《材料力学》课程教学课件（参考资料）49个螺栓与75条人命.doc_大学文库

49个螺栓与75条人命 —“萨阳舒申斯克水电站惨案启示之口黄源芳 2009-12-14 8月17日发生在俄罗斯萨阳-舒申斯克水电站的惨案己经过去2个半月，当时震惊世界的新闻，早已被随后发生的美国三英里岛核泄漏事件、印度核电站工作人员受核辐射事件、黑龙江鹤岗煤矿瓦斯爆炸事件等国际能源重大事故所掩盖，“新闻”已成“旧闻”，人们早己淡忘了。可是，作为参与世界最大水电工程技术研究和工程实施的一员，对当年我们研究和类比过的，解体以前的苏联和现在的俄罗斯最大的水电站一一舒申斯克发生的惨案，就像核电技术工作者终生不会忘记美国宾州三英里岛1979年核电站事故和1986年苏联切尔诺贝利核电站的惨案一样，终身不会忘记在大水电站大水电机组上发生的“机毁人亡”的惨重案例。 2009年8月17日当地时间早上8时13分，一座拥10台 64万千瓦机组的巨型水电站，响起一声闷雷，一道冲天水柱升起，随后的67分钟里，发生了世界水电站最大的慘案，伴随着进水口闸门紧急落下，昔日欢声笑语的电厂，变得死一般寂静。正在担负电网440万千瓦负荷的大电厂，电站出力在8时13分25秒瞬间变为零。3台64万千瓦的机组严重毁坏，其余7台受到重创。在后来救援的日子里，发现当时正在电厂工作的300多名员工，有75名不幸遇难。在突发事故发生时，这些正在电站“深井”里工作的钳工、木工、车工、油漆工，这些正在为白色大理石厂房清扫的保洁工，还有在现场担负技术指导工作的工程师、责任工程师，他们的脚步跑不过冰冷水流淹没的速度，有的就倒在运货的电梯口旁，有的卡在升到半程的电梯里，有的来不及跑，就在工作设备旁殉职了。世界各路媒体纷纷猜测事发原因，水电行业的工程师们用当今的知识和技术手段，力图“复原”惨案的演变过程。人们从互联网上出现的现场照片，一致认定了电厂内的2号机组是事发的严重受害者，又是衍生惨案的“元凶”。人们惊奇地发现，躺在2号机坑内的油混水中的“一串”机件，除了通常

4 9 个螺栓与 75 条人命 ——“萨阳-舒申斯克水电站”惨案启示之一 □ 黄源芳 2009-12-14 8 月 17 日发生在俄罗斯萨阳 - 舒申斯克水电站的惨案已经过去 2 个半月，当时震惊世界的新闻，早已被随后发生的美国三英里岛核泄漏事件、印度核电站工作人员受核辐射事件、黑龙江鹤岗煤矿瓦斯爆炸事件等国际能源重大事故所掩盖， “新闻 ”已成 “旧闻 ”，人们早已淡忘了。可是，作为参与世界最大水电工程技术研究和工程实施的一员，对当年我们研究和类比过的，解体以前的苏联和现在的俄罗斯最大的水电站 ——舒申斯克发生的惨案，就像核电技术工作者终生不会忘记美国宾州三英里岛 1 97 9 年核电站事故和 1986 年苏联切尔诺贝利核电站的惨案一样，终身不会忘记在大水电站大水电机组上发生的 “机毁人亡 ”的惨重案例。 2 00 9 年 8 月 1 7 日当地时间早上 8 时 1 3 分，一座拥 1 0 台 6 4 万千瓦机组的巨型水电站，响起一声闷雷，一道冲天水柱升起，随后的 6 7 分钟里，发生了世界水电站最大的惨案，伴随着进水口闸门紧急落下，昔日欢声笑语的电厂，变得死一般寂静。正在担负电网 4 40 万千瓦负荷的大电厂，电站出力在 8 时 1 3 分 2 5 秒瞬间变为零。 3 台 64 万千瓦的机组严重毁坏，其余 7 台受到重创。在后来救援的日子里，发现当时正在电厂工作的 3 00 多名员工，有 75 名不幸遇难。在突发事故发生时，这些正在电站 “深井 ”里工作的钳工、木工、车工、油漆工，这些正在为白色大理石厂房清扫的保洁工，还有在现场担负技术指导工作的工程师、责任工程师，他们的脚步跑不过冰冷水流淹没的速度，有的就倒在运货的电梯口旁，有的卡在升到半程的电梯里，有的来不及跑，就在工作设备旁殉职了。世界各路媒体纷纷猜测事发原因，水电行业的工程师们用当今的知识和技术手段，力图 “复原 ”惨案的演变过程。人们从互联网上出现的现场照片，一致认定了电厂内的 2 号机组是事发的严重受害者，又是衍生惨案的 “元凶 ”。人们惊奇地发现，躺在 2 号机坑内的油混水中的 “一串 ”机件，除了通常

可理解的水轮机大轴、转轮、发电机转子等转动部件外，竞还有机组的承重部件顶盖和支持在顶盖上的发电机推力支架等固定部件。像这“一串“部件中的顶盖，本应在水下静默工作，却从原来位置与浇灌在混凝士内的部件一一座环脱开了，窜升10米左右倒在发电机层楼板上： 64万千瓦水轮机的顶盖，用49个螺栓紧固在水轮机座环上。综观近200年水轮机的发展史，还没有发生过大水电机组的顶盖，能觞脱离座环的束缚，独自凌空飞起的离奇事故就是这个“离奇”，竟使人们不能相信这是事实！然而，“事实胜于雄辩”，现场拍摄的图片证实了这一点，俄罗斯当局发布的技术原因报告也肯定了这是事实。那么，将顶盖和座环紧固在一起的49个螺栓螺母，为什么“不作为呢2 更为可怕的是，事故发生后的调查、取证、试验、检验确认了49个螺栓确是没有起到“联结紧固”的作用，并且正由于此，衍生成为重大惨案的关键之一 49个螺栓螺母的设计没有问题，使用的材料合乎标准。否则很难解释为什么只有2号机的顶盖“飞出”，其余9台机组的还“坚守岗位”原地不动。螺栓的制造质量有问题吗？“技术原因报告”说，没有认定是废品。那么，是安装（或拆卸检修后回装）的质量不合格吗？对49 个螺栓螺母的目测发现，有6个螺栓上并无蝶帽断裂的痕迹，这表明事故发生时这6个螺栓是没有螺帽紧固的。通伦一点说，这些螺栓根本就没有套上螺母！是运行有问题吗？是的。经肉眼检查2号机组49个顶击紧固螺栓，其断口可分为2个区域：镀劳断口区和彻底破坏区。通俗地说，其断口分为“旧伤”和“新伤”两部分 “旧伤”就是“疲劳破坏”。螺栓破坏的主要原因是经过20 多年运行后疲劳裂缝的发展，这些镀劳裂缝起自螺槽内表面。无损检查发现，螺槽表面有很多疲劳裂缝状的缺陷，这些裂缝状缺陷均是不能容许的，因为它们是螺栓破坏发展的起源，会降低这些零件的强度和承载能力，以及降低可拆的连接结构的整体承载能力。对49个螺栓的断口逐个检验后发现，有41个螺栓螺纹断裂的麦劳断口面积平均达64.9%。断▣面积占螺栓面积70% 以上的螺栓有14个，甚至有8个螺栓断口断裂面积超过 90%!也就是说，螺栓已完全失去承载能力。用探伤方法检

可理解的水轮机大轴、转轮、发电机转子等转动部件外，竟还有机组的承重部件顶盖和支持在顶盖上的发电机推力支架等固定部件。像这 “一串 ”部件中的顶盖，本应在水下静默工作，却从原来位置与浇灌在混凝土内的部件 ——座环脱开了，窜升 1 0 米左右倒在发电机层楼板上！ 6 4 万千瓦水轮机的顶盖，用 4 9 个螺栓紧固在水轮机座环上。综观近 20 0 年水轮机的发展史，还没有发生过大水电机组的顶盖，能够脱离座环的束缚，独自凌空飞起的离奇事故。就是这个 “离奇 ”，竟使人们不能相信这是事实！然而， “事实胜于雄辩 ”，现场拍摄的图片证实了这一点，俄罗斯当局发布的技术原因报告也肯定了这是事实。那么，将顶盖和座环紧固在一起的 49 个螺栓螺母，为什么 “不作为 ” 呢？更为可怕的是，事故发生后的调查、取证、试验、检验，确认了 4 9 个螺栓确是没有起到 “联结紧固 ”的作用，并且正由于此，衍生成为重大惨案的关键之一。 4 9 个螺栓螺母的设计没有问题，使用的材料合乎标准。否则很难解释为什么只有 2 号机的顶盖 “飞出 ”，其余 9 台机组的还 “坚守岗位 ”原地不动。螺栓的制造质量有问题吗？ “技术原因报告 ”说，没有认定是废品。那么，是安装 (或拆卸检修后回装 ) 的质量不合格吗？对 4 9 个螺栓螺母的目测发现，有 6 个螺栓上并无螺帽断裂的痕迹，这表明事故发生时这 6 个螺栓是没有螺帽紧固的。通俗一点说，这些螺栓根本就没有套上螺母！是运行有问题吗？是的。经肉眼检查 2 号机组 49 个顶盖紧固螺栓 ,其断口可分为 2 个区域 :疲劳断口区和彻底破坏区。通俗地说，其断口分为 “旧伤 ”和 “新伤 ”两部分。 “旧伤 ”就是 “疲劳破坏 ”。螺栓破坏的主要原因是经过 2 0 多年运行后疲劳裂缝的发展，这些疲劳裂缝起自螺槽内表面。无损检查发现，螺槽表面有很多疲劳裂缝状的缺陷，这些裂缝状缺陷均是不能容许的，因为它们是螺栓破坏发展的起源，会降低这些零件的强度和承载能力，以及降低可拆的连接结构的整体承载能力。对 49 个螺栓的断口逐个检验后发现，有 4 1 个螺栓螺纹断裂的疲劳断口面积平均达 64. 9％。断口面积占螺栓面积 7 0％以上的螺栓有 14 个，甚至有 8 个螺栓断口断裂面积超过 9 0％！也就是说，螺栓已完全失去承载能力。用探伤方法检