1、基本情況 
     某糖廠煮煉車間2#甲糖分離機(型號為XZ1200B型上懸式自動卸料離心機．以下簡稱離心機)運行中轉鼓(篩藍)突然爆裂，撞擊離心機轉鼓保護外殼．使部分外殼飛脫擊中操作臺面四名人員，造成重大傷亡事故：據(jù)櫧廣介紹該離心機已運行了十八年該榨季一直安全運行事故發(fā)生前，已完成甲糖第一篩分離．接著進行第：篩，裝料時正常運轉，但丹離運轉加速過程巾，離心機轉鼓突然破裂，造成事故。 
事故發(fā)生后，現(xiàn)場調查，我們割取破裂試樣，進行了各項梭測、強度校棱分析等工作．對離心機轉鼓破裂原因進行調查分析研究具體分析如下文2離心機轉鼓破裂后各項檢測結果 。
(1）材料力學性能：
      首先要了解該機運行了I8年后，材質有什么變化和對安全運行影響，分別轉鼓篩鼓及頂蓋耐處各割取三件試樣，接國標要求加工成拉伸武樣，拉仲實驗結果與標準值比較見表1。 
從表1對比結果表明：使用l8年后，轉鼓材質屈服點叫顯提高(分別提高50％和49％)接近抗拉強度，這表明轉鼓材料應力疲勞作用使其塑性明顯下降．產(chǎn)生材質硬化現(xiàn)象，這就為轉鼓突然破裂埋下危險隱患從拉伸試駐過程中也發(fā)現(xiàn)試樣沒有明顯屈服點，也說明材質有疲勞硬化現(xiàn)象．容易誘發(fā)脆性斷裂。 

(2)轉鼓壁厚：
    使用l8年后轉鼓壁厚變化，用超聲波測厚慢對轉鼓頂蓋、篩鼓及篩孔邊緣部分進行了多點厚度測量，測試結果與原始壁厚比較如表2 

    從表2所列結果可看出：轉鼓材料壁厚減薄現(xiàn)象已經(jīng)非常嚴重由啼鼓強度計算結果可知．篩鼓設計計算壁厚為9mm，而現(xiàn)有攝小壁厚(整個篩鼓多處存為 5.5mm．遠遠不能滿足強度設計最低要求。，轉鼓繼續(xù)運行存非常不安全隱患轉鼓壁厚減薄原因．最主長期運行中，糖漿液中徽晶粒對轉鼓磨損和沖蝕，尤其篩鼓中下部位．其篩孔邊緣減薄最嚴重，而靠近蓋板啼鼓(轉鼓上部位)壁厚臧薄較小同時運行中應力反復變化和工作介質作用產(chǎn)生應力腐蝕．也可能使壁厚減薄 
(3)機械強度校棱：
    事故離心機原始資料中．未提供離心機設計計算書．解轉鼓設計合理性、可靠性、為驤薄轉鼓提供安全可靠性分析依據(jù)，我們對轉鼓機械強度進行丁校核．從校核結果表明： 
①轉鼓設計是合理．可靠，取原始壁厚12mm20g材料，已留有較大安全系數(shù)(設計壁厚為9mm)，按此壁厚計算，轉鼓理論總應力為77．2‘MPa．遠低于材料許甩應力(10OMP口)。 
②當壁厚減薄至設計壁厚時，其總應力等于許用應力；當壁厚減薄至7mm時．其總應力提高到IlI9MPa，已超過許用應力l1．9％；當壁厚減薄至5mm時，其總應力提高到145MPa，已超過許用應力45％。 
⑧當轉鼓中增加物料由500kg(正常)增加到600kg時，轉鼓應力增加。如壁薄減薄至7mm時，其總應力提高到136．9MPa，已超許用應力36．9％；如壁厚減薄至5mm時，其總應力提高到180MPa，已超許用應力80％。 
   綜上分析所述，轉鼓壁厚明顯減薄和轉鼓裝料增加，均會使轉鼓承受總應力大大提高，大大超過了材質許用應力，成為該轉鼓破裂主要原因之一。但按屈服應力選取以上情況最小安全系數(shù)~=245／180=1．36，此值低于規(guī)定值=2～2．5，但材料離屈服還有相當距離，僅僅從轉鼓薄膜應力觀點還難以解釋轉鼓突然爆裂，這與文獻報道了一臺直徑為800mm三足式離心機轉鼓爆裂事故非常相似。文獻報道轉鼓材料為1Crl8Ni9Ti，屈服應力=200MPa。許用應力[叮1=67．5MPa時，轉鼓壁厚應為6．2mm，當實際壁厚腐蝕減薄到3mm時，離心機轉鼓發(fā)生了爆裂。轉鼓壁厚 3mm時。其實際應力推算為1刪Pa。 
  按屈服應力選取安全系數(shù)n,=200／140=-1．43，此值低于通常值=2～2．5，但材料離屈服還有相當距離，僅僅從轉鼓薄膜應力觀點還難以判斷事故根源。文獻從轉鼓屈曲(失圓)觀點出發(fā)，推算SSN800離心機轉鼓最小應該壁厚為 6mm才能保持其剛度。指出事故根源焊縫質量差，還轉鼓剛度不足。 
   文獻認為三足式離心機轉鼓壁太薄、焊縫質量所造成轉鼓爆裂事故所占比例非常高。文獻報道了4起因離心機使用時間過長、腐蝕嚴重，使轉鼓變薄而導致轉鼓運轉時爆裂事故。其中有1起“因離心機受紅礬鈉嚴重腐蝕，轉鼓壁厚僅3mm，且外殼為鑄鐵材質，厚薄不均，加上投料量過大，致使離心機突然破碎成126塊”?！稒C械工程手冊》離心機篇對轉鼓壁厚計算時安全系數(shù)選取已給定一個范圍，即屈服強度安全系數(shù)n~=2-2．5。以轉鼓直徑800三足式離心機為例，按n=2-2．5進行壁厚設計時，壁厚應取 5~7mm(不計腐蝕余量)，當轉鼓壁厚僅僅為3mm，通常發(fā)生爆裂。 

(4)材料金相分析： 
    轉鼓頂蓋上和篩鼓板上各取一塊試樣，進行常規(guī)金相分析，分析結果表明金相組織屬鐵素體和珠光體，兩種試樣均屬正常組織。 

(5)破裂部位： 
    仔細觀察轉鼓破裂各部分斷口，發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象： 
①轉鼓蓋板與篩鼓板焊連接處，蓋板撕裂長達320mm左右，其中一段有90aim左右斷裂口，呈較平滑斷面，并有焊縫氣孔夾渣等缺陷，具有金屬疲勞斷口特征，該斷面是轉鼓破裂起裂點。 
② 轉鼓篩鼓縱向焊縫從上而下被撕裂至篩鼓底部以上第二圈篩孔為止，然后由該處沿周向撕裂第二圈篩孔，其長度約為該圈篩孔圓周長1／3。觀察上述撕裂斷面，呈二種形貌：一處是沿壁厚約45。角剪切面：另一種是沿壁厚呈V形斷面(另為反V型斷面)。兩者斷面均較粗糙，說明了這些斷裂面是撕裂(拉伸)產(chǎn)生，而起裂斷面。
 
3、轉鼓破裂原因： 
    綜合以上各項檢測，計算結果和分析意見，我們認為轉鼓破裂主要原因是轉鼓材料硬化和壁厚嚴重減薄。破裂過程如下： 
(1)起裂：破裂起裂點(裂源)轉鼓頂蓋與篩鼓 
焊接連接處。該處焊縫有缺陷，邊緣應力(4～5倍許用應力)作用下，裂紋不斷擴展，長度及深度增加，達到臨界裂紋狀態(tài)下，裂紋迅速擴展，該處突然破裂。 
(2)點擴大：當轉鼓頂蓋與篩鼓連接處起裂后，轉鼓繼續(xù)高速轉動，離心力將裂開部位迅速擴大，首先把頂蓋撕開。 
(3)轉鼓撕裂：頂蓋撕裂后，裂紋沿篩鼓縱向自上而下撕裂至篩鼓底部，再沿周向撕裂第而篩孔，造成轉鼓嚴重破壞。 
(4)保護殼飛脫：轉鼓局部撕裂后直徑擴大，撞擊轉鼓保護殼，使保護殼飛脫，造成人員傷亡。 
起裂綜合原因是材料硬化、壁厚減薄、焊縫有缺陷和加料操作失當造成過大邊緣應力，引起疲勞斷裂。轉鼓大面積撕裂原因是材料硬化和壁厚減薄。保護殼飛脫是轉鼓大面積撕裂，撞擊轉鼓保護殼。 

4、討論幾點建議 
      對現(xiàn)有役離心機安全運行提出幾點建議： 
(1)對使用10年以上離心機進行一次較全面安全檢查。檢查內容包括轉鼓各部件材料測壁厚和硬度，轉鼓上連接焊縫進行無損探傷，轉鼓動平衡和轉速控制機構。檢查結果對照有關標準要求，以判別轉鼓是否可繼續(xù)安全運轉。 
(2)工廠每年休榨期間設備檢修工作中，對轉鼓上連接焊縫進行無損探傷，以及時發(fā)現(xiàn)新裂紋，采取措施，防止事故發(fā)生。 
(3)進一步完善離心機操作規(guī)程，提高安全運行可靠性：粘度大(BX92—94左右)糖液料，必須做到均勻加料、穩(wěn)步加速分離要求，以避免裝料及布料不均、分離排液困難等引起振動過大、局部應力增加。