失效分析可用于所有的運轉設備,尤其是重要的設備,承壓設備的鍋爐、壓力容器和壓力管道更為需要,而鍋爐則不可或缺特別需要。
我國鍋爐失效分析始于20世紀50年代中期,是由1臺低壓工業(yè)鍋爐苛性脆化爆炸引發(fā)的,由原勞動部的聘請專家示范進行。領導部門的重視和鍋爐安全運行的需要,使其得以大發(fā)展。
①失效分析技術主要內(nèi)涵。失效分析技術是學識、經(jīng)驗和思辨能力的加和,是福爾摩斯的偵察技能用于設備失效研究的方法。少年時代聽老輩人講的一個故事對我影響至深:據(jù)說有個外國人辦的發(fā)電公司中,最大的1臺發(fā)電機出了故障,一位專家默察良久后索價1萬美元將其修復。“發(fā)電機一響,黃金萬兩”,1萬美元絕對是筆巨款,但老板更會算經(jīng)濟賬,當即答允。專家隨即準確地說明故障原因、指出故障部位,并傳授修復方法。事后告訴周圍人士,修復費用也許只值1美元,但是憑借自身知識經(jīng)驗迅速解決問題,避免了發(fā)電機被燒毀,則不止值1萬美元。這就是知識就是財富的道理。設備的失效分析有點像刑警兼化驗員雙重身份的工作。它憑借失效部位所處環(huán)境,根據(jù)(鍋爐)內(nèi)部介質成分,考察失效特征,做出判斷。
②失效分析工作的作用。這項工作,既能防止失效設備事故擴大,又可以避免同類設備、相同材料和相似介質中再發(fā)生同類故障,這是其主要作用。
③失效分析工作方法。仍以鍋爐的苛性爆炸為例,它是鍋爐材料(碳鋼)在運行應力之外具有附加應力,受到強堿腐蝕作用而產(chǎn)生的晶間腐蝕破壞。1950年BETZ公司的《水處理手冊》已有報導,并有失效鍋筒的照片。前蘇聯(lián)專家則對具體的事故鍋爐有深入分析,指出該田熊式鍋爐存在結構缺陷,膨脹受限,在運行中具有接近屈服點的應力,鍋爐水相對堿度≥0.4,游離氫氧化鈉超過10mmolL,使該鍋爐發(fā)生爆炸。應力和腐蝕作用的加和后果超過了兩者單獨作用破壞力的幾倍、十幾倍。
進行失效分析,找出失效原因,避免相同的故障再次發(fā)生和不斷發(fā)生,只是失效分析的部分內(nèi)容,更重要的是提供行之有效的防治措施和推廣應用,以杜絕同類事故的發(fā)生。
對付鍋爐苛性脆化的方法是:詳細檢查可以產(chǎn)生熱應力的部位并加以消除,從水質上采取處理措施,使相對堿度<0.2,如果無法達到,投加硝酸鈉緩蝕,使其含量大于或等于氫氧化鈉含量的40%。安裝苛性脆化指示器,可以知道對苛性脆化腐蝕的控制消除程度。失效分析的成果必須通過宣傳擴展,才能真正起到亡羊補牢的作用。在某棉紡廠鍋爐爆炸事故被查明之后,首先是對天津市某電廠的另1臺同型號鍋爐和濟南某電廠的2臺同型號鍋爐進行徹底檢查,在確知尚無晶間腐蝕危險后,分別采取水質處理措施監(jiān)視運行。在主管領導的重視支持下,對所屬26個電廠的上百臺鍋爐進行了苛性脆化跡象的檢查和相應的水處理。
這一典型失效分析方法被反復使用著,由此,發(fā)現(xiàn)和防止了鍋爐的堿腐蝕失效;在鍋爐補充水改為化學除鹽水后,又發(fā)現(xiàn)和進行著防止酸腐蝕失效的工作??列源嗷氖Х治龊推浜髩A腐蝕的失效分析,以及再后來酸腐蝕的失效分析,沿襲著相同的工作方法。即確認腐蝕