竹森廣

壓煮溶出工程是氧化鋁項(xiàng)目建設(shè)中的一項(xiàng)重點(diǎn)工程,其核心設(shè)備及工藝管道具有高溫、高壓、現(xiàn)場危險(xiǎn)程度高的特點(diǎn)。日前,在一氧化鋁廠拜耳法系統(tǒng)投料生產(chǎn)過程中突發(fā)事故,TP302脈沖緩沖器進(jìn)料管法蘭 12顆 M36緊固螺栓全部斷裂,從合料箱至脈沖緩沖器進(jìn)料管道和連接的2個(gè)閥門全部飛出,對廠房及附近設(shè)備、電氣儀表造成了一定損失。

1 事故原因分析

1.1 工藝設(shè)計(jì)問題

1)設(shè)計(jì)對斷裂管道(用 G-11代,下同)的管道支架考慮不周,未考慮設(shè)置固定支架及彈簧支、吊架。2)根據(jù)設(shè)計(jì)提供的數(shù)據(jù),TP302熱膨脹量為 26.9mm,對事故點(diǎn)法蘭處產(chǎn)生較大的 Z軸向應(yīng)力;G-11管水平段 33.6m,熱膨脹量為 120mm,其支架為滑動(dòng)支架,不能對膨脹方向加以約束,同時(shí) G-11管自身膨脹補(bǔ)償量不足,對事故點(diǎn)法蘭連接螺栓產(chǎn)生較大的 X軸、Y軸向應(yīng)力,并對事故法蘭連接螺栓產(chǎn)生較大的剪切力。3)事故法蘭連接螺栓是在承受較大的剪切內(nèi)應(yīng)力的狀況下同時(shí)承受G-11管路內(nèi)料漿的非連續(xù)增壓流動(dòng)交變應(yīng)力,在二者的共同作用下,加之螺栓硬度值偏高,脆性過大造成螺栓出現(xiàn)早期疲勞斷裂。

1.2 材料方面的問題

下面重點(diǎn)針對螺栓問題進(jìn)行闡述:1)設(shè)計(jì)為專用級螺栓M 36×3×230,材質(zhì)為 35CrMoA,HG 20613-1997;而實(shí)際購貨為商品級,與設(shè)計(jì)要求不符。2)該批螺栓“產(chǎn)品質(zhì)量證明書”中標(biāo)注性能等級為 10.9級,不符合設(shè)計(jì)要求用專用級螺栓等級;實(shí)測參數(shù)為抗拉強(qiáng)度 σb=833N/mm2,與 GB/T 3098.01-2000要求的最小抗拉強(qiáng)度σb=1040N/mm2不符。3)對該批螺栓機(jī)械性能的檢測,2009年蘭檢所出示的材料力學(xué)檢測報(bào)告中,抗拉強(qiáng)度實(shí)測值是1025N/mm2;2010年 9月份,重慶鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站的檢驗(yàn)報(bào)告,該批螺栓抗拉強(qiáng)度實(shí)測值為 905 N/mm2～950 N/mm2之間。根據(jù)GB/T 3098.01-2000標(biāo)準(zhǔn),判定該批螺栓性能等級應(yīng)為 8.8級。4)該批螺栓硬度指標(biāo)檢測,2010年 9月份,重慶鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站的檢驗(yàn)報(bào)告中檢測了 8項(xiàng)數(shù)據(jù),其中有 3項(xiàng)數(shù)據(jù)偏高;同時(shí),委托另一家有資質(zhì)的中心試驗(yàn)室進(jìn)行檢測,從檢測報(bào)告中的 6項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)來看,有 4項(xiàng)數(shù)據(jù)偏高。硬度值數(shù)據(jù)的偏高,會(huì)造成螺栓材料的脆性過大。5)螺栓安裝過程中,預(yù)擰緊時(shí)扭矩選用1800N?m,相對該批螺栓來說扭矩偏大,會(huì)造成螺栓過擰。

1.3 管理方面存在的問題

1)承包商未嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求對此工藝料漿管道進(jìn)行水壓試驗(yàn)。2)由于試車工作安排過急,相關(guān)管理單位未對溶出車間進(jìn)行驗(yàn)收,沒有針對生產(chǎn)、基建同時(shí)進(jìn)行的情況出臺(tái)相應(yīng)的施工管理及安全管理辦法,現(xiàn)場的安全管理存在真空地段。3)在施工安全管理方面有四方會(huì)簽制度,但沒有做到各個(gè)層面的落實(shí),尤其是基層崗位操作層面的落實(shí)。4)生產(chǎn)崗位的管理人員處理突發(fā)事故的應(yīng)急能力不足,操作人員素質(zhì)還有待提高。

2 整改措施

1)G-11管道設(shè)計(jì)要重新核算并考慮設(shè)置彈簧支架及固定支架。2)從合料箱出口到首級閃蒸槽閥門之前的料漿管道 100%進(jìn)行射線探傷和退火處理。3)其他相關(guān)管道也要采取增加彎管等辦法,以充分補(bǔ)償各個(gè)方向的熱膨脹量。

3 整改建議

1)安全閥出口管與排料總管改為柔性連接,同時(shí)要充分考慮排放的擴(kuò)容問題,進(jìn)料由切線方向進(jìn)料,安全釋放槽取消頂蓋。2)在工藝允許的情況下,對開車步驟或運(yùn)行參數(shù)重新修訂(如溫差及壓力差等),解決開車出料時(shí)管道振動(dòng)問題。3)合料箱臨時(shí)管道必須每天測厚一次,防止由于管道壁減薄過快而引起的安全事故。4)其他類似新蒸汽與套管預(yù)熱器連接形式也應(yīng)從設(shè)計(jì)上改為柔性連接,防止管道膨脹補(bǔ)償量不足而引發(fā)安全事故的問題發(fā)生。5)關(guān)于螺栓緊固的扭矩值,由承包商與設(shè)計(jì)人員共同討論確認(rèn)。

4 結(jié)語

針對此次事故,進(jìn)行了認(rèn)真分析,制定了有效的整改措施,同時(shí)也提出了一些好的建議,只有這樣,才能確保試車投料的順利進(jìn)行。

[1] GB/T 3098.01-2000,緊固件機(jī)械性能 螺栓、螺釘和螺柱[S].

[2] GB/T 9125-2003,管法蘭連接用緊固件[S].