摘 要

空气压缩机是非常重要的动力设备，在目前机械化大生产的年代里，无论在煤矿、化工等工业领域，都离不开空气压缩机的使用。随着空气压缩机应用的不断增长，压缩机爆炸事故发生率也有所上升。空气压缩机能否正常工作不仅关系到成产工作的正常进行，而且更关乎工作人员的个人生命安全，一旦发生爆炸事故，由于其内部压力过大，爆炸能量巨大，发生事故的后果不堪设想。现有一空气压缩机的钢瓶发生爆炸，我们进行了现场勘查和取样。由现场所拍照片可见，爆炸完全沿钢瓶的底部纵向焊缝撕开。我们对所取试样的照片进行了宏观分析、爆炸钢瓶启裂区断口的微观金相分析、启裂区断口的扫描电镜分析等研究；结果表明：钢瓶是在使用一段时间后，在存在原始制造缺陷如补焊焊接焊缝、焊接气孔以及线状夹杂物等的焊接部位有限产生了疲劳裂纹，扩展至钢瓶的失稳临界点而后发生爆破的。

关键词：空气压缩机 爆炸 断口分析 金相分析

Abstract

Air compressor is a very important power equipment, in the current era of mechanical production, both in coal, chemical and other industrial fields, can not be separated from the use of air compressors.With the continuous growth of the application of air compressor, the compressor of the explosion accidents also increased. Air compressor can work properly is not only related to the normal production of, and more related

to staff's personal life, once the explosion occurred, due to its internal pressure is too large, a huge explosion energy, the occurrence of accidents lead to disastrous consequences.

Existing air compressor cylinders exploded, we conducted a field survey and sampling. From the scene shot photos can be seen, the explosion along the bottom of the steel longitudinal weld apart.[4] We to take photos of the specimen were macro analysis, cylinder explosion initiation fracture microscopic metallographic analysis, scanning electron microscope analysis of fracture of the crack initiation; results show that the cylinder is in use for a period of time, in the presence of the original manufacturing defects (such as welding seam, weld porosity and linear inclusions, etc.) of the welding parts (advance) the generation of the prior fatigue crack, extended to (cylinder) lost stability critical point and blasting.

Key words: air compressor explosion fracture analysis.

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1空气压缩机爆炸事故分析的国内外发展现状 1

1.1.1爆炸事故预防措施 2

1.2课题的目的及意义 2

1.3 研究内容及方法 3

第二章 金属断裂的基本概念 4

2.1 断裂的分类 4

2.1.1延性断裂与脆性断裂 4

2.1.2 疲劳断裂与静载延滞断裂 4

2.2金属断裂的基本概念 5

2.2.1 断裂力学基本概念 5

2.2.2断裂的表现形式 5

第三章 空气压缩机爆炸断口分析 6

3.1 事故现场的概述 7

3.2爆炸钢瓶样品宏观断口分析 8

3.2.1延性断裂与脆性断裂的确定 8

3.2.2 断口启裂区宏观分析 8

3.3爆炸钢瓶启裂区断口微观分析 11

3.3.1断口微观分析理论知识 11

3.3.2实际样品断口微观分析 13

3.4 结果分析及结论 14

3.4.1 断口观察结果分析 14

3.4.2 结论及建议 16

参考文献： 19

第一章 引 言

1.1空气压缩机爆炸事故分析的国内外发展现状

空气压缩机爆炸事故分析可以从不同的角度入手进行分析。在所查阅的资料中可以发现，有的研究人员着手于对爆炸时的能量折算成多少公斤的TNT来估计爆炸的能量，以及分析造成爆炸事故的原因。他们所用到的估计爆炸能量的方法有：容器的强度分析、爆炸碎片的轨迹分析、窗破坏理论分析等方法交替使用。对于金属材料学的专家而言，则是从爆炸断口出发来进行分析研究的；专家对爆炸断口进行宏观和微观上的全面分析根据断口的特征、形状来解释断

裂过程的机理，并且研究影响其断裂过程的各种因素。断裂力学所研究的结构材料在微观条件下组织是极其复杂的，但断口与微观组织的形貌关系对研究人员在金相、金属物理和断裂学之间架起了桥梁，其实用意义极其深远[1]。

就国内方面而言，润滑油是引起空气压缩机爆炸事故的重要原因。众所周知燃烧与爆炸的必要条件为：燃烧物，助燃剂及燃烧源，三个条件缺少任何一个，都不会发生燃烧或爆炸。导致空压机燃烧或爆炸的燃烧物是润滑油。气缸注油润滑的空压机供给气缸的润滑油大部分由活塞以及油膜的形式沿气缸镜面分布，微小的部分的润滑油通过活塞杆的填料函被导走。绝大部分随压缩机空气流带入排气管线(包括冷却器等辅助设备)。即使是气缸不注油的压缩机，当填料部件工作状态欠佳，尤其是一级气缸填料部件，机身内的润滑油将带进气缸，其数量比注油器的注油量更多。排气管内，在气体的流动和脉动的作用下，润滑油继续向前运动。油层越厚，粘性越小，越容易流动，油膜被气流撕破，掉落的油滴被空气带走，这种情况多在有急剧收缩的锐边处发生。管路中的铁锈和积碳的存在能够吸收润滑油，可能很大程度延缓润滑油的移动过程，但对油层的加厚和积碳的加剧起到促进作用，增大了爆炸燃烧的可能性。除此以外，空压机的爆炸还可能是物理爆炸。即：爆炸时没有燃烧痕迹，无火光，而是因为人为操作不当使压缩机内部的压力超过了许用压力而爆炸。压缩机外壳有的是铸铁等延性较差的材料，当内部超过其承受极限时，在部分位置发生破坏，如：曲轴断裂，整体刚度剧烈降低，发生整体爆炸[4]。

1.1.1爆炸事故预防措施

（1）原因分析：

与积碳有关的爆炸事故分析树[4]：

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