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离心机转鼓爆裂事故分析0万向脚轮

发布时间:2022-07-05 19:17:27 来源:德安五金网

离心机转鼓爆裂事故分析

离心机转鼓爆裂事故分析 2011年12月10日 来源: 1基本情况 某糖厂煮炼车间2#甲糖分离机(型号为XZ1200B型上悬式自动卸料离心机.以下简称离心机)在运行中转鼓(筛蓝)突然爆裂,撞击离心机转鼓保护外壳.使部分外壳飞脱 击中操作台面的四名人员,造成重大伤亡事故:据槠广介绍该离心机已运行了十八年 在该榨季一直安全运行 事故发生前,已完成甲糖的第一筛分离.接着进行第:筛,在装料时正常运转,但在丹离运转的加速过程巾,离心机转鼓突然破裂,造成事故。

事故发生后,经过现场调查,我们割取破裂试样,进行了各项梭测、强度校棱分析等工作.对离心机转鼓破裂的原因进行调查分析研究 具体分析如下文2离心机转鼓破裂后各项检测结果

(1) 材料力学性能

首先要了解该机运行了I8年后,材质有什么变化和对安全运行的影响 因此,分别在转鼓的筛鼓及顶盖耐处各割取三件试样,接国标要求加工成拉伸武样,拉仲实验结果与标准值比较见表1。

从表1对比结果表明:使用l8年后,转鼓材质的屈服点叫显提高(分别提高50%和49%)而且接近抗拉强度,这表明转鼓材料由于应力疲劳的作用使其塑性明显下降.产生材质硬化现象,这就为转鼓的突然破裂埋下危险隐患 从拉伸试驻过程中也发现 试样没有明显的屈服点,也说明材质有疲劳硬化现象.容易诱发脆性断裂。

(2)转鼓壁厚

为了解使用l8年后的转鼓壁厚的变化,用超声波测厚慢对转鼓的顶盖、筛鼓及筛孔边缘部分进行了多点的厚度测量,测试结果与原始壁厚比较如表2

从表2所列结果可看出:转鼓材料壁厚减薄现象已经非常严重 由啼鼓的强度计算结果可知.筛鼓设计计算壁厚为9mm,而现有摄小壁厚(整个筛鼓多处存在)为5.5mm.远远不能满足强度设计的最低要求。因此,转鼓继续运行存在非常不安全的隐患转鼓壁厚减薄的原因.最主要是长期运行中,糖浆液中的徽晶粒对转鼓的磨损和冲蚀,尤其在筛鼓中下部位.其筛孔边缘减薄最严重,而靠近盖板的啼鼓(转鼓上部位)壁厚臧薄较小 同时在运行中应力反复变化和工作介质的作用产生的应力腐蚀.也可能使壁厚减薄

(3)机械强度校棱

事故离心机原始资料中.未提供离心机的设计计算书.为了解转鼓的设计合理性、可靠性、为骧薄的转鼓提供安全可靠性分析依据,我们对转鼓的机械强度进行丁校核.从校核结果表明:

① 转鼓的设计是合理的.可靠的,取原始壁厚12mm的20g材料,已留有较大的安全系数(设计壁厚为9mm),按此壁厚计算,转鼓的理论总应力为77.2'MPa.远低于材料的许甩应力(10OMP口)。

② 当壁厚减薄至设计壁厚时,其总应力等于许用应力;当壁厚减薄至7mm时.其总应力提高到IlI 9MPa,已超过许用应力l1.9%;当壁厚减薄至5mm时,其总应力提高到145MPa,已超过许用应力45%。

⑧ 当转鼓中增加物料由500kg(正常)增加到600kg时,转鼓的应力增加。如壁薄减薄至7mm时,其总应力提高到136.9MPa,已超许用应力36.9% ;如壁厚减薄至5mm时,其总应力提高到180MPa,已超许用应力80%。综上分析所述,转鼓壁厚的明显减薄和转鼓装料的增加,均会使转鼓承受的总应力大大提高,大大超过了材质的许用应力,成为该转鼓破裂的主要原因之一。但按屈服应力选取以上情况的最小安全系数~=245/180=1.36,此值虽然低于规定值 =2~2.5,但材料离屈服还有相当距离,仅仅从转鼓的薄膜应力观点还难以解释转鼓突然爆裂,这与文献报道了一台直径为800mm的三足式离心机转鼓的爆裂事故非常相似。文献报道的转鼓材料为1Crl8Ni9Ti,屈服应力 =200MPa。在许用应力[叮1=67.5MPa时,转鼓壁厚应为6.2mm,当实际壁厚由于腐蚀减薄到3mm时,离心机转鼓发生了爆裂。转鼓壁厚3mm时。其实际应力推算为1删Pa。

按屈服应力选取的安全系数n,=200/140=-1.43,此值虽然低于通常值 =2~2.5,但材料离屈服还有相当距离,仅仅从转鼓的薄膜应力观点还难以判断事故的根源。文献从转鼓屈曲(失圆)的观点出发,推算SSN800离心机转鼓的最小应该壁厚为6mm才能保持其刚度。指出事故的根源不仅在于焊缝质量差,还在于转鼓刚度不足。

文献认为三足式离心机由于转鼓壁太薄、焊缝质量所造成的转鼓爆裂事故所占比例非常高。文献报道了4起因离心机使用时间过长、腐蚀严重,使转鼓变薄而导致转鼓运转时爆裂事故。其中有1起“因离心机受红矾钠严重腐蚀,转鼓壁厚仅3mm,且外壳为铸铁材质,厚薄不均,加上投料量过大,致使离心机突然破碎成126块”。《机械工程手

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