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天然气管道事故和应急 天然气管道事故和应急 第1章 天然气管道事故概述 1、概述 天然气管道事故一般是指造成输送介质从管道内泄漏并影响正常输气的意外事件，主要是管道区段的事故。根据欧、美等国对输气管道事故严重程度的划分标准，事故一般被划分为三类模式，即泄漏、穿孔和破裂。 无论是老管道还是新建管道，在服役期间都存在着各种给管道运行带来风险的因素：施工和材料缺陷、设计缺陷、腐蚀、第三方损伤、地质灾害、误操作等。一旦某个或几个因素造成管道运行失效，就会出现泄漏、爆炸、火灾等情况，带来严重的财产甚至人员生命的损失。 也许我们不能避免事故的发生，但我们可以用科学的手段来减少事故发生的概率；或者在事故发生前，经常组织模拟性的培训、演练，这样帮助我们保持清醒的头脑，在发生事故时能够临危不乱进行指挥和组织抢维修，把财产和人员生命的损失降低到最小。 2、管道事故原因主要是以下方面： (1) 机械损伤造成管体缺陷：施工前和施工中损伤，第三方活动损伤； (2) 焊接缺陷：埋弧焊缝裂纹，电焊钢管沟状裂纹，现场环焊缝未焊透、未熔合； (3) 环境引发腐蚀及开裂：管体、电焊管焊区选择性内腐蚀；土壤、水、溶解气体、杂散电流的外腐蚀；管体、电焊管焊线、埋弧焊熔合线、咬边的氢致应力开裂；pH值偏高、近中性环境，外防腐层脱胶，防腐材料、细菌引发的应力腐蚀开裂；硫化氢应力腐蚀开裂；弯管、环焊缝附近、管体断面突变等流动条件变化导致流体中固相颗粒、液相冲刷腐蚀； (4) 疲劳开裂：由压缩机站附近温度或压力波动引起的开裂； (5) 失稳变形破坏：由土壤移动、地层下陷、水流冲刷、自然灾害等引起失稳变形； (6) 其他：操作失误，内燃烧等。 2.1天燃气管道事故模式图 管体爆炸 接口泄漏 过量变形 材料性能退化 化学爆炸：异常化学反应使压力急剧增加超过强度 密封失效导致接口处泄漏 腐蚀穿孔、穿透的裂纹或冶金、焊接缺陷 过热、过载引起的鼓胀、屈曲、伸长、凹坑以及管体扭曲 蠕变、亚稳定相的相变 损伤脆化 金相组织变化：珠光体球化、石墨化、S相析出长大、渗碳、渗氮、脱碳、回火脆化与敏化、应变失效 氢致损伤：氢腐蚀、氢脆（微裂纹）、堆焊层的氢致剥离 天然气管道主要失效模式 物理爆炸：物理原因（温度、内压）使应力超过强度 疲劳断裂：应力、应变、高温、热疲劳，腐蚀疲劳、蠕变疲劳 脆性断裂：应力腐蚀、氢致开裂、持久（蠕变）断裂、低温脆断 韧性断裂 管体断裂或破裂 气体泄漏 爆炸事故 第三方破坏导致的断裂、破裂 表面损伤、金属损失 电化学腐蚀：均匀腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、沉积物下腐蚀、溶解氧腐蚀、碱腐蚀、硫化物腐蚀、氯化物腐蚀、硝酸盐腐蚀 冲蚀、气蚀 高温氧化腐蚀、金属尘化或灾难性渗碳腐蚀、环烷酸腐蚀 第三方破坏（外来机械损伤）是输气管线的主要失效模式之一 2.2天燃气管道事故事故原因及危害 大量统计资料表明，天然气管道主要失效原因包括运行操作、管理、设计制造、材质劣化、检测维修和外来损伤等方面，具体可归纳如下图： 责任事故 设备事故 运行操作：违反操作规程、介质超标 管理：缺少现代安全管理体系、职工素质教育差 检测维修：严重损伤未能被检测发现或缺少科学评价、不合理的维修工艺（尤其是停工状态的维修） 设计制造：设计缺陷、选材不当、用材错误、存在超标焊接或冶金缺陷、焊接或组装残余应力过大 第三方外来损伤：外来机械损伤、地震、洪水、雷击、大风等 天然气管道主要失效原因总结 由腐蚀、疲劳损伤、磨损等导致的材质劣化 2.3 天然气管道的失效后果 天然气管道的失效后果包括爆炸事故、泄漏事故、火灾、环境污染及造成的人员伤亡和管道运营中断带来的经济效益损失等。 第2章 国内天然气管道事故案例统计 1、天然气管道泄漏及爆炸事故 1.1 外来损伤（人为、地质灾害）导致的事故 （一）施工及其它人为因素造成的破坏 案例1：宁波天然气管道挖断后导致的爆炸事故 时间：2008年12月23日 地点：宁波洪塘工业新区 经过：12月23日晚12点左右，杭甬线天然气管道一号到二号阀室间一条直径813毫米的主要管道突然爆裂，顿时发生了巨大爆炸。管道破裂引发起火后，阀室立刻自动关闭阻断了气源。公安、消防以及管道业主单位浙江省天然气开发有限公司的工作人员赶紧赶到了现场处置。半个小时之后，事故现场基本得到了控制，无人员伤亡，但宁波市区许多工矿企业的供气因这起事故受到影响。 原因：施工时不慎将天然气管道表面挖破，天然气泄漏后遭遇明火爆炸。 教训：施工前，应当对施工地段的天然气管道设施进行标识，对天然气管道做好必要的保护措施。 案例2：沧州天然气管道被挖断后的泄漏事故 时间：2009年12月12日11点 地点：沧州市职业技术学院一栋教学附近 经过：上午11时许，沧州市政公司一项目部在沧州市职业技术学院一栋教学附近施工时挖断天然气管道，正在上课的数百名学生被紧急疏散。事故发生后，当地政府和沧州燃气总公司及时启动应急案处置方案，展开修复工作。 原因：施工过程中，挖断了天然气管道。 教训：在天然气管道附近施工，应当提前标定出天然气管道的位置，对天然气管道做好必要的保护措施。 案例3：宜宾南岸柑子园街工程施工挖断天然气管道事故 时间：2008年10月9日下午4点35分 地点：南岸柑子园街支线道路 经过：2008年10月9日下午4点35分左右，南岸柑子园街支线道路发生一起严重事故：负责该道路改造施工的工程队不慎将埋于路面地下的天然气管道挖断。由于周围全是居民区，天然气的大量泄漏给附近居民生命财产安全带来极大隐患，情况十分危急！所幸因相关部门急救措施得当，天然气泄漏事故很快得到控制，未造成人员伤亡和群众财产损失,但是造成数千用户停气数天。 据了解，事故发生后，工程队立即停止施工，并立即向天然气公司和工程单位报告。不久，天然气公司工作人员赶到后，立即切断了向该处的供气通道，并对靠近气体泄漏初的居民进行疏散，同时彻查附近有无火源等，防止再次发生意外事故。一不知情的过往行人拿着点燃的烟行至路口，便立即被天然气公司和工程队的人员制止，但仍让附近的居民受到一定惊吓。一负责人称，造成天然气泄漏的原因在于工程队野蛮施工。负责工程现场施工的一管理人员称，被挖断的天然气管道埋得不够深，离路面只有20厘米左右，挖掘机一挖就把它挖断了。记者向在场围观的部分居民核实，他们也称天然气管道离路面只有20到30厘米，埋得太浅。事故使得周围数千户居民遭受数日停气之苦。 教训：施工前，应当对施工地段的天然气管道设施进行标识,天然气管道埋深应达到一定深度。 案例4：呼和浩特天然气管道被挖断导致的泄漏事故 时间：2009年11月21日13时26分 地点：呼和浩特市新城区兴安北路邮电小区附近 经过：2009年11月21日13时26分，呼和浩特市消防支队接到群众报警称，位于新城区兴安北路邮电小区附近,由于现场施工不当造成天然气管道破裂发生泄漏，情况十分危急。接到报警后，支队立即出动辖区特勤一中队8辆消防车、42名官兵赶赴事故现场，同时调派消防三中队、四中队、特勤二中队的5辆消防车、35名官兵进行增援。辖区消防官兵到场后，经侦查发现由于天然气管道内压力很大，大量天然气从开裂的管道处喷涌而出，并伴着“哧哧……”的声响迅速向四周扩散蔓延。了解现场情况后，消防指挥员立即命令一组官兵对周边地区设置警戒线，防止无关人员、车辆进入危险区域，并使用带架水枪设置水枪阵地驱散泄漏气体。同时由二组官兵组成救援小组,从泄漏区西侧破拆围墙开辟逃生通道,在动员所有住户消除一切火种的同时，迅速组织引导群众向安全地带疏散。与此同时，支队指挥中心迅速联系公安、交警、电力、燃气公司相关人员到场协助抢险。一个小时之后，救援人员将现场周围的近千名群众成功疏散，并通过电力部门暂停周边区域的供电，同时交警部门将附近路段予以封闭。随后在消防官兵的配合下，燃气公司抢修人员经过1个小时的紧张处置，成功将天然气泄漏处封堵。17时52许，消防官兵在确认现场无安全隐患后返回。此次天然气泄漏事故由于处置及时，没有造成大的事故和人员伤亡。 原因：现场施工不当造成天然气管道破裂并发生泄漏。 教训：在天然气管道附近施工，应当提前标定出天然气管道的位置，对天然气管道做好必要的保护措施，以防止施工时破坏管道。 （二）地质、气候灾害造成的破坏 案例1：西安市雁塔区天然气泄漏爆炸事故 时间：2006年1月1日 地点：西安市雁塔区青松路一家研究所家属区 经过：2006年1月1日晨4时45分，西安市雁塔区青松路一家研究所家属区发生天然气泄漏事故，引发局部爆炸，造成8人受伤。1月1日凌晨，西安市雁塔区青松路西八里村附近传出一声巨大的爆炸声，惊醒了睡梦中的居民。爆炸发生在西安一研究所家属区，这家小区天然气管道地下阀门泄漏导致了爆炸。阀门位于1号楼和2号楼之间的一个天然气井内，与其只隔一堵墙的西八里村四栋民房受损严重，8人受伤，其中两人烧伤严重，其余伤者均是被气浪烧伤和爆炸时掀起的硬物砸伤。运行。经检查，发生事故的部位，管道(管壁厚度12mm，管材X70的直缝双面埋弧焊管)沿轴线方向裂开21.9 m，起裂部位在一道环形焊口上游方向约1 m处，分别向上、下游各延伸10 m止住。爆裂部位当时的运行压力大约8.322 MPa，该事故造成管道停运3天，更换管道长56 m，大火烧掉天然气约9910000立方米，更换管道后清扫又用掉天然气368000立方米。 原因：地质运动而致使天然气阀门脆性断裂。 案例2：西南山区某输气管道水流冲击导致的事故 时间：1998年8月初 地点：西南山区 经过：国内某输气管线的一个穿越段因山洪爆发，冲毁了水工保护工程，水流掏空了河道中部管道上方覆盖层和下方河床，水流冲击导致穿越段河道中部的UOE钢管弯曲，局部严重膨胀变形，以致膨胀变形处发生疲劳破裂，发生天然气泄漏，破裂裂纹从膨胀变形内表面褶皱处萌生。。 原因：水流冲击导致穿越段河道中部的UOE钢管弯曲，局部严重膨胀变形，以致膨胀变形处发生疲劳破裂。 案例3：陕京输气管道山洪爆发造成破裂漏气事故 事故概况： 1997年建成投产的陕京输气管道，全长约800 km，管径为660 mm，管道设计压力为6.4 MPa，管道材质为X60，设计输量为30×108 m3／a，管道防腐采用阴极保护加3PE外防腐层的联合保护方法。1998年8月1日，由于陕西省府谷县突降大雨，新城川爆发山洪，洪水夹带泥石，冲刷257号桩附近新城川穿越段河床，冲毁穿越管道上部混凝土保护层，并造成管道，这次事故造成管道停输66 h。 事故原因： 主要是水毁，其次是施工时管道没有埋人基岩。新城川平时是于河，水量较少，但暴雨过后水量剧增，上游带泥石直冲而下，冲毁加重层，对管道造成破坏，数吨重的混凝土块被冲到了300 m远的下游。 发生事故的地方河川坡度大，洪水近乎泥石流，穿越处2 m以下为基岩，混凝土直接浇铸在管体上，没有与基岩形成一体，洪水冲毁混凝土覆盖层后加大了对管体的载荷和冲击力，造成管道破坏。 案例4：重庆市二郎立交桥天然气管道爆裂事故 时间：2007年1月9日 地点：重庆高新区二郎立交桥下穿道出口处 经过：2007年1月9日，重庆立交桥下两根天然气主管道压爆，致使天然气狂泄近半个小时，约30万人无气可用。1月9日11时30分，在建的重庆高新区二郎立交桥下穿道出口，一段长约20m的土质护坡突然大面积塌方，将紧靠坡边的两根天然气主管道压爆，天然气便冲天而起，乌黑的气柱近10m高，“哧哧”作响，震耳欲聋。现场大量泥块乱溅，所幸无人员伤亡，直接损失在14万元以上。 原因：土质护坡突然大面积塌方，将紧靠坡边的两根天然气主管道压爆，致使天然气泄漏。 教训：施工单位应当按要求做水泥护坡、用护板挡土或用砖块垒成支撑墩，以保护输气管道不受破坏。 1.2由腐蚀导致的事