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江苏某7000吨储油罐罐体开裂原因司法鉴定【倒塌事故】

2013年1月31日凌晨,江苏省某市一过船港务油罐区发出一阵巨大的轰鸣声,伴随着轰鸣声的是储量为7000吨的储油罐T804号轰然坍塌,罐内储存的油品一瞬间倾泻而出,当场造成2死3伤的重大安全事故;在倒塌储油罐的强劲冲击波之下,周围的4个储油罐和港务区墙体也造成不同程度的移位和倾倒。华碧司法鉴定所火线受命对这起重大安全事故进行鉴定。


华碧[2013]物鉴字第***号
委托单位:江苏省某市安全监督管理局

7000吨储油罐轰然倒塌,华碧司法鉴定所火线受命

    2013年1月31日凌晨,江苏省某市一过船港务油罐区发出一阵巨大的轰鸣声,伴随着轰鸣声的是储量为7000吨的储油罐T804号轰然坍塌,罐内储存的油品一瞬间倾泻而出,当场造成2死3伤的重大安全事故;在倒塌储油罐的强劲冲击波之下,周围的4个储油罐和港务区墙体也造成不同程度的移位和倾倒。

     事件发生后,该市安监局有关领导亲自督查此事,并亲自将咨询电话打到了华碧司法鉴定所,咨询华碧能否鉴定此次储油罐倒塌的安全事故,特别是对于涉案储油罐的材料与焊缝是否符合国家质量标准进行鉴定。华碧的鉴定专家组在初步了解案情后,第二天即赶赴事发现场参加专家组会议,了解事发经过及现场初步了解。

      从现场的专家组会议返回华碧司法鉴定所后,华碧司法鉴定迅速成立了专案小组,并在内部组织召开了预案会议,安排相关技术人员2月4日启程赶往现场进行正式勘察,并要求焊切割工人与设备到场、吊车、千斤顶等辅助工具到场、消防队到场、涉案单位及安监单位全部到场确认。此时,距离储油罐倒塌刚好是第三天。

    2月5日这一天,除了涉案单位储油罐承建方外,其他单位全部到场:包括该市安监局、XX港务、开发区管委会等有关领导。华碧当场与该市安监局签订鉴定协议,并安排焊切割人员现场对检材进行取样;这一天,华碧的鉴定专家们冒着现场浓烈的油味和随时可能被二次坍塌掩埋的危险,钻掩体,下油坑,钻到涉案储油罐的底部进行仔细的取样与勘查,同时进行现场笔录。

    在储油罐倒塌现场的保安同志对华碧的周工程师说:你是第一个到这里(被掩埋的部份罐基)来的人!


    2月6日继续在现场进行取样,取样工作一直持续到下午18:00结束;22:00涉案相关检材进入华碧实验室;紧接着的,是一连串紧张又细致的鉴定实验与验证工作。

 

专业鉴定初出结论,有限元模拟进一步验证

鉴定过程时非常复杂又极其专业的。首先对检测特别是焊缝进行材质分析和力学性能测试。结果发现:涉案罐体焊缝不符合国家相关标准,以及涉案罐体焊缝的焊接型式不符合标准。并且鉴定出涉案罐体材料成份符合国家标准,至于力学性能测试和开裂原因验证还需要进一步的实验结果。
在进行开裂原因分析时,发现储油罐底部壁板是断裂的起始点,这个起始点上有明显的人字纹。手工焊接由此反推,人字纹的箭头指向一直向上,指向第二圈纵缝处,我们对这个纵缝焊接位置进行鉴定分析,发现整条没有焊透,继续向上查找,发现环缝有5m未焊透,焊缝的有效截面积不及母材厚度的一半,还有夹杂一些气孔等现场。
不仅如此,华碧鉴定专家组还进行了有限元模拟,模拟一种理想状况下,装满油的储油罐应力集中于环缝和总疯掉交缝处,底板与壁板的夹缝处也是应力集中区域。然后改变集中假设条件,当纵缝的焊缝变大时,超过了储油罐钢板的抗拉强度;这样的模拟变相佐证了应力会随着焊接缺陷的增加而迅速增大;同时,对储油罐其他位置所取焊缝样品进行X光拍片,结果显示为四级片(最差等级),有未焊头、夹渣和微裂纹。因此,进一步验证了储油罐焊缝的质量是引起此次重大安全事故的罪魁祸首。


动画模拟


罐底壁板
现场图片
现场图片
现场图片1
现场图片

储油罐现场勘验和样品外观
图1:现场勘验和样品外观代表性图片

涉案罐体底圈壁板断裂处
图2:涉案罐体底圈壁板断裂处

焊缝宏观分析
图3:焊缝宏观分析代表性图片

弯曲试验
图4:弯曲试验代表性图片

底圈壁板断裂处断口微观分析
图5:底圈壁板断裂处断口微观分析代表性图片

底圈壁板断裂处断口金相组织

底圈壁板断裂处断口金相组织1

底圈壁板断裂处断口金相组织2
图6:底圈壁板断裂处断口金相组织观察代表性图片

未焊头尺寸量测
第二圈壁板纵向焊缝断裂处断口宏观分析
图7:第二圈壁板纵向焊缝断裂处断口宏观分析代表性图片

第二圈壁板纵向焊缝断裂处断口金相组织观察
图8:第二圈壁板纵向焊缝断裂处断口金相组织观察代表性图片

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