一起生活鍋爐爆炸事故原因分析

摘 ?要：針對(duì)一起生活鍋爐爆炸事故，通過(guò)調(diào)查取證，從筆錄、宏觀及微觀角度進(jìn)行分析，找出導(dǎo)致事故發(fā)生的主要原因。

關(guān)鍵詞：鍋爐;缺水;爆炸;魏氏體

Abstract：Through the investigation and evidence collection for a life boiler’s explosion accident，analyze from the record， macro and micro perspective，the main cause of the accident has been found out.

Key words：boiler;water shortage;explosion;wei orgnizes

2019年3月20日，連云港市某私人浴室內(nèi)一臺(tái)型號(hào)為L(zhǎng)SC0.75-0.4-AⅡ的立式?jīng)_天管蒸汽鍋爐，非法安裝且運(yùn)行期間發(fā)生爆炸，造成2人死亡，1人重傷，鍋爐房及周圍房屋受到不同程度的破壞?，F(xiàn)對(duì)這起事故進(jìn)行分析。

1.鍋爐參數(shù)

鍋爐型號(hào)：LSC0.75-0.4-AⅡ

爐膽材料：20g

鍋殼材料：Q235B

2.事故調(diào)查及初步判定

經(jīng)調(diào)查和查閱筆錄，鍋爐由浴室業(yè)主自己購(gòu)買，未經(jīng)許可安裝。安裝前后未通知當(dāng)?shù)乇O(jiān)管部門，檢查機(jī)構(gòu)未對(duì)安裝過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督檢查。該浴室業(yè)主（人員甲）雇傭了無(wú)司爐工操作證人員（人員乙）進(jìn)行鍋爐操作，爆炸日期為人員乙操作鍋爐的第一天。該臺(tái)鍋爐未辦理鍋爐使用登記證。

事故當(dāng)日，人員乙發(fā)現(xiàn)事故鍋爐壓力表指針停在零位，乙便向人員甲反映此問(wèn)題，人員甲讓人員乙多加煤，把爐火燒旺。人員乙加煤后接著向爐內(nèi)給水，進(jìn)水后過(guò)了大約3-4分鐘，人員乙發(fā)現(xiàn)爐門圈處開始向外漏汽，又跑離鍋爐房向人員甲反映此情況，隨后鍋爐發(fā)生了爆炸。

初步判定事故原因?yàn)殄仩t嚴(yán)重缺水后強(qiáng)行補(bǔ)水。由于溫差過(guò)大，會(huì)產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力，而使設(shè)備損壞。同時(shí)，水遇到灼熱的金屬表面，大量蒸汽會(huì)瞬間蒸發(fā)，導(dǎo)致氣壓突然升高，極易造成爆炸事故。

3.事故現(xiàn)場(chǎng)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查發(fā)現(xiàn)，事故現(xiàn)場(chǎng)二層的混凝土鍋爐房已坍塌（圖1），從爐門圈撕裂后的鍋爐鍋殼（圖2）向南飛離原鍋爐基礎(chǔ)34米，飛離的鍋爐鍋殼從母材處沿縱向撕裂，鍋爐內(nèi)膽（圖3）從原鍋爐基礎(chǔ)向北位移7米。安全閥出現(xiàn)解列，閥芯與閥體銹死。事故現(xiàn)場(chǎng)周圍房屋、車輛等受到不同程損壞，方圓200米范圍內(nèi)的建筑物門窗被損毀、玻璃被震碎。

4.原因分析

4.1鍋爐鍋殼上部封頭現(xiàn)場(chǎng)外觀檢查發(fā)現(xiàn)鋼板顏色已改變，封頭上部氧化現(xiàn)象嚴(yán)重，破裂斷口呈典型韌性斷口特征。焊縫部位金相照片顯示金相組織為鐵素體+珠光體，有帶狀組織，且級(jí)別為1級(jí)。珠光體球化，球化級(jí)別評(píng)定為4級(jí)。證明鍋殼上部焊縫上部存在過(guò)燒現(xiàn)象。

4.2爐膽頂現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)鋼板顏色明顯改變。金相照片（圖7）顯示金相組織為鐵素體+珠光體，發(fā)現(xiàn)有魏氏組織存在，珠光體輕度球化，鐵素體晶界存在著一些粒狀碳化物，球化級(jí)別評(píng)定為2級(jí)。證明爐膽頂存在明顯過(guò)熱、過(guò)燒現(xiàn)象。

4.3鍋爐鍋殼中部（圖8）組織為鐵素體+珠光體，珠光體球化，球化級(jí)別評(píng)定為4級(jí);爐膽中部（圖9）組織為鐵素體+珠光體，發(fā)有魏氏組織存在。有明顯的帶狀組織，且級(jí)別為3級(jí)。珠光體輕度球化，球化級(jí)別評(píng)定為2級(jí)。證明鍋殼和內(nèi)膽中部也存在明顯過(guò)熱現(xiàn)象。

4.4爐膽下部（圖10）組織為鐵素體+珠光體，有魏氏組織存在。基體組織中珠光體呈帶狀分布，且級(jí)別為3級(jí)。珠光體輕度球化，球化級(jí)別評(píng)定為2級(jí)。

4.5現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)鍋爐沖天管出現(xiàn)明顯過(guò)燒現(xiàn)象。

4.6鍋爐使用的安全閥（圖4、圖5）在爆炸事故中已嚴(yán)重?fù)p壞，現(xiàn)場(chǎng)勘查找到了安全閥的閥芯及上部調(diào)節(jié)彈簧裝置。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查驗(yàn)和解體檢查，發(fā)現(xiàn)閥芯與閥體已銹死，閥芯與閥體不能正?；瑒?dòng)。表明安全閥在事故發(fā)生時(shí)已失靈、無(wú)法正常開啟。

魏氏體組織是由于金屬在高溫過(guò)熱情況下，較快的冷卻而形成的[2]?？梢耘袛啵撳仩t在發(fā)生嚴(yán)重缺水時(shí)，爐膽（至少包含爐膽底部）受火焰和高溫直接加熱出現(xiàn)干燒過(guò)熱，再進(jìn)水使金屬表面溫度急速冷卻，造成金屬組織變化，即產(chǎn)生魏氏體組織。魏氏體組織對(duì)材料性能的影響與其級(jí)別有關(guān)，出現(xiàn)0～2級(jí)魏氏體組織，不會(huì)降低鋼材的機(jī)械性能，只有4～5級(jí)粗大的魏氏體組織，會(huì)使材料的抗拉強(qiáng)度，沖擊韌性下降[1]。

以Q245材料為例，其抗拉強(qiáng)度在350～500℃的加熱區(qū)域降低明顯，出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象。溫度越高，應(yīng)力越大，蠕變速度越快。當(dāng)溫度在500℃以上時(shí)，抗拉強(qiáng)度低于110MPa（圖11）[3]。

鍋爐嚴(yán)重缺水后再進(jìn)水，冷水瞬間大量汽化，鍋爐內(nèi)部壓力驟然升高快速超壓;爐膽內(nèi)壁急速冷卻，產(chǎn)生溫差應(yīng)力;爐膽在外壓作用下失穩(wěn)，局部爐膽和爐膽頂向內(nèi)凹陷，并在爐門圈焊縫處首先出現(xiàn)撕裂，進(jìn)而造成鍋殼整體撕裂形成鍋爐爆炸事故。

5.結(jié)語(yǔ)

針對(duì)鍋爐爆炸事故，采用微觀和宏觀分析方法確定鍋爐爆炸事故的原因。通過(guò)對(duì)爐膽、鍋殼材料取樣進(jìn)行金相檢驗(yàn)，檢出有魏氏體組織存在，結(jié)合鍋爐操作人員對(duì)事件經(jīng)過(guò)的描述筆錄，判斷鍋爐嚴(yán)重缺水后干燒過(guò)熱，然后注水使?fàn)t內(nèi)瞬間汽化，造成快速超壓和鍋爐爆炸。事故的主要原因是使用單位違法經(jīng)營(yíng)、設(shè)備的非法使用和鍋爐操作人員的違規(guī)操作。

建議特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門應(yīng)加大宣傳和監(jiān)管力度。充分發(fā)揮鍋爐制造單位、銷售單位和安裝單位的專業(yè)性，向使用單位交代清楚鍋爐使用環(huán)節(jié)應(yīng)辦理的證件手續(xù)和注意事項(xiàng)，避免鍋爐使用單位因“不懂法”，造成特種設(shè)備安全監(jiān)管盲區(qū)，避免類似事故發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

李飛（1971-），男、大學(xué)本科、高級(jí)工程師、主要研究方向特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)及事故調(diào)查分析