从一起爆炸事故看铸铁烘缸的检验策略

郭方文+杨海堂+黄彦标

【摘 要】 通过对一起铸铁烘缸爆炸事故的原因分析，制定了铸铁烘缸定期检验的策略，以宏观检验、壁厚测定、水压试验为主。实践证明该检验策略具有较高的有效性。

【关键词】 铸铁烘缸 定期检验 检验策略

【Abstract】 The causes of cast iron dryer explosion accident were analyzed，periodic inspection strategy were made：macro inspection，wall thickness determination，the hydraulic pressure test.The practice has proved that the strategy is effectiveness.

【Keywords】 cast iron dryer；eriodical inspection；inspection strategy

1 引言

铸铁烘缸的耐磨损性良好、制造工艺简单，造价低廉，被广泛地应用于造纸工业的纸张烘干、定型。

2011年12月南宁某大型造纸厂一台日本制造的BF烘缸在运行时发生爆炸，未造成人员伤亡，直接经济损失1000多万元。根据事故调查报告结论，直接原因为烘缸操作端螺栓通孔处爆炸前存在陈旧性轴向裂纹，该源裂纹经过长时间腐蚀，在交变应力的作用下，形成裂纹面疲劳扩展至表面，在内压、烘缸转动离心力和托辊压力的共同作用下最终发生爆炸事故。（图1）

由于该设备投用未满三年，未进行首次定期检验，但分析事故的原因对铸铁烘缸的定期检验策略的制定具有重要的参考价值。

2 铸铁烘缸损伤模式识别

铸铁烘缸主要介质为水和水蒸汽，设计温度一般为143℃，介质本身对设备腐蚀比较小，不会造成大的减薄。

铸铁烘缸失效多是在使用过程中产生的裂纹引起的。大多数烘缸是用灰铸铁制成的，由于灰铸铁属于脆性材料，材料性能较脆，铸铁在铸造过程中易发生铸造缺陷，且内部铸造组织较钢材疏松，晶粒较粗，分散着大量的片状石墨，强度和塑性低，没有明显的弹性变形特征，在变形过程中突然断裂，为低应变脆性断裂[1]。同时由于铸铁烘缸两端轴头不仅承受着缸体的自重和缸内冷凝水重量，还要承受着使烘缸转动的扭矩。烘缸在均速转动下产生较大的离心惯性力。在端盖与轴头等连接处承受着相当大的动应力，容易使该位置出现裂纹。

3 定期检验检验策略制定[2]

铸铁烘缸的特殊性决定了难以采用普通容器检验的仪器，同时由于其材质对超声波衰减非常大，且每个烘缸单独铸造，其衰减差别各异，不能采用普通测厚的方法；其定期检验策略以宏观检验、壁厚测定抽查、耐压试验为主。

3.1 宏观检验

主要检查内壁结构不连续、形状突变处，浇铸冒口区，厚薄差较大部位缸盖、缸体圆弧过渡区等部位等处有无严重的腐蚀、磨损、缩孔、疏松等缺陷，外表面有无裂纹、腐蚀及机械接触损伤等缺陷。必要时可借助5～10倍放大镜重点检查。

3.2 壁厚测定抽查

因为铸铁内部有大量的片状石墨，对超声波有较大的反射作用，通常采用超声波探伤仪对铸铁烘缸进行测厚，检测前先用游标卡尺测量边缘缸面厚度，再用超声波探伤仪测量，调节材料声速后反复比对，比对后选择代表性部位进行壁厚测定抽查。

3.3 耐压试验

由于烘缸制造时遗留的内部缺陷难以用常规检验方法检出，推荐每两个检验周期进行一次水压试验。试验压力取最高工作压力的2倍。水压试验进水、加压可从进汽端管线接入；从另一侧缸盖预设的排气孔排气。保压后重点检查缸面、缸体与缸盖的链接部位以及螺栓孔，经检查无渗漏、无可见变形、无异常响声为合格。

4 检验实例

按照前文确定的检验策略，对广西某大型造纸企业的100多台烘缸进行定期检验，检验完毕后发现其中两台烘缸存在重大缺陷。其中编号为EC-15的烘缸在封头部位发现一处300mm长的开口裂纹（如图2）。

在某小型造纸厂宏观检验合格后进行水压试验时，缸盖圆弧法兰发现一长约150mm贯穿性裂纹，裂纹从螺栓孔起裂呈放射状指向传动轴。耐压试验刚开始未见泄露，水压逐渐增大后才喷射状泄露。该台设备安全状况等级评定为5级。企业更换缸盖法兰后重新投入使用。检验实践证明该方案科学合理，兼顾了检验经济性及有效性。

5 结语

铸铁烘缸作为造纸等行业广泛使用的特种设备，检验人员应充分认识到其特殊性，以及失效后造成的危害的严重性。充分尊重检验实际制定科学合理的检验策略，提高检验有效性。生产企业也应充分配合检验单位，将检验方案落到实处，加强生产巡检，共同做好铸铁烘缸安全使用管理工作。

参考文献：

[1]杨海堂，郭方文等.铸铁烘缸的定期检验和安全评定[J].中华纸业，2009，30（14）.

[2]国家质量监督检验检疫总局.TSGR7001-2013，压力容器定期检验规则[S].北京：新华出版社2013.4.endprint

【摘 要】 通过对一起铸铁烘缸爆炸事故的原因分析，制定了铸铁烘缸定期检验的策略，以宏观检验、壁厚测定、水压试验为主。实践证明该检验策略具有较高的有效性。

【关键词】 铸铁烘缸 定期检验 检验策略

【Abstract】 The causes of cast iron dryer explosion accident were analyzed，periodic inspection strategy were made：macro inspection，wall thickness determination，the hydraulic pressure test.The practice has proved that the strategy is effectiveness.

【Keywords】 cast iron dryer；eriodical inspection；inspection strategy

1 引言

铸铁烘缸的耐磨损性良好、制造工艺简单，造价低廉，被广泛地应用于造纸工业的纸张烘干、定型。

2011年12月南宁某大型造纸厂一台日本制造的BF烘缸在运行时发生爆炸，未造成人员伤亡，直接经济损失1000多万元。根据事故调查报告结论，直接原因为烘缸操作端螺栓通孔处爆炸前存在陈旧性轴向裂纹，该源裂纹经过长时间腐蚀，在交变应力的作用下，形成裂纹面疲劳扩展至表面，在内压、烘缸转动离心力和托辊压力的共同作用下最终发生爆炸事故。（图1）

由于该设备投用未满三年，未进行首次定期检验，但分析事故的原因对铸铁烘缸的定期检验策略的制定具有重要的参考价值。

2 铸铁烘缸损伤模式识别

铸铁烘缸主要介质为水和水蒸汽，设计温度一般为143℃，介质本身对设备腐蚀比较小，不会造成大的减薄。

铸铁烘缸失效多是在使用过程中产生的裂纹引起的。大多数烘缸是用灰铸铁制成的，由于灰铸铁属于脆性材料，材料性能较脆，铸铁在铸造过程中易发生铸造缺陷，且内部铸造组织较钢材疏松，晶粒较粗，分散着大量的片状石墨，强度和塑性低，没有明显的弹性变形特征，在变形过程中突然断裂，为低应变脆性断裂[1]。同时由于铸铁烘缸两端轴头不仅承受着缸体的自重和缸内冷凝水重量，还要承受着使烘缸转动的扭矩。烘缸在均速转动下产生较大的离心惯性力。在端盖与轴头等连接处承受着相当大的动应力，容易使该位置出现裂纹。

3 定期检验检验策略制定[2]

铸铁烘缸的特殊性决定了难以采用普通容器检验的仪器，同时由于其材质对超声波衰减非常大，且每个烘缸单独铸造，其衰减差别各异，不能采用普通测厚的方法；其定期检验策略以宏观检验、壁厚测定抽查、耐压试验为主。

3.1 宏观检验

主要检查内壁结构不连续、形状突变处，浇铸冒口区，厚薄差较大部位缸盖、缸体圆弧过渡区等部位等处有无严重的腐蚀、磨损、缩孔、疏松等缺陷，外表面有无裂纹、腐蚀及机械接触损伤等缺陷。必要时可借助5～10倍放大镜重点检查。

3.2 壁厚测定抽查

因为铸铁内部有大量的片状石墨，对超声波有较大的反射作用，通常采用超声波探伤仪对铸铁烘缸进行测厚，检测前先用游标卡尺测量边缘缸面厚度，再用超声波探伤仪测量，调节材料声速后反复比对，比对后选择代表性部位进行壁厚测定抽查。

3.3 耐压试验

由于烘缸制造时遗留的内部缺陷难以用常规检验方法检出，推荐每两个检验周期进行一次水压试验。试验压力取最高工作压力的2倍。水压试验进水、加压可从进汽端管线接入；从另一侧缸盖预设的排气孔排气。保压后重点检查缸面、缸体与缸盖的链接部位以及螺栓孔，经检查无渗漏、无可见变形、无异常响声为合格。

4 检验实例

按照前文确定的检验策略，对广西某大型造纸企业的100多台烘缸进行定期检验，检验完毕后发现其中两台烘缸存在重大缺陷。其中编号为EC-15的烘缸在封头部位发现一处300mm长的开口裂纹（如图2）。

在某小型造纸厂宏观检验合格后进行水压试验时，缸盖圆弧法兰发现一长约150mm贯穿性裂纹，裂纹从螺栓孔起裂呈放射状指向传动轴。耐压试验刚开始未见泄露，水压逐渐增大后才喷射状泄露。该台设备安全状况等级评定为5级。企业更换缸盖法兰后重新投入使用。检验实践证明该方案科学合理，兼顾了检验经济性及有效性。

5 结语

铸铁烘缸作为造纸等行业广泛使用的特种设备，检验人员应充分认识到其特殊性，以及失效后造成的危害的严重性。充分尊重检验实际制定科学合理的检验策略，提高检验有效性。生产企业也应充分配合检验单位，将检验方案落到实处，加强生产巡检，共同做好铸铁烘缸安全使用管理工作。

参考文献：

[1]杨海堂，郭方文等.铸铁烘缸的定期检验和安全评定[J].中华纸业，2009，30（14）.

[2]国家质量监督检验检疫总局.TSGR7001-2013，压力容器定期检验规则[S].北京：新华出版社2013.4.endprint

【摘 要】 通过对一起铸铁烘缸爆炸事故的原因分析，制定了铸铁烘缸定期检验的策略，以宏观检验、壁厚测定、水压试验为主。实践证明该检验策略具有较高的有效性。

【关键词】 铸铁烘缸 定期检验 检验策略

【Abstract】 The causes of cast iron dryer explosion accident were analyzed，periodic inspection strategy were made：macro inspection，wall thickness determination，the hydraulic pressure test.The practice has proved that the strategy is effectiveness.

【Keywords】 cast iron dryer；eriodical inspection；inspection strategy

1 引言

铸铁烘缸的耐磨损性良好、制造工艺简单，造价低廉，被广泛地应用于造纸工业的纸张烘干、定型。

2011年12月南宁某大型造纸厂一台日本制造的BF烘缸在运行时发生爆炸，未造成人员伤亡，直接经济损失1000多万元。根据事故调查报告结论，直接原因为烘缸操作端螺栓通孔处爆炸前存在陈旧性轴向裂纹，该源裂纹经过长时间腐蚀，在交变应力的作用下，形成裂纹面疲劳扩展至表面，在内压、烘缸转动离心力和托辊压力的共同作用下最终发生爆炸事故。（图1）

由于该设备投用未满三年，未进行首次定期检验，但分析事故的原因对铸铁烘缸的定期检验策略的制定具有重要的参考价值。

2 铸铁烘缸损伤模式识别

铸铁烘缸主要介质为水和水蒸汽，设计温度一般为143℃，介质本身对设备腐蚀比较小，不会造成大的减薄。

铸铁烘缸失效多是在使用过程中产生的裂纹引起的。大多数烘缸是用灰铸铁制成的，由于灰铸铁属于脆性材料，材料性能较脆，铸铁在铸造过程中易发生铸造缺陷，且内部铸造组织较钢材疏松，晶粒较粗，分散着大量的片状石墨，强度和塑性低，没有明显的弹性变形特征，在变形过程中突然断裂，为低应变脆性断裂[1]。同时由于铸铁烘缸两端轴头不仅承受着缸体的自重和缸内冷凝水重量，还要承受着使烘缸转动的扭矩。烘缸在均速转动下产生较大的离心惯性力。在端盖与轴头等连接处承受着相当大的动应力，容易使该位置出现裂纹。

3 定期检验检验策略制定[2]

铸铁烘缸的特殊性决定了难以采用普通容器检验的仪器，同时由于其材质对超声波衰减非常大，且每个烘缸单独铸造，其衰减差别各异，不能采用普通测厚的方法；其定期检验策略以宏观检验、壁厚测定抽查、耐压试验为主。

3.1 宏观检验

主要检查内壁结构不连续、形状突变处，浇铸冒口区，厚薄差较大部位缸盖、缸体圆弧过渡区等部位等处有无严重的腐蚀、磨损、缩孔、疏松等缺陷，外表面有无裂纹、腐蚀及机械接触损伤等缺陷。必要时可借助5～10倍放大镜重点检查。

3.2 壁厚测定抽查

因为铸铁内部有大量的片状石墨，对超声波有较大的反射作用，通常采用超声波探伤仪对铸铁烘缸进行测厚，检测前先用游标卡尺测量边缘缸面厚度，再用超声波探伤仪测量，调节材料声速后反复比对，比对后选择代表性部位进行壁厚测定抽查。

3.3 耐压试验

由于烘缸制造时遗留的内部缺陷难以用常规检验方法检出，推荐每两个检验周期进行一次水压试验。试验压力取最高工作压力的2倍。水压试验进水、加压可从进汽端管线接入；从另一侧缸盖预设的排气孔排气。保压后重点检查缸面、缸体与缸盖的链接部位以及螺栓孔，经检查无渗漏、无可见变形、无异常响声为合格。

4 检验实例

按照前文确定的检验策略，对广西某大型造纸企业的100多台烘缸进行定期检验，检验完毕后发现其中两台烘缸存在重大缺陷。其中编号为EC-15的烘缸在封头部位发现一处300mm长的开口裂纹（如图2）。

在某小型造纸厂宏观检验合格后进行水压试验时，缸盖圆弧法兰发现一长约150mm贯穿性裂纹，裂纹从螺栓孔起裂呈放射状指向传动轴。耐压试验刚开始未见泄露，水压逐渐增大后才喷射状泄露。该台设备安全状况等级评定为5级。企业更换缸盖法兰后重新投入使用。检验实践证明该方案科学合理，兼顾了检验经济性及有效性。

5 结语

铸铁烘缸作为造纸等行业广泛使用的特种设备，检验人员应充分认识到其特殊性，以及失效后造成的危害的严重性。充分尊重检验实际制定科学合理的检验策略，提高检验有效性。生产企业也应充分配合检验单位，将检验方案落到实处，加强生产巡检，共同做好铸铁烘缸安全使用管理工作。

参考文献：

[1]杨海堂，郭方文等.铸铁烘缸的定期检验和安全评定[J].中华纸业，2009，30（14）.

[2]国家质量监督检验检疫总局.TSGR7001-2013，压力容器定期检验规则[S].北京：新华出版社2013.4.endprint