案例：高壓列管式冷凝器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)冷凝器）是3000噸/年合成氨廠(chǎng)的配套設備。于1974年投產(chǎn)的某省兩個(gè)化肥廠(chǎng)使用的氨冷凝器于1981年相繼發(fā)生爆炸事故。為分析事故的原因，除對爆破的冷凝器進(jìn)行常規的力學(xué)性能、化學(xué)成分、金相、原結構的應力分析和采用電鏡檢查外，還選擇了11個(gè)廠(chǎng)，對同類(lèi)型的28臺氨冷凝器的使用情況做了詳細的調查和檢查，發(fā)現各廠(chǎng)的使用情況各不相同。有的廠(chǎng)使冷凝器長(cháng)期處于( 230～260)×102kPa壓力下使用，有的廠(chǎng)管理比較混亂，有的廠(chǎng)使用比較正常。經(jīng)很聲波探傷檢查氨冷凝器的環(huán)焊縫發(fā)現，28臺中有4臺存在約6～15mm深、80～440mm長(cháng)的裂紋，還有3臺也有不同程度的缺陷存在。通過(guò)分析與調查結果表明，冷凝器的操作使用條件對設備的安全使用至關(guān)重要，使用工況很過(guò)了原設計條件，長(cháng)期處于很壓或很低溫下運行，都會(huì )使 焊縫根部裂紋萌生擴展，以致造成疲勞破壞進(jìn)而發(fā)生爆炸。
冷凝器發(fā)生爆炸事故所涉及的因素很多，如設計結構、制造質(zhì)量、原材料質(zhì)量和使用 條件等。而這些因素總是伴隨在一起產(chǎn)生的。但其中一個(gè)起主導作用的因素，即事故發(fā)生的主要因素，要在做大量試驗研究和分析工作之盾才能作出較為正確的判斷。兩個(gè)廠(chǎng)氨冷凝器發(fā)生爆炸事故的原因可歸納如下。
①從冷凝器斷口上宏觀(guān)、微觀(guān)分析表明冷凝器的爆破是屬于疲勞破壞。據運行情況調查，該設備在使用期間壓力波動(dòng)范圍很小，開(kāi)停車(chē)次數也不多，根據這種工況，是不可能產(chǎn)生疲勞破壞的。那么疲勞源來(lái)自何處呢？一種可能是由于管道振動(dòng)而引起設備共振而發(fā)生疲勞破壞，但管道柔性很大，強度遠低于設備，而管道未發(fā)生破壞事故，因此這種可能性不大；另一種可能是來(lái)自冷凝器管內外溫度變化，引起溫差應力的變化，致使冷凝器發(fā)生破壞。據調查，冷凝器采用了新工藝流程，改變了操作溫度，低壓殼體內的液氨蒸發(fā)溫度隨生產(chǎn)負荷變化而變化。從應力分析計算結果可知，溫度變化15℃時(shí)，溫差所引起的應力達到6×104kPa，占總應力的20%，已達到低應力疲勞的條件。使用工況遠很出了原設計條件，則必然導致冷凝器的疲勞破壞，這正是事故的癥結所在。
②從被探測的28臺冷凝器的環(huán)焊縫的數據、疲勞爆破試驗及爆破斷口分析可知，氨 冷器環(huán)焊縫根部存在著(zhù)程度不同的未焊透或未熔合等缺陷。這說(shuō)明其制造質(zhì)量不好，而在使用條件正常的情況下，尚未發(fā)生爆炸事故。
③高壓列管式冷凝器的球形封頭與管板連接采用單面焊接結杓，有其不足之處。要 求環(huán)焊縫完全焊透確有一定困難，如稍有不注意，易產(chǎn)生焊縫根部未焊透或未熔合缺陷。此外，對制造工藝未提出特殊要求，這樣，在此種缺陷下，必然加大焊縫根部的應力集中，導致冷凝器加速破壞。
事故教訓與防范措施如下：
①?lài)栏窨刂评淠鞯氖褂脳l件，如果生產(chǎn)需要采用新的工藝流程，一定要進(jìn)行應力分析計算。如果其計算結構達到或接近了低應力條件，切不可盲目實(shí)施新工藝。
②改進(jìn)高壓列管式冷凝器的球形封頭與管板連接的結構型式。
③保證焊接質(zhì)量，特別是球形封頭與管板連接的環(huán)焊縫，不允許在焊縫根部出現未 焊透或未熔合缺陷。
④定期檢查，如發(fā)現裂紋產(chǎn)生或裂紋擴展，應及時(shí)修復。
