问答题
某化工总厂2002年新上的热力网络节能技改项目经过两年安全运行后,2004年6月系统改造时,委托给某地方化工工程有限公司进行设计、安装、施工。2006年6月大修时更换合成塔内筒运行后,2006年10月氨合成塔二出管道爆炸起火,造成重大人员伤亡。
在2004年6月系统改造期间,业主安排加装合成塔后废热锅炉的技改项目,而且工期要求十分紧张。在施工过程中,项目部在既无现场设计施工图纸资料又未经详细计算的情况下,只凭工艺流程图进行施工。废热锅炉、塔前预热器、排管式冷却器等设备的位置均是由施工技术人员估计出来,用石灰划上标记线,在现场施工人员便开始挖基础进行安装。结果,合成塔与废热锅炉的安装间距过大,致使原构件的管道长度不足,短了1.5m;而且,还使废热锅炉合成气体进口与其对接的合成塔二出管道气体出口同向,造成合成塔二出管道必须弯制一个U形弯管才能与废热锅炉砌体进口对接。
原设计合成塔二出管道为φ137mm×24mm,材质为1Cr18Ni9Ti的合金管。施工时,改用原西德进口的φ127mm×24mm、10CrMo-910合金管。根据合成塔和废热锅炉的现场安装位置,二出管道与废热锅炉合成气进口对接需用5个弯头,前3个弯头由维修车间在用耐火砖砌成的加热炉上,将10CrMo-910管道加热后自行煨制,而另外两个弯头,即U形弯管,因加热炉和弯管半径小的原因,自行煨制有困难,负责现场施工的某人根据其他厂使用20号碳钢管作合成塔出口管的经验,决定用两个材质为20号碳钢φ127mm×24mm、90°的标准弯头,对焊成U形弯管状,直接接到合金钢管上,对因安装间隔加大而短缺的1.5m合金钢管,也采用20号碳钢代替。安装完毕后,没有组织竣工验收,试压后即投入运行。
2006年6月大修时,又将合成塔内筒更换为国内某厂生产的提温型合成塔内筒并于2006年7月投入运行后,合成塔出口温度由210℃提高到280℃。
2006年10月26日合成塔二出管道U形弯管(即废热锅炉进口弯管)突然爆裂,压力为28MPa的高压合成气体喷出着火,将离爆破管口22.4m的调度室南面门窗玻璃振碎、着火气体喷入室内,调度室平房顶部即刻烧毁坍落,合成塔二出管道碳钢U形弯头一段爆裂为3块,有两道焊缝开裂。
问题:
问答题
施工队仅凭工艺流程图进行施工是否妥当?
【正确答案】不妥当。在施工过程中,应经原设计单位认可,作技术论证,在掌握现场设计施工技术资料的条件下,才能开展施工活动。
【答案解析】
问答题
分析为什么采用20号碳钢管、弯头取代10CrMo-910合金管及弯头会造成爆裂事故。
【正确答案】由钢材氢腐蚀与介质温度、压力关系的纳尔逊线可知,当温度为280~290℃、氢分压为14~16.8MPa时,碳素钢处于氢腐蚀线上方,说明碳素钢容易发生氢腐蚀。钢管内表面吸附的部分氢分子,在高温高压下分解成直径很小的氢原子、氢离子,通过金属晶格和晶界向钢内扩散,因晶粒界面上的渗碳体反应生成甲烷气体(Fe3C+2H2→3Fe+CH4)。由于该气体不溶于碳素体中而成气体聚集在晶粒界面处,产生巨大的内压力,使金属形成突气泡;同时,因碳钢渗碳体Fe3C被氢还原成铁素体,碳钢强度大大降低,且体积减小6.67%,这两个因素将促使碳钢沿晶界开裂,形成氢腐蚀裂纹,即碳钢发生“氢脆”.此事故为典型的氢腐蚀断裂。
没有进行管道应力计算来确定弯头的具体部位与形状,使高温高压下管道应力集中于U形弯头处,从而使其受力过大造成焊缝断裂,弯头爆破。
2006年合成塔更换新型内件,塔出口温度由210℃提高到280℃,加剧了塔出口碳钢弯头内壁的氢腐蚀。
【答案解析】
问答题
事故中有两道焊缝开裂的原因可能是什么?
【正确答案】施焊不科学,焊接质量差。施焊中没有制定科学的焊接工艺,如:坡口不规范;焊铅未加温预热;焊后未回火处理,消除应力;错误采用碳钢焊条,按常规施焊合金钢,致使熔合不良;施焊电流过小,加之操作不当,局部未焊透,焊缝内存有加渣等缺陷;焊后未经探伤检查,未能发现及时消除等,给安全运行留下了事故隐患。
【答案解析】
问答题
针对事故原因,可以采取哪些防范措施杜绝事故发生?
【正确答案】事故教训与防范措施
1)落实岗位责任制,加强企业领导班子建设,责任明确到位。
2)加强新项目的管理指导,严格按照设计程序施工。
①在企业中不论生产性建设新项目的大小,都要有设计方案,设计者对技术经济评价、安全、环保、节能等规范要严格执行;对项目的审查论证、施工建设、竣工验收、投资使用,有关技术部门要严格把关;施工单位如需修改施工图纸,必须征得原设计单位同意,并由设计单位签发修改技术书,并书面通知,它是工程竣工图和界定法律责任的依据;对违反规定的施工单位,要强制进行整改,必要时令其停止施工进行整顿。
②新、改、扩建项目要明确项目技术总负责人,编制设计现场施工方案,变更设计(改变使用条件、工艺参数、更换部件)要进行论证,取得原设计单位同意后,将变更设计的通知形成正式文件存档,以便查阅。
③设计、施工时要选用有资格证的施工单位承担,特殊工程作业要选用有资格证的人员操作,按国家规范做好各种施工记录。
3)在施工过程中,要与施工单位经常联系,对质量和安全问题,有特殊要求的材料、施工方法、质量检查等都要心中有数,并指派专业技术人员监督。
4)严格竣工验收制度,特别注意有特殊要求涉及安全问题的零部件材料质量,要每一个阀门、每一条管线、每一个法兰、每一个螺栓、每一个垫片逐个进行核对,认真验收,确保不给生产留下安全隐患。
5)化工生产安全岗位附近不能设立人员聚集场所,特别是在小于规定的安全距离区域内,严禁设立宿舍、办公室、会议室、交接班室、多人值班室等,防止易燃、易爆、易中毒和腐蚀性强的气体、液体外喷外溢造成多人中毒或伤害事故的发生。
【答案解析】