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        管道燃气泄漏原因分析

          一、前 言

          随着经济的发展和人民生活水平的提高,城市和工业用燃气日益广泛。据统计,我国许多城市的气化率已达到80%,基本接近于日本、美国、香港和台湾等发达国家和地区的水平。管道输送是燃气输配的主要方式,燃气虽然是一种洁净卫生、使用方便的能源。?#27426;?#23427;?#35789;?#19968;种极其危险的气体。如果管理不善或使用不?#20445;?#19968;旦泄漏,将会给人们带来灾难,使人中毒、甚至?#21171;觥?#20363;如,山东济南市95年“1.3”电缆?#24403;?#28856;事故,造成2.2公里的电缆?#24403;?#25703;毁,7辆汽?#24403;輝一擔?9人受伤,13人?#21171;觥?#20107;后专家鉴定事故的原因是由于地下燃气管道?#23631;眩?#23548;致燃气窜入电缆沟,遇明火引起了爆炸。从这个案例我们可以看出,地下燃气管道故障存在极大的火灾危险性,我们对这些事故原因进?#27844;?#32435;、分析,对泄漏点的查找,火灾原因的认定以及今后的防火工作将起到积极的作用。

          二、燃气的火灾危险性

          城市民用燃气和工业用燃气是由几种气体组成的混合气体,其中含有可燃气体和不可燃气体。可燃气体有碳氢化合物、氢和一氧化碳;不可燃气体有二氧化碳、氮和氧等。

          燃气的种类很多,主要有天然气、液化石油气、人工煤气。天然气的主要成份是甲烷,液化石油气的主要成份是丙烷、丁烷,均不含有毒的一氧化碳,泄漏后相?#21592;?#36739;安全,但天然气和液化石油气热值高,燃烧时注意提供足够的空气,否则燃烧后易产生一氧化碳,在密闭不通风的环境下容易导致人身中?#20928;?#32570;氧窒息,人工煤气的主要成份为一氧化碳与氢气,泄漏后易导致人身中毒事故,所以要严防泄漏;纯天然气的爆炸极限为5%~15%,人工煤气爆炸下限为5%左右,上限?#35805;?#22312;40~70左右,最高可达70%,液化石油气的爆炸极限为1.5%9.5%,三种燃气的爆炸下限都很低,泄漏与空气混合后浓度易达到爆炸下限形成爆炸性混合气体。

          通过分析管道燃气的特性,我们可以看出它们存在下面一些火灾危险性:

          (一)易扩散性

          扩散性是指物质在空气中以及其它介质中的扩散能力,管道燃气的扩散能力取决于密度和扩散系数两个重要因素。从理论上讲,管道燃气的扩散能力越强,火势蔓延就越快,火灾燃烧面积相应扩大,火灾波及的范围也越大。表2—6—1列出了两种燃气的密度和扩散系数。

          表2—6—1燃气的密度和扩散系数

          燃气名称天然气煤气

          密度0.550.90

          扩散系数0.1960.184

          (二)易燃烧性

          管道燃气易于燃烧的主要原因:一是气态,经过燃烧的历程少;二是管道燃气的最小点火能?#24247;?三是它们的火焰传播速度较快。表2—6—2列出了两种燃气的点火能与火焰传播速度:

          表2—6—2天然气与煤气的火焰传播速度和最小点火能量

          燃气名称天然气煤气

          火焰传播速度(m/s)0.670.7~3.1

          最小点火能量(mj)0.280.20

          (三)易爆炸性

          在管道燃气火灾事故中,约有?#35805;?#20197;上都是首先由爆炸引起燃烧的,?#23548;?#35777;明,爆炸极限越宽,火灾危险性越大;例如,天然气的爆炸极限为5%~15%,焦炉煤气5%~36%,发生炉煤气20%~74%,水煤气6%~72%,因此,它们的火灾危险?#30776;来?#22686;?#21360;?/p>

          三、管道燃气泄漏原因分析

          管道燃气泄漏的原因很多,也很复杂,归?#21892;?#26469;主要有:生产制造、安装施工、使用、安全管理?#29123;?#20010;方面的原因。

          (一)生产制造方面的缺陷

          燃气管道在生产制造过程中,可能产生各种各样的缺陷,尤其是铸铁管更为?#29616;兀?#25152;以,在这里着重介绍铸铁管在生产制造方面可能发生的缺陷。

          1.气孔

          气孔产生在铸件表面或内部。形状有圆的、长的?#23433;?#35268;则的,有单个的,也有聚集?#21892;?#30340;,气孔的内部都很光滑,颜色为白色或一层暗色。

          气孔的存在会引起管道的局部应力集中,诱发裂纹,为今后的燃气泄漏事?#20107;?#19979;隐患。

          2.缩孔与缩松

          缩孔与缩松是由于铸件中液体金属凝固时所产生的体积收缩,得不到足够的金属液补充而造成的缺陷。

          缩孔产生在铸件内部,形状不规则,孔内粗糙不平,晶粒粗大。

          缩松在铸件内部呈细小、分散状分布,它聚集在一处或多处,晶粒粗大,各晶粒间有很小的孔眼,水?#25925;?#39564;时会渗水。

          3.裂纹

          按产生裂纹的温度不同,可分为热裂和冷裂、热裂是在高温下产生的,其裂开处的表面被?#29616;?#27687;化,裂纹沿晶界通过,呈弯曲形;冷裂是在较低的温度下形成的,其裂缝表面未被氧化,裂纹穿过晶粒呈直线状。裂纹产生的基本原因是由于铸件在冷?#35789;?#25910;缩大,且不均匀,使铸件产生很大的内应力,当这种内应力超过铸件本身的强?#29123;?#38480;时便会产生裂纹。由于裂?#39057;賈率?#25925;的案例也有,如济南“1.3”爆炸事故,其泄漏就是因为”脆性裂纹”所致,造成裂纹的原因是铸造缺陷,管基有石块以及受动静载和温度变化诸方面因素造成的。

          (二)安装施工缺陷

          在燃气管道的安装施工过程中,可能产生一些缺陷,比如说,工人的安装技术水平、焊接质量等等。目前我国燃气管道按管材分主要有铸铁管、钢管、塑料管,不同材质的管道在安装施工的过程中连接的方式也不相同。其中钢管?#35805;?#37319;用焊接方式连接,根据对燃气火灾的统计,得知有很大一部分泄漏事?#35270;?#31649;道的焊接质量?#27844;亍?#20363;如:1997年12月7日,济南市南郊郎茂山地区正在使用的燃气主管道发生泄漏(输送50%液化石油气与50%空气的混合气),焊缝中存在的焊接缺陷是造成燃气泄漏的主要原因。该管道在施工中,执行焊接工艺不严格,未能准确的把握好焊口的组对间隙,造成焊缝根?#31354;?#22280;未焊透深约3mm,这一缺陷减小了焊缝的有效壁厚,?#25191;?#25104;了应力集中源的存在,所以在经过?#27426;问?#38388;的运行后,焊口断?#35328;?#25104;泄漏。

          管道焊接缺陷主要有以?#24405;?#31181;:

          1.焊缝的外部缺陷

          外部缺陷位于焊接接头的表面,用肉眼或低倍放大镜就可以看到。

          (1)焊缝尺寸不符合要求

          这类缺陷主要表现有以?#24405;?#31181;:

          a.焊缝表面粗糙,鱼鳞纹不整齐。

          b.焊缝宽度太宽或太窄。

          c.焊缝余高过高即焊缝上熔焊金属?#35757;?#36807;高或焊缝未被熔焊金属填满。

          (2)咬边

          咬边是由于电弧将焊缝边?#31561;?#21270;后没有得到熔敷金属的补充而在焊缝和母材之间留下的缺口。过深的咬边不但会减弱焊接接头的强度,更重要的是,咬边造成的应力集中有可能成为疲劳破坏的发源地。

          (3)弧坑

          弧坑是指焊缝收尾处的下陷现象弧坑的存在往往使该处强?#29123;?#24369;。

          (4)烧穿

          烧穿是熔化焊中的一种常见的缺陷。其产生的主要原因是对焊件的加热过甚。

          2.焊缝的内部缺陷

          (1)未焊透

          母材与熔敷金属之间或母材之间局?#35838;?#29076;合的现象称为未焊透,边缘未焊透和层间未焊透等。未焊透不仅使焊缝强度削弱,更重要的是,它有一个如矩形的缺口,会引起?#29616;?#30340;应力集中,容易诱发裂纹使构件破坏。因此在构件中发现未焊透缺陷,必须铲除,重新补焊。

          (2)气孔

          在焊接过程中,由于焊缝金属中的气体未充分逸出,而在焊缝金属内部或表面形成的孔穴称为气孔。

          (3)?#24615;?/p>

          在焊缝金属内部或熔合线上存在的非金属夹杂物称为?#24615;?/p>

          气孔和?#24615;?#30340;存在,减少了焊缝的截面,削弱了焊缝的静拉伸强度。

          (三)使用过程的缺陷

          燃气管道在运?#27844;?#31243;中会受到外界因素的破坏,主要包括人为方面的破坏和自然环境的腐蚀作用。

          1.人力方面的因素

          (1)外界交叉施工造成燃气管道破坏。

          据?#27844;?#20154;士介绍,由违?#29575;?#24037;造成燃气管道破损引起的事故约占事?#39318;?#25968;的50%左右。另据调查,上海市近十年发生20起由于燃气管道泄漏爆炸造成的人员伤亡事故,除一起属腐蚀外,其余19起均是由于外界施工破坏引起的。有资料报道:由其它工程施工对燃气管道的损坏和破坏引起的管道爆炸事故,占燃气管道事?#39318;?#25968;的60%以上。

          我国城建系统内大约有城市燃气管道3万公里,由于地下管线没有统一规划,各自为政,管理涉及的部门较多,难于协调,所以在外界施工的同?#20445;?#26377;损坏燃气管道的现象。例如,1994年11月22日,湖北武汉市汉口威格大厦工地因基础开挖,引起地面局部裂陷,造成地下煤气管道开裂,外泄煤气10万立方米,幸亏当地?#27844;?#37096;门采取有效措施,才避免了一起爆炸事故的发生。这类事故国外也有,例如:。1995年4月28日上午7时30分,韩国的大邱市地铁工地发生煤气爆炸事故,?#21171;?#21463;伤180人。据调查原因是一位工人不慎将埋设地下1.7m深的煤气管道钻出?#26412;?#20026;80mm的洞,高压煤气窜入相邻的雨水排放管道遇汽车火花导致爆炸。

          (2)违章建筑占压燃气管道日趋?#29616;亍?/p>

          一些单位和个人受经济利益驱使,常常忽视安全管理,看见街道两?#26434;?#31354;地,就审批搞“三产”、摆摊点、建市场,尤其是一些新兴的专业市场和新建小区,这种现象有增无减。

          据调查,沈阳市目前有52528米的燃气管道被违章建筑覆盖,其中有一部分是永久性建筑。沈阳九路市?#25945;?500米长的煤气管线和设施长期被门市房压在下面无法检修,?#19994;?#22788;是火种和火源,如同一颗中磅炸弹放在人海当中,时刻威胁着每天20万流动人口和洞?#24535;?#27665;的生命财产安全。由于受外界压力作用改变了管道应力条件,增加了管道破坏的危险性,因此导致燃气管道?#23631;?#20107;故时有发生。例如:1996年2月18日,江苏省扬州市南门?#24535;?#27665;楼楼侧地下过路煤气管道由于敷设过?#24120;?#31649;道连接件三通管受压?#23631;?#21518;煤气泄漏形成爆炸气体,遇明火爆燃,造成?#35838;?#20498;塌,?#21171;?人,伤5人的事故。

          (3)用户使用不当或误操作造成泄漏事故

          a.?#27426;?#24471;或不熟悉燃具的使用方法,不了解燃气阀的旋转方向或所控制的燃烧器,

          例如:欲开启烤箱的燃气阀,而误把上?#30475;?#20107;用的燃气阀打开,又未经仔细检查就匆忙离去,就会造成大量的燃气泄漏。

          b.使用燃具时不够专心,点着火后就去做别的工作,而水壶、粥锅、奶锅等器具内的水、粥、乳之类的物品烧开后溢出器具外。把火焰浇灭,而使大量的燃气放散到?#32771;?#20869;。在点燃灶具?#20445;?#29123;气阀已开起而燃烧器未点着火,就误以为点着火而离去。

          c.燃气灶质量不合格或用户只注重使用燃具,不注意保养和维修,造成燃气阀缺油、无油或锁紧螺母松动,引起漏气。

          d.用户已发现漏气事故,由于处理不及时或处理方法不?#20445;?#32780;引起爆炸或火灾。

          2.腐蚀缺陷

          腐?#35789;?#31649;道使用过程中常见的一种缺陷,其原因是金属材料与介质接触产生化学或电化学变化而引起的。管道腐蚀的?#35838;?#21487;以是内壁也可以是外壁。由于管道壁受腐蚀而导致泄漏的事故也有。如:1997年8月5日凌晨3时零5分,四川省石油管理局川东开发公司由大竹经渠县,南充输往成都?#26412;?#20026;426mm的天然气集输管道由于内壁受腐蚀造成泄漏,在位于大竹县北乡云台村苟家坡210和318国道交汇的公?#25918;?#21457;生爆炸,?#29575;?个农业合作社15户63人受灾,10人受伤,?#25945;?#22269;道线和渝达光缆中断,经济损失达250万元。

          (1)外壁腐蚀

          外壁腐蚀同样可以在架空或埋地管道上发生。架空钢管的外壁用油漆覆盖层防腐,埋地钢管的化学腐?#35789;?#20840;面性的腐蚀,在化学腐蚀作用下,管壁厚?#29123;?#34180;是均匀的,所?#28304;?#38050;管受到穿孔破坏的观点来看,化学腐蚀的危害性不大,故通常埋地钢管的腐蚀以电化学腐?#27425;?#20027;。

          (2)内壁腐蚀

          水在内壁生成一层亲水膜,形成了电池腐蚀的条件,产生电化学腐蚀。还由于输送的燃气中可能含有硫化氢、二氧化碳、氧、硫化物或其它腐蚀性化合物直接和金属起作用,引起化学腐蚀。因此,在架空或埋地钢管的内壁?#35805;?#21516;时存在化学腐蚀和电化学腐蚀。内壁防腐根本措施是将燃气净化,使其杂质达到?#24066;?#20540;以下。还可以在管道内壁用合成树脂或环氧树脂等作内涂层,可防止管道内壁的腐蚀,并能降低管壁的粗糙度,相应的提高管道的输气能力。

          (四)安全管理方面的缺陷

          1.燃气管道原始资料不全,技术?#32431;?#19981;明。

          在现?#30331;?#20917;下,由于种种原因,例如,燃气管理部门出现人员调动情况,使得燃气管道原始资料遗失,?#29575;?#26032;上任的人员无法了解管线的具体情况。为了最大限度的发挥管线的输气能力,尽可能延长管线的使用期限,减小输耗,安全可靠的供气,管线管理人员必须对管线走向,管道埋深,管线规格及管道腐蚀情况十分清楚,并熟悉管线经过地带的地形、地物、地貌,密切监视有无滑坡、威岩塌陷、洪水冲刷、河流改道情况,?#21592;?#39044;先采取措施,防止管线断裂和破坏,还应注意周围交通情况,一旦需要抢修管线?#20445;?#23601;可以合理地准备施工机具,及时到达现场进行快速抢修。

          2.对燃气管道管理认识不足。

          燃气管理部门对制度落实不完善,落实不到位,缺乏?#21830;?#30340;巡线、检测、查漏制度和机制。

          燃气管理单位平时应加强管理,制度要坚?#33268;?#23454;到位,不能走?#38382;接?#21046;定切实可行的?#21830;准?#27979;、查漏制度和机制。

          日常维护管理的要求功夫下在平?#20445;?#27604;如,燃气管道沿线必须安装里程桩,因为它是管线位置和走向的标志;还?#26032;?#32622;外面用来保护管线和保证线路稳固的护坡保坎等设施,如发现损坏,应及时修复,平时要加?#32771;?#26597;维修。

          3.检验欠帐现象?#29616;亍?/p>

          有的企业从开始到使用,多年一直未进行定期检验。管内积水是造成管线内腐蚀和管线堵塞,输气能力下降的主要原因。搞好脱水、分离、清管工作是长输管线日常管理工作的重要内容。有的企业在思想上存在重使用轻管理的弊病,对检验与检修,生产间的矛盾难以兼顾,不能?#35789;?#26816;验维修。

          四、加强管理确保安全使用的具体措施

          (一)严密规划、协调工作

          城镇燃气管理工程是一项全社会的基础工程,客观上要求规划、城建、市政、公用、劳动技术、电力电信、消防等部门密?#20449;?#21512;,协调工作。我们建议这些部门进行联合办公,或固定专人定期或定时互通情况,并形成一种制度固定下来。规划建设部门在编制市区发展规划?#20445;?#35201;充分听取和论证市政、电信、电力部门的发展计划,必要时邀请各部门专家”会诊”,?#21592;?#21046;定合乎客观?#23548;?#30340;,科学的规划,使城镇燃气管道的建设尽可能在确保安全第一的情况下正常发展。

          (二)严格选材,严把工程质量关。

          施工前,公用、劳动、技术等部门要联合对所选用的管?#32435;?#22791;进行的检查和检测,特别是对将要作高压管线的材料,更要严格筛选.在目前市场经济条件下,要教育?#22987;?#20154;员提高认识,增加责任?#23567;?#20351;命感,并制定相应的责任制,采取填写责任状、检测签名等?#38382;劍?#20999;实把好选材和施工质量关。在施工中,如发现有?#35805;?#21407;计划图纸设计施工的现象,要立即坚决制止,并处罚?#27844;?#36131;任人。工程验收?#20445;?#20844;用、规划、建设、城建、劳动、技术、消防部门进行竣工验收,对不符合要求的工?#21361;?#35201;坚决返工,并严肃处理责任人。唯如此,才能把燃气管道的先天?#30776;?#24739;消灭在萌芽之中。

          (三)建立健全各项制度,加强后期管理。

          1.加强?#27844;?#27861;规、技术标准的学习,提高认识,克服重使用、轻管理的思想,增强安全意识。

          2.组织落实:建立严格可行的管理体系和工作程序,落实岗位责任制。

          3.制度落实:制定、完善?#27844;?#29123;气管道的设计、安装、使用、检验、修理、改造等各项管理制度。

          4.具体工作中抓好制度的实施:对于新建燃气管道,必须要求有设计和安装资格的单位进行设计和安装;燃气管道技术档案要求的设计资料、安装竣工图,管材管件质证书,管道施工记录,阀门试验记录、系统试验记录等资料的搜集,整理建档;竣工验收和役前检验重点是设计安装资料审查,外观质?#32771;?#26597;,内在质量和可疑?#35838;?#30340;抽查,发现问题及时解决。

          (四)做好安全宣传教育工作

          近几年,在这方面的宣传力度还很不够,有很多群众甚至不知道燃气管道的危险性,还有一些单位认识不足,对燃气管线保护不力。出现这样的现象主要是宣传教育更不上,宣传力度更不上,宣传力度不够大,不够深,不够广。因此,要大力做好安全教育工作,采取印制宣传片,播放电视新闻,举办安全知识竞赛等?#38382;劍?#22312;全社会造成一种人人讲燃气管理安全的气氛。

          五、燃气泄漏后的补?#21364;?#26045;

          首先,迅速报告就近消防部门,消防部门接警后应及时通知医院和供气等部门配合,立即?#20960;?#29616;场弄清情况,制订出?#21496;燃?#21010;。

          其次,要在事故现场和周围划出危险区域并布置岗哨,防止非抢救人员带入或引起中毒。进入燃气(煤气)危险区的消防人员必须配戴氧气呼吸器,不能采用口罩或其它不能防止一氧化碳中毒的器具。

          再次,在事故处理中所有人员必须服从统一的领导和指挥,迅速将残余煤气处理干净,同时还要严防各种点火源,以防止发生爆炸事故。

          最后,在事故原因未查明前,不得向燃气设施?#25351;?#20379;气,对在?#21496;?#20013;中毒的人员要及时送医院进行救护,特别?#29616;?#30340;要现场进行救护,即做人工呼吸并使用苏生器,待?#25351;?#30693;觉后送高压氧仓进行治疗。

        更多资料请点击:安全教育

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