安全换热器事故原因与防护措施,真的很重

化工平安专栏（76期）

每周2-3篇平安好文，全方位进修化工平安！

化工 　　

　　据海外化工配置毁坏境况统计材料先容，换热器的毁坏率在一齐化工配置毁坏的比例中所占的比重最大，为27.2%，远远高于槽、塔、釜的毁坏率（17.2%）。据原化工部～年小石化临盆的不绝对统计，换热器产生爆炸事项共21起，伤亡人数人。～年小氮肥产生热互换器爆炸事项共16起，伤亡人数12人。据国度质检总局特种配置平安监视局不绝对统计，停止到年年终天下29个省、自治区、直辖市产生换热器严峻泄露爆炸事项起，仙逝人数人。

　　热互换器的事项范例要紧有焚烧爆炸、严峻泄露和管教失控三种。此中打算不公道、制作毛病、材料抉择欠妥、侵蚀严峻、职掌错误和保护办理不善是以致换热器产惹事项的要紧缘由。底下由小七通知众人，有那三个较量轻易诱发事项。

1焚烧爆炸 　　

事项缘由：

　　①克己换热器，盲目将配置结议和材料做较大更改，制作原料差，不适合压力容器标准，配置强度大大低沉。

　　②焊接原料差，独特是焊接洽处未焊透，又未施行焊缝探伤查验、爆破试压，以致焊接洽泄露或孕育疲乏断裂，从而大批易燃易爆流体介质溢出，如遇明火，便产生爆炸。

　　③由于侵蚀（囊括应力、晶间侵蚀）引发耐压强度降落，以致管教做废或孕育严峻泄露，遇明火产生爆炸。

　　④换热器做气密性试压时，采取氧气补压用可燃性精深气体试漏，引发物理与化学爆炸。

　　⑤职掌违章、职掌错误、阀门敞开以致超压爆炸。

　　⑥永恒不施行排污，易燃易爆物资（如三氯化氮）积累过量，加之温渡太高以致换热器（如液氯换热器）产生热烈爆炸。

　　⑦过氧爆炸。

提防办法

　　①换热器打算、制作应适合国度压力容器的标准请求，图纸点窜与更改一定经主管部门准许，阅历收原料及格。

　　②换热器制作时，要保证焊接原料，并对焊缝施行矜重查验。

　　③流体为侵蚀介质时，应注视提升材质原料和焊接原料，增添管壁厚度或在流体中参与侵蚀预制剂，按期查验管子表面侵蚀境况和对易侵蚀毁坏的配置施行探测，选取有用办法。

　　④换热器做气密性实行时，一定采取枯燥的空气、氮气和其余惰性气体，严禁行使氧气或可燃性气体实行或补压。

　　⑤严禁违章职掌，矜重施行职掌规定。

　　⑥对易结垢的流体可按期施行荡涤，将结垢荡涤掉。

　　⑦矜重节制氧的含量。 　　

案例解析：

　　换热器超压爆炸事项案例解析

　　1.事项经历简述

　　受某煤油化工总厂化工一厂的付托，核产业部第五安置公司，于年3月15日对化工一厂的换热器施行气密性实验。16时35分时，气压到达3.5兆帕时骤然产生爆炸，试压环紧固螺栓被拉断，螺母零落，换热器管教与壳体分散，分量达四吨的管教在上前哨冲出8米后，撞到载有空气紧缩机的黄河牌载重卡车上，卡车被推移2.3米，管教从原地冲出8米，分量达2吨的壳体向相悖方位飞出38.5米，撞到地桩上。两台换热珍视叠，毗连支座螺栓被剪断，毗连法兰短管被拉断，两台配置脱开。重6吨的未爆炸换热器受反做使劲，周全向东南边位移位8米左右，并转向度。在现场做事的四人因爆炸仙逝。爆炸孕育直接经济损失元，直接经济损失00元。

　　2.事项缘由解析

　　（1）职掌人员违背职掌。爆炸的换热器国有40个紧固螺栓，但职掌人员只装13只螺栓就施行气密性实验，且因试压环厚度比原毗连法兰厚4.7厘米，原螺栓长度不足，但职掌工仍将就用原螺栓，在承载螺栓数目节减一泰半的境况下，每只螺栓所能蒙受的载荷又有显然降落，由于实践每只螺栓承载量大大超越打算规矩的承载才略，以致螺栓被拉断后，换热器产生爆炸。这是一同榜样的因违章职掌以致爆炸的事项。

　　（2）现场办理混乱，合做不精确，职业不清。直接参与现场做事的要紧人员在实验前乞假回家，将做事付托别人。实验前没有人对平安防备办法和筹备做事施行周全查验。

2严峻泄露

　　换热器最轻易产生泄露的部位有焊接洽处、封头与管板毗连处、管教与管板毗连处和法兰毗连处。焊接接洽泄露的直接缘由是焊接原料差，如：焊缝未焊透、未熔合、存在气孔夹渣、焊缝未经探伤查验，以至未做爆破实行，只做部份部件的水压实验和采取屡次割焊，孕育金相改革，内应力增大，强度大大低沉。列管泄露会孕育气体走近路，如管内半水煤气泄入管间转换气体中，使换气一氧化碳抬高，影响寻常临盆。孕育列管泄露的要紧缘由是侵蚀、开泊车频频、温度改革大、换热器赶紧膨胀或紧缩使花板胀管处泄露以及配置本身制作毛病等缘由而至。总之产生焚烧爆炸、阻碍、中毒和灼伤事项都是由泄露引发的。易燃易爆液体或气体因泄露而溢出，遇明火将引发焚烧爆炸事项；有毒气体将引发阻碍中毒；有强侵蚀流体泄露，将会以致灼伤事项。

事项缘由

　　①因侵蚀（如蒸汽雾滴、硫化氢、二氧化碳）严峻，引发列管泄露。

　　②由于开泊车频频，温度改革过大，配置赶紧膨胀或紧缩，使管板胀管泄露。

　　③换热器本身制作毛病，焊接接洽泄露。

　　④因职掌温度抬高，螺栓伸长，紧固部位松动，引发法兰泄露。

　　⑤因管教组装部位松动、管子振荡、开泊车和快捷泊车孕育的热攻击，以及按期查验职掌欠妥孕育的板滞攻击而引发泄露。

提防办法：

　　①按期施行荡涤，抉择耐蚀管材，流体中就爱如侵蚀抑氧剂，节制管内流速，视泄露境况决意泊车退换或选取堵泄办法。

　　②周到职掌，节制系统温度不要产生较大的摇动。

　　③保证焊接原料，对焊接施行用心查验。

　　④尽可能节减法兰毗连，升温后实时从新紧固螺栓，紧固功课力争便利。

　　⑤对胀管部位不准许有泄露的换热器宜选取焊接安装。

案例解析：

　　年2月17日，湖南岳阳氮肥厂甲胺分厂产生泄露事项，仙逝3人，中毒4人，直接经济损负约万元，停产1个月。

　　事项经历：

　　2月13日，湖南岳阳市氮肥厂甲胺分厂合成岗亭低温换热器因内漏以致转折率低而泊车安顿查验。2月15日堵内漏并拆换了法兰密封垫，20时查验竣工，做了水压实验未发掘泄露，便开车升温。2月16日中班转入寻常运转。2月17日3时10分，换热器的封头法兰新退换的金属环绕垫骤然被容器内介质冲坏，大批液氨、甲醇搀和气从泄露点向外喷出、散布，孕育东西长约m，南北长约m的搀和气遮蔽区。现场功课人员中有7人中毒，此中，3人因中毒严峻仙逝，4病院救助摆脱危险。事项产生后，全厂干部员工闻讯实时前往事项现场，消除引爆前提，堵截泄露气源，用5台消防水车逼迫稀释有毒气体，到5时30分，事项现场已被节制。

　　事项解析：

　　孕育这发难项的直接缘由，是未按图样请求退换法兰密封垫。低温换热器封头法兰密封垫图样请求为金属包石棉垫，2月15日查验退换的是金属环绕垫，当配置做事压力抬高后，金属环绕垫靠朔方位薄瑕疵被内压冲坏，内部介质骤然大批外喷，孕育事项。孕育事项的要紧缘由是查验告竣后，未矜重按规程对容器施行水压实验和缓密性实验，埋下了事项隐患。同时，配置查验原料存在题目是事项产生的要紧缘由。在安置封头法兰时没有根据紧固螺栓的办法职掌，使周全法兰受力不匀；并且，28个法兰螺栓未绝对上满，空缺了1个。当班职掌工及培修工未实时发掘事项苗头，没有巩固巡礼查验。

3管教做废

　　塔配置浑浊、反响器触媒中毒、配置严峻泄露都是化工配置事项，而管壳式换热器、合成塔和废热汽锅的管教做废也是化工配置摧残体例之一。

　　管壳式换热器、合成塔和废热汽锅的管教是薄弱步骤，最轻易做废。管教做废的体例要紧要有侵蚀开裂、传热才略飞快降落、碰撞摧残、管子切开、管教泄露等。

事项缘由：　

1侵蚀

　　换热器多用碳酸制作，冷却水中消融的氧而至的氧极化侵蚀极其严峻，管教寿命常常惟独几个月或一两年，加之做事介质又有很多是有侵蚀性的，如小氮肥的碳化塔冷却水箱，在高浓度碳化氨水的侵蚀和碳酸氢铵结晶侵蚀双影响下，碳化塔冷却水箱有意仅行使两三个月就产生泄露。

　　管子与管板的接洽是管教上的易损区，很多管教的做废都是由于接洽初的个别侵蚀而至。我国的换热器接洽多采取焊接体例，管子与管板之间存在空隙，壳程介质投入到空隙死角当中，就会引发裂缝侵蚀。关于采取膨胀体例的接洽，由于膨胀进程中存在残剩应力，在已膨胀和未膨胀段间的过渡区上，管子内、外壁都存在拉应力区，对应力侵蚀独特敏锐。一旦完备产生应力侵蚀的温度、介质前提，换热器就很快由于应力侵蚀而摧残。很多合金钢和不锈钢换热器管教，常常是由于个别侵蚀和应力侵蚀而飞快开裂的。有人曾对某转换气换热器管教做不对效解析，该换热器械质为Cr25Ni20，在温度为℃左右下运转，在职掌三四个月以后，竟有14％的管子开裂泄露。对其断口施行解析说明，断口状态呈敏化不锈钢应力侵蚀的榜样特性：裂纹在开始处为晶间型，裂纹深入到金属内部时转折为穿晶型。

2结垢

　　在换热器职掌中，管教表里壁均也许会结垢，而污垢层的热阻要比金属管材大很多，从而以致换热才略飞快降落，严峻时将会使换热介质的流道壅闭。

3流体震动向导振荡

　　为巩固传热和节减污垢层，时时采取增大壳程流体流速的办法。而壳程流体流速增添，孕育向导振荡的也许性也将大大增添，从而以致管教中管子的振荡，终究以致管教摧残。罕见的摧残体例有下列几种。

　　（1）碰撞摧残当管子的振幅充沛大时，将以致管子之间互相碰撞，位于管教外围的管子还也许和换热器壳体内壁产生碰撞。在碰撞中，管壁磨损变薄，终究产生开裂。

　　（2）折流板处管子切开折流板孔和管子之间有径向空隙，当管子产生横向振荡的振幅较大时，就会引发管壁与折流板孔的内表面间孕育屡屡碰撞。由于折流板厚度不大，管壁屡次、频频与其来往，将蒙受很大的攻击载荷，于是在不长的光阴内就也许产生管子被切开的个别性摧残。

　　（3）管子与管板毗连处摧残此种毗连机关可视为静止端治理，管子振荡孕育横向挠曲时，毗连处的应力最大，于是，它是最轻易孕育管教做废的地域之一。其它，壳程接受也多位于管板处，接受相近介质的高速震动更轻易在此地域内孕育振荡。

　　（4）材料毛病的伸展孕育做废虽然打算得较量保守，在职掌中管教的振荡是不行避让的，只不过振幅很小云尔。于是，倘若管子材料本身存在毛病（囊括侵蚀和磨蚀孕育的毛病），那末在振荡引发的交变应力影响下，位于主应力方位上的毛病裂纹就会飞快伸展，终究以致管子做废。

　　（5）振荡交变应力场中的拉应力还会成为应力侵蚀的应力源。

　　震动向导振荡引发管子摧残，易产生在挠度相对较大和壳程横向流速较高的地域。此地域时时是U形弯头、壳程收支口接受区、管板区、折流板缺口区和蒙受紧缩应力的管子。

4职掌培修欠妥

　　应力侵蚀惟独在拉应力、侵蚀介质和材料敏化温度等前提同时完备的境况下才会产生。倘若职掌前提不波动或节制欠妥，尤为是刚完工时，最轻易涌现孕育应力侵蚀的前提。

　　在完工的热进程中，管子内壁温度远远高于管外壁温度，于是在管子外壁面将孕育片刻但应力程度很高的轴向和周向拉应力。根据温度应力公式筹划，管外壁拉应力将凑近或超越管材的屈就点。在这类高拉应力的屡屡影响下，管子大将会孕育应力侵蚀宏观裂纹，并飞快伸展直至开裂。换热器管教上的裂纹时时开始于管外壁，且笔直于拉应力方位。

　　管教孕育泄露后，现场每每采取堵管办法，并做为一种救急的修理办法。联系行家曾对转换气换热器管教做过实验，当第一次发掘管教泄露后，将占管总额14％的泄露管子给以梗塞，尔后赓续行使。了局，很快就产生了更严峻的摧残，以至孕育管教报废。这是由于梗塞的管子因管内无介质震动，其温度大抵即是壳程介质的温度，若壳程为高温介质，这些已堵管子的温度还要大大增添，从而因已堵管和未堵管的温差很大，加快了本身的摧残。并且已堵管子因温度较高，还会遭到轴向压应力的影响；未堵管子，独特是位于已堵管四周的管子，就将遭到附加轴向拉应力的影响，从而放慢本身的应力侵蚀摧残。　

提防办法：

　　①公道抉择管材，制订公道的开停程序，巩固在线监测，矜重节制运转前提，避让和加重应力侵蚀。对工艺施行恰当责罚，低沉其侵蚀性。

　　②选取先进水责罚新工艺、新配方。

　　③优化机关打算，在流体进口前配置缓冲罐，节减脉冲，恰当减小折流间距和折流板厚度，增添管壁厚度。

　　④矜重节制职掌前提，使其较量波动。在管教试压或职掌中发掘接洽泄露时，对接洽修理胀管要留意。修理管教时，采取堵管办法也应留意，在也许退换管子的局面，应尽可能拆管退换，而不选取堵管的办法。

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