离心机转鼓爆裂事故分析

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1、经验交流机电工程技术!""#年第$%卷第$期离心机转鼓爆裂事故分析汤新文&，陈海辉!（&/江西省锅检所，江西南昌$$""!-；!/华南理工大学工控学院，广东广州#&"5%"）摘要：本文对一起离心机转鼓破裂事故的原因从材料及使用过程等方面进行了分析。提出了使用&"年以上的离心机需对转鼓的壁厚、硬度、焊缝等进行安全检测的建议。关键词6离心机；转鼓；破裂事故；壁厚减薄；材料硬化中图分类号：78"#&/+文献标识码：9文章编号：&""-:-%-!;!""#<"$:"&"%:"!&基本情况（!）转鼓壁厚某糖厂煮炼车间!’甲糖分离机（型号为()&!""*型为了解使用&+年后的

2、转鼓壁厚的变化，用超声波测上悬式自动卸料离心机，以下简称离心机）在运行中转鼓厚仪对转鼓的顶盖、筛鼓及筛孔边缘部分进行了多点的厚（筛篮）突然爆裂，撞击离心机转鼓保护外壳，使部分外度测量，测试结果与原始壁厚比较如表!。壳飞脱，击中操作台面的四名人员，造成重大伤亡事故。从表!所列结果可看出：转鼓材料壁厚减薄现象已经据糖厂介绍该离心机已运行了十八年，在该榨季一直非常严重。由筛鼓的强度计算结果可知，筛鼓设计计算壁安全运行。事故发生前，已完成甲糖的第一筛分离，接着厚为-..，而现有最小壁厚（整个筛鼓多处存在）为进行第二筛，在装料时正常运转，但在分离运转的加速过#/#..，远远

3、不能满足强度设计的最低要求。因此，转鼓程中，离心机转鼓突然破裂，造成事故。继续运行存在非常不安全的隐患。事故发生后，经过现场调查，我们割取破裂试样，进表!转鼓壁厚测量值与原始值的对比行了各项检测、强度校核分析等工作，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。部件名称原始壁厚最大壁厚最小壁厚多点平均壁厚平均减薄率,!离心机转鼓破裂后各项检测结果顶盖&"#$/#%/%#5筛鼓&!1#/#5/51%%/%（&）材料力学性能筛孔边缘&!#$%/"&55/5首先要了解该机运行了&+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两处转鼓壁厚

4、减薄的原因，最主要是长期运行中，糖浆液各割取三件试样，按国标要求加工成拉伸试样，拉伸实验中的微晶粒对转鼓的磨损和冲蚀，尤其在筛鼓中下部位，结果与标准值比较见表&。其筛孔边缘减薄最严重，而靠近盖板的筛鼓（转鼓上部从表&对比结果表明：使用&+年后，转鼓材质的屈位）壁厚减薄较小。同时在运行中应力反复变化和工作介服点明显提高（分别提高#",和%-,）而且接近抗拉强质的作用产生的应力腐蚀，也可能使壁厚减薄。度，这表明转鼓材料由于应力疲劳的作用使其塑性明显下（$）机械强度校核降，产生材质硬化现象，这就为转鼓的突然破裂埋下危险事故离心机原始资料中，未提供离心机的设计计算隐患。从

5、拉伸试验过程中也发现，试样没有明显的屈服书，为了解转鼓的设计合理性、可靠性、为减薄的转鼓提点，也说明材质有疲劳硬化现象，容易诱发脆性断裂。供安全可靠性分析依据，我们对转鼓的机械强度进行了校核，从校核结果表明：表&拉伸试验结果!转鼓的设计是合理的，可靠的。取原始壁厚&!..实测#=标准#=实测#?标准#?的!"0材料，已留有较大的安全系数（设计壁厚为-..）。部件名称材质>234>234>234>234按此壁厚计算，转鼓的理论总应力为11/!234，远低于材转鼓顶盖8!$#9$+"!%"%1"$+"@%1"料的许用应力（&""234）。转鼓网板!"0$5#!%#%%

6、&%""@#%""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1..时，其总应力提高到&&&/-234，收稿日期：!""%—"-—!1&"%机电工程技术!""#年第$%卷第$期经验交流已超过许用应力&&’()；当壁厚减薄至#**时，其总应力断面，呈二种形貌：一处是沿壁厚约%#@角的剪切面：另提高到&%#+,-，已超过许用应力%#)。一种是沿壁厚呈A形断面（另一面为反A型断面）。两者!当转鼓中增加物料由#""./0正常1增加到2""./的断面均较粗糙，说明了这些断裂面是撕裂（拉伸）产生时，转鼓的应力增加。如壁薄减薄至3**时，其总应力的，而不是起裂断面

7、。提高到&$2’(+,-，已超许用应力$2’()；如壁厚减薄至$转鼓破裂原因#**时，其总应力提高到&4"+,-，已超许用应力4")。综合以上各项检测，计算结果和分析意见，我们认为综上分析所述，转鼓壁厚的明显减薄和转鼓装料的增转鼓破裂的主要原因是转鼓材料的硬化和壁厚的严重减加，均会使转鼓承受的总应力大大提高，大大超过了材质薄。破裂过程如下：的许用应力，成为该转鼓破裂的主要原因之一。但按屈服（&）起裂：破裂的起裂点（裂源）在转鼓顶盖与筛鼓应力选取以上情况的最小安全系数!"5!%#6&4"5&’$2，此值焊接连接处。该处焊缝有缺陷，在边缘应力（%7#倍的许虽然低于规定

8、值!"#!