东中成化工股份有限公司
（一）压力容器的失效
1、塑性破坏，容器在超设计压力下使用，金 属材料发生塑性变形、而破裂失效，表明容 器强度不够； 2、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； 3、疲劳破坏是材料经长时间反复载荷以后而 引起的破坏；
4、蠕变破坏，在高温下受力的金属材料，尽 管它的应力没有变化，但它的变形会随时间 不断增大，在变形不断增大的情况下，金属 材料就会失效，这种现象称蠕变破坏；
广东中成化工股份有限公司 1 2018/10/15
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。
广东中成化工股份有限公司
2 2018/10/15
7 2018/10/15
广东中成化工股份有限公司
5、腐蚀破坏 ①均匀腐蚀 —— 使构件均匀减薄，最后导致
材料强度不足而破坏；
②局部腐蚀——严重时会发生破坏；
③晶间腐蚀 —— 它破坏了材料的物理性能、
机械强度、降低或完全清失； ④断裂腐蚀——是应力腐蚀的结果。
广东中成化工股份有限公司
8 2018/10/15
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。
广东中成化工股份有限公司
3 2018/10/15
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。
广东中成化工股份有限公司
11 2018/10/15
3、腐蚀磨损 由于腐蚀作用使金属氧化物剥落，致使金属表面 间发生的机械腐蚀磨损，此种磨损往往与粘着、 磨料磨损结合在一起同时产生，而且空气腐蚀性 介质的存在将会加剧腐蚀磨损，按腐蚀速度的不 同又分为氧化磨损，特殊介质的腐蚀磨损和微动 磨损三种，其中最容易使机件断裂的是微动磨损。 微动磨损是指采用机械方法（如过盈配合或过渡 配合）联接的两个零件表面上在动载荷的作用下 发生相对运动，使零件表面产生近似于坑点，点 蚀的腐蚀形态的磨损称为微动磨损，又称为咬蚀 磨擦腐蚀或腐蚀疲劳。微动磨损将降低机件的使 用寿命，使其在低于疲劳极限的受力状态下发生 破裂。
5 2018/10/15
一、
化工设备与机器事故的机理
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、 完成复杂工艺过程的工具。化工设备一旦发 生事故，其后果是相当严重，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 的严重后果。 化工设备事故主要包括燃烧、爆炸，严重泄 漏、腐蚀和管束失效，其中最危险破坏性最 大是爆炸事故和严重腐蚀。
第六章 化工装备事故分析与预防
事故案例一：
1994年10月20日，美国东俄亥俄州克利夫兰一个 液化天燃气贮藏基地发生重大事故，事故从一台 φ21.3×12.8m圆筒形贮罐开始，先是在其三分之 一处至二分之一高度处泄漏，喷出气体和液体， 接着听到雷鸣般的响声，变成火焰，然后贮罐爆 炸，酿成火灾。 20 分钟后，进一步引起邻近的 φ17.4m球形贮槽倒塌、爆炸，最后造成 128 人死 亡，损失680万美元。
9 2018ห้องสมุดไป่ตู้10/15
1、粘着磨损 当两个金属零件表面直接接触，其间没有润滑 油膜隔开，即没有形成完全润滑时的磨损称为 粘着磨损，此时磨损是化工机器磨擦零件中最 常见的磨损形式，由于相互接触的两个金属表 面凹凸不平，接触面积很小，因此接触应力很 大，大到足以超过物料的屈服强度极限而发生 塑性变形，从而使凹凸表面粘着在一起。当两 个金属表面产生相对滑动时，凹凸表面抗剪强 度较低而被剪断造成磨损。 粘着磨损的速度与接触压力、磨损面积和磨擦 距离成正比，而与材料的压缩屈服极限成反比。 压缩机、风机、泵和离心机的主轴与轴承之间， 活塞与活塞环之间的磨损均为粘着磨损。
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化工机器的嵌合部位（如键与键槽的配合处，连杆 螺栓的螺母与连杆的接合面）过盈配合处（如主轴 颈、曲柄轴和转子的红装处），虽然没有宏观的相 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 擦面又永远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。如同磨料加速磨损一样。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， 在配合表面上，留有氧化斑痕、擦伤痕迹等，甚至 出现咬蚀疲劳裂纹。
二、传动设备的失效
在化工机器运行过程中，由于设计、制造、
安装、检修方面的问题或缺乏正常的操作、
维护知识都有可能造成机器零部件损坏和破
坏性事故，其事故常见原因是运动付的磨损，
材料的塑性变形和疲劳破坏。按照磨损造成 磨擦表面破坏的机理，分为粘着磨损、磨料 磨损和腐蚀磨损三种。
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2、磨料磨损
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。
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4 2018/10/15
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），失效分析 （故障分析）和维修技术。
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6 2018/10/15
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（一）压力容器的失效
1、塑性破坏，容器在超设计压力下使用，金 属材料发生塑性变形、而破裂失效，表明容 器强度不够； 2、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； 3、疲劳破坏是材料经长时间反复载荷以后而 引起的破坏；
4、蠕变破坏，在高温下受力的金属材料，尽 管它的应力没有变化，但它的变形会随时间 不断增大，在变形不断增大的情况下，金属 材料就会失效，这种现象称蠕变破坏；
广东中成化工股份有限公司 1 2018/10/15
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。
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5、腐蚀破坏 ①均匀腐蚀 —— 使构件均匀减薄，最后导致
材料强度不足而破坏；
②局部腐蚀——严重时会发生破坏；
③晶间腐蚀 —— 它破坏了材料的物理性能、
机械强度、降低或完全清失； ④断裂腐蚀——是应力腐蚀的结果。
广东中成化工股份有限公司
8 2018/10/15
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。
广东中成化工股份有限公司
3 2018/10/15
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。
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3、腐蚀磨损 由于腐蚀作用使金属氧化物剥落，致使金属表面 间发生的机械腐蚀磨损，此种磨损往往与粘着、 磨料磨损结合在一起同时产生，而且空气腐蚀性 介质的存在将会加剧腐蚀磨损，按腐蚀速度的不 同又分为氧化磨损，特殊介质的腐蚀磨损和微动 磨损三种，其中最容易使机件断裂的是微动磨损。 微动磨损是指采用机械方法（如过盈配合或过渡 配合）联接的两个零件表面上在动载荷的作用下 发生相对运动，使零件表面产生近似于坑点，点 蚀的腐蚀形态的磨损称为微动磨损，又称为咬蚀 磨擦腐蚀或腐蚀疲劳。微动磨损将降低机件的使 用寿命，使其在低于疲劳极限的受力状态下发生 破裂。
5 2018/10/15
一、
化工设备与机器事故的机理
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、 完成复杂工艺过程的工具。化工设备一旦发 生事故，其后果是相当严重，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 的严重后果。 化工设备事故主要包括燃烧、爆炸，严重泄 漏、腐蚀和管束失效，其中最危险破坏性最 大是爆炸事故和严重腐蚀。
第六章 化工装备事故分析与预防
事故案例一：
1994年10月20日，美国东俄亥俄州克利夫兰一个 液化天燃气贮藏基地发生重大事故，事故从一台 φ21.3×12.8m圆筒形贮罐开始，先是在其三分之 一处至二分之一高度处泄漏，喷出气体和液体， 接着听到雷鸣般的响声，变成火焰，然后贮罐爆 炸，酿成火灾。 20 分钟后，进一步引起邻近的 φ17.4m球形贮槽倒塌、爆炸，最后造成 128 人死 亡，损失680万美元。
9 2018ห้องสมุดไป่ตู้10/15
1、粘着磨损 当两个金属零件表面直接接触，其间没有润滑 油膜隔开，即没有形成完全润滑时的磨损称为 粘着磨损，此时磨损是化工机器磨擦零件中最 常见的磨损形式，由于相互接触的两个金属表 面凹凸不平，接触面积很小，因此接触应力很 大，大到足以超过物料的屈服强度极限而发生 塑性变形，从而使凹凸表面粘着在一起。当两 个金属表面产生相对滑动时，凹凸表面抗剪强 度较低而被剪断造成磨损。 粘着磨损的速度与接触压力、磨损面积和磨擦 距离成正比，而与材料的压缩屈服极限成反比。 压缩机、风机、泵和离心机的主轴与轴承之间， 活塞与活塞环之间的磨损均为粘着磨损。