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SS1000型離心機(jī)破裂事故分析

文檔作者：黃樂敏林君文檔來源：溫州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年11月02日
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純堿工業(yè)
SS1000型離心機(jī)破裂事故分析
黃樂敏，林君
(溫州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)院，浙江溫州 325000)
摘要：就一起離心機(jī)破裂事故進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察，提取檢材檢測(cè)，分析事故原因。并提出了離心機(jī)應(yīng)確
定使用期限，注重離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度設(shè)計(jì)，嚴(yán)格控制鼓壁厚度、焊接質(zhì)量等。
關(guān)鍵詞：三足式離心機(jī)；轉(zhuǎn)鼓；事故分析
1 事故概況
中圖分類號(hào)-TO051．8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1005—8370(2014)03—20—02
某化工公司廢水處理站的SS1000型三足式離
心機(jī)(以下簡(jiǎn)稱離心機(jī))在運(yùn)行時(shí)，離心機(jī)的突然破
裂，轉(zhuǎn)鼓鼓壁和外殼撕裂飛出，擊中操作工造成傷亡
事故。
該化工公司廢水處理站采用石灰來中和處理酸
性廢水，發(fā)生事故的離心機(jī)安裝在中和池邊上，離心
過濾的物料為投入中和池中的石灰和酸性廢水?dāng)嚢?
后產(chǎn)生的懸浮液，懸浮液采用物料泵加入離心機(jī)，經(jīng)
離心過濾后，人工卸料。
該SS1000型三足式離心機(jī)的基本參數(shù)為：轉(zhuǎn)
鼓直徑1 000 mm、轉(zhuǎn)鼓高度為400 mm，容積132
L，轉(zhuǎn)速1 000～ 1 200 r／min，分離因數(shù)560～80O。
離心機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件(包括電動(dòng)機(jī))及機(jī)殼垂直懸掛于
通過壓縮彈簧預(yù)緊的三根擺桿，支承擺桿三個(gè)柱腳
安裝在離心機(jī)的底座上。離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓由電動(dòng)機(jī)經(jīng)
V型帶輪減速傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性離心力使
轉(zhuǎn)鼓中容納的物料離心分離過濾。
2 現(xiàn)場(chǎng)勘查
在事故現(xiàn)場(chǎng)可見離心機(jī)整機(jī)嚴(yán)重破裂、殘缺，離
心機(jī)上已不見外殼護(hù)罩、轉(zhuǎn)鼓。破裂脫落的焊有兩
個(gè)加強(qiáng)箍的轉(zhuǎn)鼓圓筒鼓壁及其連接的從轉(zhuǎn)鼓體上斷
裂的部分轉(zhuǎn)鼓體外緣均已拉成長(zhǎng)條狀，其上面還可
見沿焊縫破裂變形扭曲的轉(zhuǎn)鼓圓筒上部錐形圈和轉(zhuǎn)
鼓的濾布(袋)。從外觀上看，轉(zhuǎn)鼓加強(qiáng)箍的材質(zhì)和
轉(zhuǎn)鼓圓筒鼓壁明顯不同，轉(zhuǎn)鼓加強(qiáng)箍表面銹蝕嚴(yán)重，
其矩形截面尺寸約為10 mm×28 mm。離心機(jī)的轉(zhuǎn)
鼓體為鑄件，周邊外緣約有1／3斷裂、缺損；離心機(jī)
機(jī)身外緣亦多處斷裂缺損，支承懸掛離心機(jī)機(jī)身的
擺桿的三個(gè)柱腳中一個(gè)柱腳斷裂，柱腳斷裂面上還
可見明顯的鑄造缺陷。
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，我們提取部分已拉成長(zhǎng)條狀的帶
加強(qiáng)箍的轉(zhuǎn)鼓圓筒鼓壁，并在離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓體上切
割一個(gè)鑄件試塊(大于250 ram×150 mm)作為進(jìn)一
步分析的檢材。
為分析事故原因，離心機(jī)制造廠還提供了下列
圖樣：
1)離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓圓筒，鼓壁材料為1Crl8Ni9，圖
中標(biāo)注圓筒鼓壁壁厚為5 mm；
2)離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓體，材料為HT200，圖中標(biāo)注轉(zhuǎn)
鼓體的鑄件壁厚為22～30 mm；
3)離心機(jī)底座和機(jī)身，材料均為HT200；
4)離心機(jī)外殼護(hù)罩，材料為1Crl8Ni9。
3 檢查檢測(cè)
3．1 轉(zhuǎn)鼓圓筒鼓壁
對(duì)現(xiàn)場(chǎng)提取的帶加強(qiáng)箍的轉(zhuǎn)鼓圓筒鼓壁進(jìn)行檢
查、檢驗(yàn)，結(jié)果如下：
1)轉(zhuǎn)鼓圓筒鼓壁在焊縫處斷開；
2)在轉(zhuǎn)鼓圓筒和轉(zhuǎn)鼓體壓緊部位的鼓壁，厚度
為3．9 mm，轉(zhuǎn)鼓圓筒內(nèi)有沖蝕磨損，其鼓壁最小厚
2014年第3期 黃樂敏，等：SS1000型離心機(jī)破裂事故分析
度為3．2 mm；
3)轉(zhuǎn)鼓圓筒鼓壁的縱焊縫有0．6 mm 的未焊
透，焊縫有嚴(yán)重的晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕；
4)轉(zhuǎn)鼓圓筒的鼓壁和加強(qiáng)箍硬度：鼓壁的焊縫為
228-236 HV1，熱影響區(qū)為207~210 HV1，母材為191
～ 197 HV1。加強(qiáng)箍的硬度為370~390 HV1；
5)對(duì)轉(zhuǎn)鼓圓筒的鼓壁和加強(qiáng)箍分別進(jìn)行材料的
化學(xué)成分分析，其含量如表1所示。
表1 轉(zhuǎn)鼓圓筒的鼓璧和加強(qiáng)箍材料的化學(xué)成分分析
化學(xué)成分， C Cr Ni Si Mn S P
鼓壁0．05 18．17 8．02 0．75 1．04 0．030 0．019
加強(qiáng)箍0．10 12．35 3．31 1．02 9．20 0．006 0．021
材料化學(xué)成分含量分析表明：轉(zhuǎn)鼓圓筒的鼓壁
材料的化學(xué)成分含量與1Cr18Ni9鋼符合；加強(qiáng)箍
材料的化學(xué)成分含量與1Crl8Ni9鋼不符。
3．2 鑄件試塊
對(duì)鑄件試塊進(jìn)行材料化學(xué)成分分析，其含量如
表2所示。
表2 鑄件試塊材料化學(xué)成分分析
3．3 鑄件的力學(xué)性能
用鑄件試塊加工成試樣后測(cè)定鑄件的力學(xué)性
能，其抗拉強(qiáng)度為73 MPa，遠(yuǎn)低于GB／T 9439—
2010《灰鑄鐵件》對(duì)牌號(hào)HT20O、壁厚大于20 mm
至40 mm灰鑄鐵件的最小抗拉強(qiáng)度R 為170 MPa
的要求。
3．4 鑄件試塊的金相
對(duì)鑄件試塊的金相試樣檢驗(yàn)結(jié)果為：
1)石墨類型：A+少量B類；
2)石墨長(zhǎng)度：石長(zhǎng)為100；
3)基體組織：珠光體40 9，6+鐵索體；
4)硬度：l16 HES 5／750。
4 事故原因分析
1)離心機(jī)的鑄件質(zhì)量不符合GB／T 9439—
2010(灰鑄鐵件》標(biāo)準(zhǔn)中HT200的要求。
2)轉(zhuǎn)鼓圓筒鼓壁厚度不符合鼓壁厚度5mm的
圖紙要求。
3)離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓存在焊接質(zhì)量缺陷，圓筒鼓壁的
縱焊縫未焊透，焊縫力學(xué)性能低于母材的力學(xué)性能，
在腐蝕環(huán)境下又產(chǎn)生嚴(yán)重的晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕，
降低了轉(zhuǎn)鼓圓筒鼓壁的強(qiáng)度。
4)離心機(jī)工作時(shí)，其轉(zhuǎn)鼓為高速運(yùn)行的回轉(zhuǎn)體，
轉(zhuǎn)鼓圓筒鼓壁承受環(huán)向應(yīng)力，包括空鼓旋轉(zhuǎn)時(shí)鼓壁
內(nèi)的環(huán)向應(yīng)力和由物料等載荷離心壓力產(chǎn)生的鼓壁
環(huán)向應(yīng)力。存在缺陷的轉(zhuǎn)鼓在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，不能承
受環(huán)向應(yīng)力而破裂，轉(zhuǎn)鼓鼓壁撕裂飛出，導(dǎo)致離心機(jī)
的不銹鋼外殼護(hù)罩與離心機(jī)分離脫落、機(jī)身(外殼底
盤)外緣等破裂損壞。
5 幾點(diǎn)建議
1)離心機(jī)應(yīng)有使用壽命期限，特別是離心物料
為腐蝕性介質(zhì)時(shí)。
2)離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的質(zhì)量至關(guān)重要，其轉(zhuǎn)鼓鼓壁的
厚度及其焊接質(zhì)量直接影響到轉(zhuǎn)鼓所能承受應(yīng)力的
大小，即轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度取決于此。而轉(zhuǎn)鼓加強(qiáng)箍亦應(yīng)與
轉(zhuǎn)鼓鼓壁同一材質(zhì)。而轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度計(jì)算設(shè)計(jì)應(yīng)遵循
JB／T8051—2OO8<(離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度計(jì)算規(guī)范》的要
求。
3)離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓體鑄件的力學(xué)性能必須符合相關(guān)
材質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)要求。
參考文獻(xiàn)
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[4] 湯新文，陳海輝．離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓爆裂事故分析[J]．機(jī)電工
程技術(shù)，2005，34，3
收稿日期：2o14—04—11
作者簡(jiǎn)介：黃樂敏(1955一)，工程師，從事機(jī)械設(shè)計(jì)、產(chǎn)品質(zhì)量鑒定。

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