(一)事故概況

　　2000年7月9日凌晨，北京首鋼電力廠汽機車間主蒸汽管道發生爆炸重大事故，造成6人死亡，直接經濟損失75萬余元。

　　7月9日。時57分，北京首鋼電力廠汽機車間主蒸汽母管道北端閥門與管道焊接部位發生泄漏，l時01分左右該閥門與主蒸汽母管道焊接部位撕裂，發生爆炸。閥門連同長約1. 5m的管道向北飛出13. 3m。將3號鍋爐、汽輪機值班室的南，北兩堵墻擊塌，從主蒸汽管道中噴出的高溫高壓蒸汽，將值班室內的控制設備毀壞，值班室內6名人員被砸、燙傷，經送醫院搶救無效死亡。

　　(二)事故原因分析

　　1. 首鋼電力廠4臺220t/h鍋爐的布置為并聯，井經主蒸汽管道匯總于蒸汽母管線上。

　　蒸汽母管北側末端有一閥門(事故閥門)。該閥門是在1986年為調試1號鍋爐、1號汽輪機時用于吹洗蒸汽管道安裝的臨時管道閥門。編號為11號。調試結束后，沒有將其拆除。經調查，此事故閥門在投入使用之后未對其進行過定期檢查.

　　2. 對3臺鍋爐2000年7月9日的運行記錄及運行日志進行檢查，壓力均在8. 8～8. 9MPa之間，溫度均在533~540℃之間。可以確定在發生爆炸時，沒有出現超溫超壓運行現象，也排除了撮作人員違章操柞造成事故的可能性.

　　3. 對失效部件的分析

　　(1)焊縫外觀及射線探傷

　　破壞部位焊縫上存在未焊透和錯邊，未焊透最大深度約8mm(見圖2-1-31-2)，最大錯邊量為7mm。對具有射線探傷條件的事故閥門的另一端即未破裂端的焊縫進行了x射線探傷，結果表明存在未焊透缺陷。

　　(2)斷口分析

　　通過對斷口的宏觀檢查，其大部分斷裂面平齊(見圖2-1-31-3)，具有脆性斷裂紋的明顯特征。通過掃描電鏡對斷口的微觀形貌進行觀察，可以看到大面積斷口呈準解理的形貌，也具有明顯的脆性斷裂特征，屬于脆性斷裂。

　　另外，在閥體側的斷裂面上，可以看到有3處明顯的起裂源，經掃描電鏡觀察這3處裂紋源上存在有夾渣，屬焊接缺陷。斷口位置少部分位于焊縫和熱影響區上，而90%以上的斷口位于閥體母材上。

　　經無損探傷及外觀檢驗分析，由于焊縫存在整圈未焊透、錯邊及夾渣等焊接缺陷，且在未焊透的根部應力較高，因此容易產生裂紋。裂紋從焊縫開始，然后穿過熱影響區，到達閥體母材，迅速擴展。

　　(3)化學成分分析

　　對蒸汽母管和閥體材質進行了化學成分分析，蒸汽母管的材質為CrMo耐熱合金鋼材料，閥體材質為碳素鑄鋼材料。

　　根據原國家勞動總局1980年頒發的《蒸汽鍋爐安全監察規程》中規定：對于壁溫大于450℃且小于565℃的鋼管材料應為15CrMoA或12CrlMoV。蒸汽母管的材質為CrMo耐熱合金鋼，符合上述規程規定. 對于鑄鋼件規程中規定，介質溫度超過450℃的鑄鋼件，應選用耐熱合金鋼. 此事故閥門所用材料為碳素鑄鋼，不符合法規的規定，不能用于高溫工況。

　　(4)機械性能試驗

　　沿閥體母材取樣，試樣尺寸為M16X11omm，試驗溫度530℃。試驗結果見下表：

試驗溫度	試樣編號	厶凸(MPa)	Jo. 2(MPa)	撫(％)	＼o(％)
530℃	1	119	152	17	39
	2	210	160	12	35

　　通過機械性能試驗結果可以看到，閥體材料(530•C)的強度及韌性值僅為12CrlMoV耐熱鋼強度及韌性值的50%以下。該材料在力學性能方面不能達到高溫使用要求。

　　(5)金相組織分析

　　閥體金相組織為：鐵素體+珠光體，晶粒粗大，且存在許多孔洞。

　　母管組織為：鐵素體+珠光體，鐵索體內可見碳化物質點，晶粒較細小。

　　4.分析與結論

　　斷口宏觀觀察及斷口在掃描電鏡下觀察結果表明：裂紋向35鑄鋼擴展的過程及最終斷裂的斜邊，其斷口都具有準解理的斷裂形貌特征，同時在斷裂源區可以看到許多二次裂紋。就是說蒸汽管爆裂時，因焊接缺陷引起的裂紋擴展到一定程度時沿閥體側發生了低應力脆斷。

　　35鑄鋼閥體，除了鑄件本身材質致密性較差(在金相顯微鏡下可見到孔洞)，基體因沒有固溶及析出強化相，其熱穩定性和熱強性較差，所以不能用于530℃的工況條件，更不要說是在其工況條件下長期工作。

　　35鑄鋼閥體的斷裂韌性比CrMo鋼要低，裂紋起源于焊縫，當裂紋長度達到35鑄鋼閥體在350'C時的臨界裂紋長度時，就發生了瞬間的低應力脆斷。

　　綜合上述分析，首鋼電力廠蒸汽母管北側末端閥門爆炸的直接原因為：

　　(1)事故閥門的材質為碳素鑄鋼，該材料的使用不符合國家勞動總局1980年頒發的《蒸汽鍋爐安全監察規程》第四章第37條的有關規定，不能用于工況為540℃的蒸汽母管線上。

　　(2)焊縫存在錯邊、未焊透及夾渣等嚴重缺陷，是產生裂紋源并引發斷裂的原因。

　　(三)預防同類事故的措施

　　1. 嚴格執行有關法規，認真進行檢驗，特別對與竣工圖不一致的管道管件，認真檢查，消除隱患。

　　2. 安裝時，對工藝性管道管件與承壓部件的焊接要給以同等重視。

　　3. 安裝結束后，嚴格執行竣工圖，對工藝性管道管件應當拆除。